Регулятор расхода Советский патент 1985 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится к регулиро ваьшго текучей среды и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и экспериментальной технике.

Цель изобретения - повьшение точности регулятор а.

На фиг,1 схематически представлен регулятор расхода; на фиг.2 разрез А-А на фиг..

Регулятор расхода содержит корпус I с входной 2 и выходной 3 полостями. Первая полость 4 включает первый клапан 5, образующий дросселирующую щель 6 и связанный с жестким центром первой мембраны 7, воспринимающей перепад давлений. Мембрана 7 образует с корпусом I первую камеру 8, в которой расположена первая пру жина 9. связанная с первой мембраной 7. Вторая полость 10 включает второй клапан 11, образующий дросселирующзло щель 12 и связанный с жестким центром второй мембраны 13, воспринимающей перепад давлений,Мембрана 13 образует с корпусом 1 вторую камеру 14, в которой расположена вторая пружина 15, связанная с второй мембраной 3, задающий орган 16 установлен мелду второй 10 и вы ходней 3 полостями и снабжен приводом 17. Третья мембрана 18 связана -с первым клапаном 5, установлена перед первой мембраной 7 и образует с ней и корпусом 1 третью полость 19. Вторая полость 10 связана с третьей полостью 19 через первый регулируемый дроссель 20. Четвертая мембрана 21 связана с вторым клапаном 11, установлена перед второй мембраной 13 и образует с ней и корпусом 1 четвертую not лость 22. & 1ходная полость 3 соединена с четвертой полостью 22 чррез второй регулируемый дроссель 23. Первая кямера 8 через третий регулируемый дроссель 24 соединена с второй полостью 10, а вторая камера 14 через четвертый регулируемый дроссел 25 сообщена с выходной полостью 3, Каакдьй из клапанов 5 и 11 связан с жестким центром соответственно мембран 7 и 13 посредством планки 26 и шпилек 27.

Регулятор расхода работает следу inqHM образом.

Рабочую яоодкость подводят к входной полости 2, которая, проходя чере

дросселирующую щель 6, поступает в первую полость 4, а далее через дросселирующую щель 12 поступает во вторую полость 10. В выходную полос 3 рабочая жидкость подается через дросселирующую щель задающего органа 1 6 .

В установившемся режиме работы, когда давление рабочей жидкости на входе и выходе регулятора сохраняется постоянным, первый клапан 5 и втрой клапан 11 находятся в состоянии равновесия и давление в полостях и камерах не изменяется с течением времени.

В первой полости 4 давление жидкости меньше, Чем ВО входной полости 2 на величину пепёпада давле- . ния в дросселирующей щели 6. Давление, с которым жидкость действует н первую мембрану 7 со стороны первой полости 4, равно давлению на входе первого клапана 5. Во второй полости 10 давление меньше, чем в первой полости 4 на величину перепада давления в дросселирующей щели 12.

Б первой камере 8 давление жидкости такое же, как и во второй полости 10. Следовательно, перепад давления на первом клапане 5 равен перепаду давления на первой мембране 7. На мембране 13 со сторо- ны второй полости 10 и на входе задающего органа .16 давления жидкости равны. Во второй камере 14 дав ление жидкости равно давлению на выходе задающего органа 16 следовательно, перепад давления на задающем органе 16 равен перепаду давления на второй мембране 13.

На мембраны 7 и 13 кроме силы, определяемой перепадом давления, действуют усилия сжатых пружин 9 и 15, реакция потока жидкости.на клапаны 5 и П и масса подвижных частей.

Условие равновесия на казвдой I мембране заключается в том, что усилие, определяемое величиной перепада давления, уравновешивается другими действующими на мембраны силами.

При изменении давленная на вяоде регулятора, например в сторону увеличения, давление в полости 4 и на мембране 7 со стороны этой полости будет увеличиваться и мембрана 7 вместе с клапаном 5 начнет перемещаться вниз, уменьшая дросселирующую щель 6, противодействуя тем самым дальнейшему увеличению давления в полости 4, пока не будет достигнуто состояние равновесия. Давление в полости 4 увеличится настолько, что преодолевается дополнительное сжатие пружины 9 и усиливается реакция по тока жидкости на клапан 5. Увеличи ся перепад давления на мембране 7 и, следовательно, перепад давления в дросселирующей щели 12, так как отклонение давления жидкости в полости 10 в CTOpo|iy увеличения приведет к некоторому смещению мембраны 13 вместе с клапаном 11 вверх до своего положения равновесия, уменьшив дросселирующую щель 12 и препятствуя тем изменению давления в полости 10,пр этом перепад давления на задающем органе 16 сохранится неизменным.Во росшее давление жидкости на входе регулятора будет макст4ально погашаться в дросселирующей щели 6. При уменьшении входного давлени мембраны 7 .и 13 вместе с клапанами 5 и 11 будут перемещаться в сторон увеличения дросселирующих щелей 6 и 12 настолько, что перепад давлен на заданщем органе 16 сохранится постоянным, а установленный расход останется неизменным При возрастания давления на вых де регулятора увеличатся давления четвертой полости 22, в палостн 10 и третьей полости 19, что вызовет перемещение мембран 7 и 13 вместе с клапанами 5 и I в сторону увёлтчей дросселируюо пс щелей 6 и 12. Это приведет к увеличению давления в полости 10 настолько, что сох раняется перепад давления на задаю щем органе 16 постоянным. При сшсже 724 НИИ давления на выходе регуля- ора произойдет, обратный процесс. Точность регулятора зависит от динамической устойчивости. Резкое изменение давления на входе и выходе регулятора может привести к колебаниям клапанов и нарушению стабильности расхода. Выполнение предлагаемого регуля-, тора расхода таким образом,что первая 8 и вторая 14 камеры отделяются от третьей 19 и четвертой 22 полостей соответственно третьей 18 и четвертой 21 мембранами и сообщаются через второй 23 регулируемый и третий 24 регулируемый дроссели,с второй полостью 10 и выходом задающего органа 16, обеспечивает динамическую устойчивость. При резком возрастании давления на входе и выходе регулятора не происходит резкого изменения давления в третьей 19 и четвертой 22 полостях, так как мембраны выполнены с различимей эффективными площадями . Наибольшая динамическая устойчивость регулятора расхода достигается при соотношении эффективных пло щадей 0,3-0,7 где f - эффективная площадь первой мембраны 7, воспринимающей перепад давления} fjtf эффективная площадь четвертой мембраны 21, проходное сечение регулируемого дросселя 23 четвертой полости 22 меньше проходного сечения четвёртого регулируемого дросселя 25 второй камеры 14. Таким образом, регулятор расхода по сравнению с известными ре1 улятора1«сОбладает- повышенной точностью и динамической устойчивостью.

i/e./

1.РЕГУЛЯТОР РАСХОДА, содержащий корпус с входной, выходной, первой и второй полостяьш, с nepBtat клапаном, установленным между входной и первой полостями и связаш211м с первой мембраной, образующей с корпусом первую камеру, в которой расположена первая пружина, связанная с первой мембраной, с вторьм клапаном, установленным между первой и второй полостя « и связанным с второй мембраной, образующей с корпу jcoM вторую камеру, в которой рас- . положена вторая пружина, связанная с второй мембраной и с задающим органом, установленным между второй и выходной полостями и снабженным приводом, о тличающийся тем, что, с целью повьппения точности регулятора, он содержит третью и четвертую мембраны, причем первый клапан связан с третьей мембраной, установленной перед первой мембраной, и образукнцей с ней и корпусом третью полость, которая через первый регулируемый дроссель соединена с второй полостью, второй клапан связан с четвертой мембраной, уста новленной перед второй мембраной и образующей с ней и корпусом четвертую полость, которая через второй (Л peгyлиpye вJrй дроссель соединена с выс ходной полостью, при этом первая камера через третий регулируемый дроссель соединена с второй полостыо, а вторая камера через четвергай регулируемый дроссель соединена с выходной полостью. Эд « 2. Регулятор поп.1,отличаfp щ и и с я тем, что отношение эффективных площадей третьей и четверГой мембран соответственно к nep-f N9 вой и второй равно 0,3-0,7. /