Регулятор давления Советский патент 1985 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и экспериментальной технике для регулирования давления текучей среды.

Цель изобретения - повышение точности регулятора.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема предлагаемого регулятора давления; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I ца фиг. 1 и эпюра распределения давления по радиусу клапана.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями и седлом 4, тарельчатый клапан 5, жестко связанный с помощью планок 6, 7 и двух шпилек 8 с чувствительным элементом 9, нагруженным задаюш,ей пружиной 10, и разгрузочный элемент, выполненный в виде разгрузочной мембраны 11, образуюш,ей с корпусом 1 разгрузочную камеру 12. Жесткий центр разгрузочной мембраны 11 связан штоком 13 с тарельчатым клапаном 5.

Чувствительный элемент 9 состоит из двух жестко связанных мембран 14 и 15, образующих межмембранную камеру 16, сообщенную каналом 17 с выходной полостью 3. Пружина 10 расположена в полости 18 крышки 19. Настройка пружины 10 осуществляется винтом 20. В крыщке 19 выполнено отверстие 21, сообщающее полость 18 с атмосферой.

Тарельчатый клапан 5 снабжен каналом 22, вход 23 которого выполнен на рабочей поверхности 24, а выход 25 соединен с разгрузочной камерой 12. Вход 23 канала 22 выполнен на рабочей поверхности 24 клапана 5 на расстоянии радиуса Rs (0,43...0,46) d от его центральной оси, где d - диаметр отверстия седла 4.

Регулятор работает следующим образом.

Рабочую жидкость под давлением подают во входную полость 2, откуда жидкость через дросселирующее сечение между седлом 4 и клапаном 5 поступает в выходную полость 3. При прохождении жидкости через дросселирующее сечение происходит редуцирование давления. Чувствительный элемент 9 клапан 5 и разгрузочная мембрана 11 представляют собой подвижную систему, подверженную действию ряда сил.

На мембрану 14 чувствительного элемента 9 выходное давление действует с двух сторон, а на мембрану 15 - с одной стороны. С другой стороны мембрана 15 нагружена пружиной 10, поджатием которой устанавливают заданное выходное давление. Со стороны входной полости поток жидкости действует на клапан 5 с силой, значение которой можно определить при помощи эпюры распределения давления по радиусу клапана. Эта сила численно равна объему тела, полученного вращением вокруг центральной оси клапана эпюры распределения давления

по радиусу Kt и может быть выражена произведением эффективной площади клапана на «среднее давление PS, значение которого располагается между входным и выходным давлениями. Для каждой эпюры, определяемой ходом клапана, величиной входного и настроенного выходного давлений, такое «среднее давление PS имеет свое значение, но во всех случаях это «среднее давление действует на поверхность клапана на расстоянии радиуса (0,43...0,46)dc от его центральной оси. Через вход 23, выполненный на рабочей поверхности клапана 5 на расстоянии (0,43...0,46)cfc от его центральной оси, «среднее давление PS рабочей жидкости поступает по каналу 22 в разгрузочную камеру 12 и оказывает силовое воздействие на разгрузочную мембрану 11. При равенстве эффективных площадей разгрузочной мембраны I1 и клапана 5 действующие на них силы равны и будучи противоположно направленными полностью уравновешиваются.

В установившемся режиме работы подвижная система находится в равновесии и величина дросселирующего сечения устанавливается так, что действующее на чувствительный элемент 9 заданное выходное давление уравновешивается силой пружины 10. Изменение входного давления приводит к изменению и выходного давления, но равновесие сил, действующих на клапан 5 и разгрузочную мембрану 11, не нарушается. Нарушается только равновесие сил на чувствительном элементе 9: он смещается и перемещает клапан 5, изменяя величину дросселирующего сечения. При увеличении выходного давления дросселирующее сечение уменьшается, а при понижении увеличивается. Вследствие этого давление на выходе поддерживается с высокой точностью.

Таким образом, полное уравновешивание гидродинамических сил, действующих на клапан, исключает их влияние на выходное давление, повышая точность регулирования.

фиг.2 fpuz.3

РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ, содержаший корпус с входной и выходной полостями, между которыми установлено седло и тарельчатый клапан, связанный с чувствительным элементом, снабженным задаюШ.ИМ устройством, и с разгрузочным элементом, образуюш,им с корпусом разгрузочную камеру, причем тарельчатый клапан снабжен каналом, вход которого выполнен на рабочей поверхности тарельчатого клапана, а выход соединен с разгрузочной камерой, отличающийся тем. что, с целью повышения точности регулятора, вход канала тарельчатого клапана выполнен на расстоянии