РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК G05D16/00 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для регулирования расхода и давления рабочей среды (жидкости, газа или пара) в системах для авиационной, химической, газовой и других отраслей промышленности.

Известно регулирующее устройство, которое содержит исполнительный механизм, выполненный в виде поршневого или мембранного привода и регулирующий орган с затвором. Перестановочное усилие на затворе регулирующего органа в одном направлении создается за счет действия давления в рабочей полости исполнительного механизма на мембрану или поршень, а в обратном - за счет усилия сжатой пружины.

Недостатком этого устройства является недостаточная функциональная возможность, поскольку оно используется в качестве регулятора расхода и использование его в качестве регулятора давления весьма проблематично.

На чертеже показан пример выполнения регулирующего устройства.

Регулирующее устройство содержит регулирующий орган 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3. К верхнему фланцу органа 1 крепится исполнительный механизм 4, разделенный мембраной 5 на две полости: нижнюю и верхнюю соответственно полости 6 и 7, имеющие каналы 8 и 9 соответственно.

В центре мембраны 5 крепится выходной элемент - шток 10, выполненный заодно с соосным ему затвором 11 регулирующего органа 1. Затвор 11 проходит через седла 12 и 13 и направляется втулками 14 и 15 в верхнюю и нижнюю части регулирующего органа 1. К нижнему фланцу регулирующего органа 1 крепится корпус пневмоцилиндра 16, в расточке которого располагаются два плунжера 17 и 18 с установленными на них роликами 19 и 20. Ролики 19 и 20 контактируют с соосным штоком 10 кулачком 21 с профилированной поверхностью, установленным на одном конце толкателя 22, другой конец которого упирается в нижний торец затвора 11. Полости 23 и 24, образованные в корпусе пневмоцилиндра 16 соответственно плунжерами 17 и 18, расположенными радиально относительно оси штока 10, имеют каналы 25 и 26.

Регулирующее устройство работает следующим образом.

При соединении нижней полости 6 исполнительного механизма 4 с выходным патрубком 3 регулирующего органа 1 и при соединении полостей 23 и 24 пневмоцилиндра 16 с атмосферой регулирующее устройство работает в режиме регулятора давления.

В верхнюю полость 7 исполнительного механизма 4 по каналу 9 подается командное давление, величина которого определяет значение давления на выходе. Работа регулирующего устройства происходит по известной схеме, т.е. под действием командного давления затвор 11 перемещается в сторону открывания и рабочая среда проходит в выходной патрубок 3, с возрастанием давления в котором растет и давление в нижней полости 6, соединенной с ним. По достижении давлением на выходе величины командного давления затвор 11 перекрывает проходное сечение регулирующего органа 1, а при падении давления на выходе ниже командного - открывает его. Тем самым поддерживается необходимый уровень давления на выходе.

Работа регулирующего устройства в режиме регулятора расхода происходит при соединении нижней полости 6 исполнительного механизма 4 с атмосферой, при этом в полости 23 и 24 пневмоцилиндра 16 по каналам 25 и 26 подается опорное давление. Плунжеры 17 и 18 перемещаются в сторону толкателя 22 и посредством роликов 19 и 20 воздействуют на профилированную поверхность кулачка 21. В результате вдоль оси толкателя 22 возникает начальное усилие, фиксирующее затвор 11 в закрытом положении. Профиль кулачка 21 выполнен таким образом, что результирующее усилие, действующее вдоль оси толкателя 22, пропорционально его перемещению.

При подаче командного давления в верхнюю полость 7 исполнительного механизма 4 происходит перемещение затвора 11 в сторону открывания. Величина перемещения затвора 11 пропорциональна командному давлению. При уменьшении командного давления усилие, воздействующее со стороны толкателя 22 на затвор 11, перекрывает проходное сечение регулирующего органа 1.

Регулирующее устройство переналаживается с минимальными затратами, что позволяется его эффективно использовать при различных режимах эксплуатации. Это устройство практически заменяет два регулирующих устройства: регулятор давления и регулятор расхода.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности регулирующего устройства. Регулирующее устройство может работать в двух режимах: регулятора расхода и регулятора давления. При работе в режиме регулятора расхода полость 6 исполнительного механизма 4 соединяется с атмосферой, а в полости 23 и 24 подается опорное давление. Перестановочное усилие на затворе 11 создается в одном направлении за счет действия командного давления в полости 7 на мембрану 5, а в обратном - за счет усилия, действующего со стороны плунжера 17 и 18 через ролики 19 и 20, контактирующие с профилированным кулачком 21 на толкателе 22. При работе в режиме регулятора давления полость 6 соединяется с выходным патрубком 3, а полости 23 и 24 - с атмосферой, тем самым плунжеры 17 и 18 выводятся из взаимодействия с затвором 11. 1 ил.

РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее исполнительный механизм с выходным элементом в виде штока и регулирующий орган с затвором, выполненным заодно с соосным с ним штоком, отличающееся тем, что соосно с штоком в нем установлен с возможностью взаимодействия с штоком кулачок с профилированной поверхностью, установленный с возможностью взаимодействия этой поверхностью с роликами, закрепленными в плунжерах, установленных в пневмоцилиндрах, радиально расположенных относительно оси штока.