Стабилизатор давления Советский патент 1985 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к устройст вам силовой пневмоавтоматики и может найти применение в пневматических системах в машиностроении, тран порте и в газовой промьшшенности для понижения и стабилизации давления газа. Цель изобретения - повышение точ ности и надежности, а также расширение функциональных возможностей стабилизатора. На чертеже показана конструктивная схема стабилизатора давления. Стабилизатор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и седлом 4 между ними, дро селирующий клапан 5, связанный штоком 6 с чувствительным элементом 7, нагруженным пружиной 8 задания, сжа тие которой регулируется винтом 9 через тарель 10. Чувствительный элемент с корпусом 1 и клапаном 5 образует полость 11 высокого (входного) давления. Полость 12, образованная клапаном 5 и .корпусом 1 со стороны выходного канала 3, является полостью низкого (выходного) давления. Седло 4 выполнено в виде поршня с буртиком 13, ограничивающи продольные перемещения седла. В дросселирующем клапане 5 со стороны полости 12 выполнено дополнительное седло 14 со сквозным соос ным каналом 15, проходящим в штоке и чувствительном элементе 7 и перекрытым клапаном 16 сброса, шток 17 которого связан с днищем 18 корпуса 1 с возможностью осевого перемещения на величину не менее рабочего хода дросселирующего клапана 5. Это обеспечено тем, что шток 17 проходит через уплотненное отверстие в днище 18 и имеет на конце резьбу, на которую навернута гайка 19 в вид стакана. Днище 18 выполнено в виде подвижного поршня, положение кото рого регулируется навернутой на кор пус 1 гайкой 20. Шток 6 и чувствительный элемент 7 вьшолнены разъемными и образуют между собой нормально закрытую клапанную пару 21 и 22, что обеспечено установкой в полости 12 между клапа ном 5 и днищем 18 пружины 23. Корпус 1 закрыт стаканом 24 с отверстиями 25,Клапан 16 прижат к седлу 14 пружиной 26. 72г Чувствительный элемент 7 может быть вьшолнен в виде поршня (как показано), а также в виде сильфона или мембраны. Стабилизатор давления работает следующим образом. В исходном положении пружина 8 задания сжата винтом 9 через тарель 10. Чувствительный элемент 7 опущен максимально вниз и находится у ограничителя корпуса. Пружина 23 сжата гайкой 20 и прижимает шток 6 (клапан 22) к чувствительному элементу 7 (седлу 21). Седло 4 может занимать произвольное положение в пределах его свободного продольного хода. Предположим, что седло 4 опущено упирается буртиком 13 в нижний упор корпуса, клапан 16 прижат к седлу 14 пружиной 26. Между седлом 4 и клапаном 5 образовано максимальное проходное сечение (максимальный зазор) . Усилие пружины 8 больше.усиЛИЯ пружины 23. Поэтому клапан 5 не прижат к седлу 4. Газ высокого давления подводится по каналу 2 в полость 11. В зазоре между клапаном 5 и седлом 4 газ дросселируется, его давление понижается. Газ с пониженнь1м давлением поступает в полость 12 -низкого давления. В . этой полости давление газа повышается, при его действии на неуровновешенную площадь клапана 16 последний сильнее прижимается к седлу 14. По мере повьш1ения давления на выходе (в полости 12) сила его воздействия на клапан 5 снизу увеличивается, клапан 5 поднимается вверх, сжимая через шток 6 и чувствительный элемент 7 пружину 8. Если выход из стабнпиза-г тора закрыт, то при давлении в полости 12, равном давлению настройки, клапан 5 поднимается вверх настолько, что приходит .в соприкосновение с седлом 4, разобщив входную и выходную полости и прекратив поступление газа в полость низкого давления. Седло 4 при работе стабилизатора прижимается вниз высоким давлением в полости 11, его ограничитель 13 прижат к нижнему упору корпуса 1. Подвиж ная система стабилизатора уравновешена . При отборе газа в объеме за стабилизатором через канал 3 давление в полости 12 несколько снижается.

что нарушает равновесие, подвижная система стабилизатора перемещается вниз, при этом клапан 5 отходит от седла 4, между которыми обр азуется щель, через которую на выход поступает газ, компенсируя отбор газа через стабилизатор. При установишемся режиме работы стабилизатора его подвижная система занимает положение динамического равновесия, соответствующего давлению настройки при определенном расходе газа с учетом статической ошибки стабилизатора. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине щели между клапаном 5 и седлом 4. . При прекращении отбора газа давление повысится до давления настройки в статике, поддействием давления в полости 12 клапан 5 со щтоком 6 и чувствительным 7 поднимутся BBQpx, клапан 5 сядет на седло 4, разобщив полости 11 и 12. ПРи этом давление в полости 12 повысится вследстиве сжатия пружины 8.

Если по какой-либо причине, например при разрушении уплотнителя клапана 5, давление газа в полости 12 продолжает повьшгаться, то клапан 5 начинает перемещаться вверх вместе с седлом 4. При этом свободный ход клапана 16 закончится (гайка 19 упрется в днище. 18), седл же 14 отойдет от клапана 16. Между седлом 14 и клапаном 16 образуется щель, через которую по каналу 15 полость стакана 24 и отверстия 25 избыточное давление газа сбросится в атмосферу. При восстановлении настроечного давления в полости 12 низкого давления чувствительный элемент 7, шток 6, клапан 5 и седло 4 опустятся вниз, седло 4 приж- мется к клапану 16, прекратив сброс газа.

При недопустимом повьш1ении входного давления (в полости 11 высоко-го давления) чувствительный элемент 7 (седло 21) отрьгоается от щтока 6 (клапана 22), через образовавшуюся щель между которыми, осевой канал чувствительного элемента 13, полость стакана 24 и от ерстия 25 избыточное входное давление сбрасывается в атмосферу. При восстановлении величины входного давления чувствительный элемент 7 под действием прзтеины 8 опустится вниз, седло 21 сядет на клапан 22, 5 прекратив сброс газа из входной по лости. При раскрытии клапанной пары 21-22 действие входного давления на клапаны Ь уравновешивается силой пружины 23 и силой выходного

0 давления со стороны полости 12.

При одновременном недопустимом пов.ьшении давления газа в полостях 11 и 12 клапаны 16 и 22 открьгоа-, ются одновременно, избыточное давление из входной и выходной полостей сбрасывается в атмосферу одновременно .

Настройка стабилизатора производится следующим образом.

0 Пружина 8 винтом 9 сжимается на восприятие чувствительным элемен- /том 7 максимального входного давАения. Величина сжатия пружины 8 определяет давление раскрытия клапанной пары 21-22, Требуемое давление на выходе стабилизатора устанавливается величиной сжатия пружины 23, что обеспечивается гайкой 20. Увеличение сжатия пружины 23 приво0 Дит к уменьшению выходного давления и наоборот. Начало открытия сбросного клапана 16 определяется регулировкой зазора между днищем 18 и гайкой 19. При равенстве этого зазора

- максимальному ходу клапана 5 относительно седла 4 открытие клапана 16 совпадает с посадкой клапана 5 на седло 4. При превышении указанного зазора максимального хода клапана 5

- относительно седла 4 открытие сбросного клапана 16 происходит позже закрытия клапана 5. Максимальное открытие клапан 16 определяется осевым ходом седла 4. Итак, настрой|ка сбросного клапана 16 определяется конструктивными параметрами и регулировкой зазора междуднищем 18 и гайкой 19.

Точность стабилизатора повышена путем исключения чрезмерного повышения давления на выходе. Это же способствует повьшению надежности, в работе как самого стабилизатора, так и питаемой от него пневматичес,кой системы.

tt

24

1. СТАБШШЗАТОР ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус с входным и выходным каналами и первым седлом между ними, дросселирующий клапан, образующий с корпусом со стороны выходного канала полость низкого давления и связанный штоком с нагруженным пружиной задания чувствительным злементом, образующим с корпусом и дросселирующим клапаном со стороны входного канала полость высокого давления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности стабилизатора, в 13 дросселирующем клапане со стороны полости низкого давления выполнено второе седло со сквозным соосным каналом, проходящим через шток и чувствительный элемент, и установлен клапан сброса, подпружиненный шток которого расположен в днище корпуса с возможностью осевого перемещения на величину не менее рабочего хода дросселирующе: о клапана, причем первое седло вьтолнено в виде полого поршня с ограничителем осевого перемещения. 2. Стабилизатор по п. 1, о т л ичающи-йся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в полости низкого давлеСП ния установлена пружина между дросселирующим клапаном и днищем корпуса, вьтолненным в виде поршня, связанного с механизмом его перемещения, а шток дросселирующего клапана и чувствительный злемент выполнены раздельными, причем на их обращенных одна к другой поверхностях имеется нормально закрытая клапанная пара 9) сброса из полости высокого давления. а о. ю