УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1997 года по МПК G05D16/06 F16K31/12 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в газовой промышленности для регулирования давления.

Известен усилитель давления газа, содержащий корпус с входной, управляющей и контрольной камерами, элемент настройки, связанный с чувствительным элементом, втулки и соосно расположенные подпружиненные впускной и выпускной клапаны, эксцентрик, установленный в корпусе, причем втулка снабжена герметичной перегородкой между контрольной и управляющей камерами, шток, выполненный в виде трубчатого седла выпускного клапана и жестко связанного с чувствительным элементом [1]
Конструкция обладает недостатком, заключающимся в том, что чувствительный элемент перемещается в подвижных резиновых уплотнениях. При этом возникающее там трение смещает рабочую зону усилителя в область, характеризующуюся большими коэффициентами усиления, что приводит к неустойчивости процесса регулирования.

Обеспечение высокой точности выходного параметра связано с возникновением режима автоколебаний, устранение режима автоколебаний возможно, нос понижением точности.

Таким образом, усилитель не может быть применен на ряде объектов, где необходимо поддерживать высокую точность параметра в сочетании с устойчивым процессом регулирования.

Известен усилитель для регулятора давления газа непрямого действия, содержащий корпус, подпружиненный двойной клапан, первый затвор, полый шток, полость, канал, управляющую полость, мембрану, дифференциальный подпружиненный поршень, первую герметичную полость [2]
Одним из главных недостатков является наличие сил трения в подвижном резиновом уплотнении. Поскольку в уравнении равновесия составляющая сил трения является одним из слагаемых, то уменьшение ее приведет к увеличению точности поддержания перепада.

Наиболее близким техническим решением является усилитель для регулятора давления газа непрямого действия, содержащий корпус, в котором расположены камеры входного давления, управляющего давления и давления питания, узел задания с пружиной и винтом задания, подпружиненный двойной клапан, опирающийся на седло. Элемент сравнения выполнен в виде полого поршня, крышки и зажатой между ними плоской металлической мембраны, жесткий центр которой с одной стороны связан с пружиной узла задания, а с другой через полый шток, имеющий сбросной канал, с подпружиненным двойным клапаном [3]
Основным недостатком данного усилителя является также наличие сил трения в подвижном резиновом уплотнении.

Задачей изобретения является увеличение чувствительности и точности при повышении степени устойчивости элемента сравнения путем уменьшения сил трения разделительного элемента.

Указанный технический результат достигается тем, что разделительный элемент выполнен в виде подвески-центратора из упругой пластины с подвижным полым центром, на котором закреплено упомянутое кольцо уплотнения, при этом упругая пластина выполнена идентично мембране полого поршня и жестко закреплена в корпусе по наружному периметру.

Усилитель для регулятора давления непрямого действия представлен на чертеже.

Усилитель содержит корпус 1, в котором расположены камеры выходного давления 2, управляющего давления 3 и давления питания 4, узел задания с пружиной 5 и винтом задания 6, подпружиненный двойной клапан 7, опирающийся на седло 8. Элемент сравнения (комбинированный мембранно-поршневой чувствительный элемент) выполнен в виде полого поршня 9, крышки 10 и зажатой между ними плоской металлической мембраны 11, жесткий центр которой с одной стороны связан с пружиной 5 узла задания, а с другой через полый шток 12, имеющий сбросной канал 13 с подпружиненным двойным клапаном 7, причем площадь полого поршня 9 выполнена равной эффективной площади мембраны 11 в ее нейтральном положении. Полый шток 12 полого поршня 9 проходит через разделительный элемент, выполненный в виде подвески-центратора, состоящего из упругой пластины 14, с подвижным полым центром, на котором закреплено кольцо уплотнения 15, размещенное в обойме 16. Упругая пластина 14 выполнена идентично мембране 11 полого поршня 9 и жестко закреплена в корпусе 1 по наружному периметру.

Усилитель для регулятора давления газа непрямого действия работает следующим образом.

В исходном положении давление газа на выходе (в камере 2) равно заданному, клапан 7 опирается на седло 8 и одновременно перекрывает канал 13 полого штока 12, разделяя камеры выходного давления 2 и давления питания 4. Давление в камере управляющего давления 3 сохраняется постоянным, соответствующим расходу газа через регулятор в данный момент. При увеличении давления на выходе регулятора (в камере выходного давления 2) мембрана 11 и связанный с ней полый шток 12 перемещается вверх, соединяя камеру управляющего давления 3 через сбросной канал 13 с камерой выходного давления 2. Управляющее давление уменьшается, вызывая перемещение затвора исполнительного устройства регулятора в сторону закрытия.

При уменьшении давления в камере выходного давления 2 мембрана 11 с полым штоком 12 перемещаются вниз, перекрывая сбросной канал 13, при этом камера управляющего давления 3 разобщается с камерой выходного давления 2, а подпружиненный двойной клапан 7, отходя от седла 8, соединяет камеру управляющего давления 3 с камерой давления питания 4 и изменяет, таким образом, величину управляющего сигнала, при этом резиновое кольцо уплотнения 15 разделяет камеры выходного 2 и управляющего 3 давлений, неподвижно сидит на полом штоке 12 и перемещаемого вместе с ним за счет упругих свойств пластины 14.

Использование: в газовой промышленности для регулирования давления. Сущность изобретения: разделительный элемент выполнен в виде подвески-центратора из упругой пластины с подвижным полым центром. На полом центре закреплено кольцо уплотнения. Упругая пластина выполнена идентично мембране полого поршня. Упругая пластина жестко закреплена в корпусе по наружному периметру. 1 ил.

Усилитель для регулятора давления газа непрямого действия, содержащий корпус с камерами выходного, управляющего давлений и давления питания, узел задания, элемент сравнения, расположенный в камере выходного давления и выполненный в виде полого поршня с мембраной и полого штока, проходящего через разделительный элемент в виде кольца уплотнения, и подпружиненный двойной клапан, отличающийся тем, что разделительный элемент выполнен в виде подвески-центратора из упругой пластины с подвижным полым центром, на котором закреплено упомянутое кольцо уплотнения, при этом упругая пластина выполнена идентично мембране полого поршня и жестко закреплена в корпусе по наружному периметру.