Регулятор давления Советский патент 1983 года по МПК G05D16/10 

2, Регулятор по п.1, о т л и чающий с я тем, что, с целью улучшения его динамических характеристик, чувствительный элемент выполнен в виде полого поршня, в полости которого размещен связанный с регулировочным винтом дополнительный поршень.

надпорганеная и подпоршневая полости которого сообщены каналом с дроссельным элементом, причем между полым и дополнительным поршнями коаксиально регулировочному винту установлена пружина задания.

1. РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус с двумя входными и выходными каналами, управляющей и выходной полостями, установленный в нем чувствительный элемент, связанный с клапаном, и пружину задания с регулировочным винтом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих расходов через регулятор, один из входных каналов с установленным в нем первым регулируей 1М дросселем сообщен с управляющей полостью, связан ной с выходной полостью каналом с размещенным в нем вторым регулируемым дросселем. (Л о т U) о :л

Изобретение относится к устройствам силовой пневмоавтоматики и может быть использовано в пневматических системах для наддува емкостей и вьщачи смеси двух газов потребителям с большим расходом.

Известен регулятор давления, в корпусе которого с двумя входными и выходными каналами установлен чувствительный элемент, связанный с двумя клапанами, и узел задания Щ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор давления, содержащий корпус с двумя входными и выходным каналами, управляющей и выходной полостями, установленный в нем чувствительнй1й элемент, связанный с клапаном и пружину задания с регулировочным винтом 2 . Недостатками известных устройств является относительно узкий диапазон рабочих расходов через регуляторы, а такие ухудшенные динамические х рактеристики из-за возможности возникновения автоколебаний.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих расходов через регулятор, а также улучшение динамических характерик регулятора.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления, содержащем корпус с двумя входными и выходным каналами, управлягаций и выходной полостями, установленный в нем чувствительный элемент, свАзанный с клапаном, и пружину задания с регулировочным винтом, один из входных каналов с установленным в нем первым регулируемым дросселем сообщен с управляющей полостью, связанной с выходной полостью каналом с разМещенным в нем вторым регулируемым дросселем.

Чувствительный элемент выполнен в виде полого поршня, в полости которого размещен связанный с регулировочным винтом дополнительный поршень, надпоршневая и подпоршневая полости которого сообщены каналом с дроссельным элементом, причем между полым и дополнительным поршнями коаксиально регулировочному винту установлена пружина задания.

На чертеже показан предлагаемый

Q регулятор давления, разрез.

Регулятор давления состоит из кор пуса 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и седлом 4 между ними. В корпусе размещен клапан 5 с пружиной 6 -И толкателем 7, взаимодействующим с поршнем 8. Корпус .1 образует с поршнем 8 выходную полость 9. В корпусе выполнен второй входной канал 10 с установленным в нем первым регулируемым дросселем И и выходящим в . надпоршневую (управляющую)полость 12. Надпоршневая полость (управляющаяV 12 сообщена с выходной полостью 9 каналом 13 с установленным в нем вторым регулируемым дросселем 4. Поршень 8 выполнен полым, в нем размещен дополнительный поршень 15, жестко связанный с ввернутым в корпус 1 регулировочным винтом 16 н образующий с поршнем 8 полость 17, сообщен0 ную с надпоршнево полостью 12 каиалом 18 с дроссельным элементом 19. Канал 18 с дроссельным элементом 19 могут быть.выполнены как в поршне 15 так и в поршне 8. В полости поршня

5 8 над поршнем 15 со стороны винта 16 размещена пружина 20 задания. Полость поршня 8, в которой размещена пружина 20, сообщена с надпоршневой полостью 12 отверстиями 21.

Регулятор давления работает следующим образом.

В исходном положении поршень 8 под действием прузшны 20 поднят вверх. Клапан 5 пружиной 6 также поднят мяксимапьно вверх-и прижат к седлу 4. : Выходная полость 9 разобщена от полости канала 2 клапаном 5. Газ высокого давления от двух различных источников подводится к каналам 2 и 10 Давление газа во входном канале 2 еще больше прижимает клапан 5 к седлу 4, не позволяя проходить газу в выходную полость 9 от первого источника Газ от второго- источника через регулируемый дроссель 11 поступает по каналу 10 в надпоршневую полость 12, от куда одновременно газ поступает в полость 17 по каналу 18 с дросселем 19 и в выходную полость 9 по каналу 13 и дросселю 14. Давление в полостях 12 и 17 повьшается, поршень 8 опускается вниз, сжимая пружину 20 и открьюая клапан 5 от седла 4. При этом газ от первого источника будет поступать по .каналу 2 и через зазор между клапаном 5 и седлом 4 - в выходную по лость 9, В выходной полости 9 потоки газов от двух источников с поюшенным давлением будут смешиваться и по каналу 3 отводиться потребителю. .-: - В установившемся режиме работы давление в полости 12 стабилизируется его величина определяется гидравлическим сопротивлением дросселей 11 и 14. Поршень 8 при этом будет неподвшкяым (при постоянном отборе газа| действукщие на него силы свевху и снизу будут уравновеиены. Приток газа от источников питания в выходную полость будет ПОСТОЯН1ММ, соотношение газов в выходной смеси будет неизменным. Регуля-тор работает только в расходном режиме при максимальном отббре газа. Величина расхода измеияется {регулируется ) винтом 16 и изменением сопротивлений дросселей II и 14. При сжатии пружины 20 BHJHTOM 16 поршеньВ поднимается вверх, приток газа от первого источника через клапан 5 уменьшается. Это-пр1№одит к понижению давления в полости 9 и уменьшению расхода (отбора) газа. При этом приток газа от второго источника через канал 13 останется прежним. Что приведет- к изменению соотношения газов в выходной смесн. Для сохранения прежнего соотношения газов в смеси необходимо одновременно с понижением давления на выходе (увеличением сжатия пружины 20 ) увеличить сопротивление дросселей 1 и 14 Для увеличения.расхода газа за счет повьппения давления в полости 9 необходимо ч-)слабить пружину 20 иинтом 16. При этом поршень В давлением газа в полости 12 опустится вниз, увеличив щель между клапаном 5 и седлом 4. Давление в полости 9 повысится, что приведет к увеличению выдачи (производительности) газа потребителю. Для сохранения прежнего соотношения газов в выходной смеси необходимо одновременно с увеличением притока газа от первого источника увеличить приток газа от второго источника, что достигается одновременным уменьшением гидравлических сопротивлений дросселей 11 и 14. Изменение (регулирование) соотношения газов в выходной смеси достигается изменением сопротивлений дросселей 11 и 14. Если, например, необходимо в выходной смеси увеличить долю газа от второго источника, то необходимо уменьшить сопротивление дросселей.11 и Ц. При этом приток газа через дроссель П и расход газа через дроссель 14 увеличатся, давление же газа в полости-12 не изменится. Если же необходимо в смеси на выходе регулятора уменьиить Долю газа от второго источника (увеличить долю газа от первого источника питания) , то увеличивают сопротивлеиие дросселей 11 и 14. При этомуменьшается расход газа через полость 12, Возможно регулирование соотношения газов в выходной смеси одновременным изменением сжатия пружины 20 и изменением сопротивления дросселей 11 и 14. Так, например, увеличение дoJm газа от второго источника в вы ходной смеси может быть дос тигнуто одновременным увеличением проходного сечения дросселя 14 и уменьшением сжатия пружины 20. Первое вызьгоает увеличеиие поступления газа из полости 12 в полость 9 от второго источника. Это приводит к уменьшению давления в полости.12 и, чтобы порщень 8 занимал прежнее положение ( чтобы расход через регулятор остался неизменным за счет сохранения прежнего давления в полости 9), необходимо уменьшить силу пружины 20, поднимакяцую поршень 8 вверх чт обес- ,, печивается винтом 16. Этого же резуль. тата можно добиться увеличением проходного сечения (уменьшением сопротивления) дросселя 11 с одновременным увеличением сжатия пружины 20 винтом 16.. .

Наличие поршня 15 с дросселем 19 в канале 18 обусловливает плавное повьвпемие вызфдного.давления и расхода газа. При подаче газа в канал 10 его давление на поршень 8 воздействует не сразу (не на всю его площад)-. Сначала газ со стороны полости 12 действует на поршень 8 по площади ограниченной уплотнительными кольцами поршйей 8 и 15. Постепенно давление в полостях 12 и 17 выравнивается (благодаря дросселю 19 и поршень В опускается вниз, увеличивая подъем клапана 5 над седлом 4. Приток газа в полость 9через клапан 5 увеличится поршень 8 несколько поднимается в начальный момент вверх В установившемся режиме поршень 8 будет занимать такое положение, при котором приток газа через клапан 5 и дроссель 14 в полость 9 будет созд вать в ней такое давление, действие которого на поршень 8 будет компенсировано действием пруткины 20 и давления газа в полости 12 на тот же поршень с другой стороны.

Наличие полости 17 и связь ее с полостью 12 через дроссель 19 повышают устойчивость работы регулятора как .за счет потерь в дросселе 19, так и за счет исключения Гуменьшения) влияния колебаний давления -в полости 12 на-поршень 8. Кроме того, наличие полости 17 меньшего объема /по сравнению с объемом полости 12) .уменьшает возможность возбуждения колебаний поршня 8 за счет плавного приближения поршня к положению устойчивого равновесия.

Предлагаемый регулятор давления предназначен для наддува больших емкостей смесями различных газов и может быть использован для, вьщачи газов различным потребителям. Пошнальныйрежим работы с расходом позволяет регулировать расход газа, соотношение различных газов в выходной смеси. Регулятор обеспечивает большу производительность, характеризуется высокой устойчивостью работы, давление в его выходной полости и расход увеличившотся плавно. Все это свидетельствует о заметном расширении фунциональных возможностей регулятора, улучшении его динамически характеристик.