Устройство для стабилизации давления Советский патент 1986 года по МПК G05D16/06 

- i

Изобретение относится к машиностроению, 6 частности к пневматическим устройствам стабилизации давления для контрольно-измерительных приборов.

Цель изобретения - повьшение точности и упррщеЯие устройства.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства, разрез; на фиг.2 - г рафик сил, дейсвующих в стабилизаторе.

Устройство содержит корпус 1, разделенный мембраной 2 с жестким центром 3 на две камеры 4 и 5. В первой камере 4 образовано седло 6 и установлен постоянньй магнит 7 с отверстием 8 для прохода газа. Шток 9, жестко соединенный с центром 3 мембраны 2, одним концом,содержащим клапан 10, торец которого образует заслонку 11 дросселирзгюще- го элемента сопло-заслонка с седлом 12, расположен в камере 4 корпуса 1. Второй конец штока 9 - хвостовик 13, а также пружина 14 и шайба 15 расположены .во второй камере корпуса 1, Камера 4 входным патрубком 16 с седлом 12 соединяется с источником сжатого газа, а выходным патрубком 17 - с потребителем стабилизированного давления. На корпусе 1 со стороны камеры 5 установлено средство переключения регулирующего органа в виде гайки 18, а тшсже имеется гайка 19, регулирующая величину выходного рабочего давления устройства.

Устройство работает следующим образом.

Газ от источника питания по патрубку 16 через зазор S образованный заслонкой 11 штока 9 и седлом 12, а также через зазор S, образованный клапаном 10 и седлом 6, поступает в камеру 4, а затем по патрубку 17 выходит из устройства. В зависимости от величины входного давления в патрубке 16, расхода газа в патрубке 17, а также от величины зазора S , образованного между торцовыми плоскостями гаек 18 и 19, стабилизатор давления газа находится в одном из трех состояний: в рабочем, в холостом режиме, в выключенном состоянии.

в рабочем режиме при, постоянном входном давлении в патрубке 16, при постоянном расходе газа через пат211706. 2

рубок 17, а также при величине зазора 84, превьш1ающем величину зазора S,, образованного заслонкой 11 и седлом 12, сила давления газа, 5 действующая на мембрану 2 в камере 4 снизу вверх (по чертежу), уравновешена суммой двух сил (Рд), действующих на мембрану 2 сверху вниз (по чертежу), силой упругости пру10 жины 14 (Fp действующей в камере 5 на жесткий центр 3 мембраны 2, и

силой магнитного поля (Е.) постоян f кого магнита 7, притягивающего в

полости камеры 4 жесткий центр 3

15 мембраны 2 ().

При этом шток 9, жестко соединен- ньй с центром 3 мембраны 2, поднят вверх (по чертежу), зазор Sg, образованный между клапаном 10 и сед20 лом 6, является критическим, величина его определяет рабочее давление в камере 4 и патрубке 17. Результи рующая сила, проводящая шток 9 с клапаном 10 в движение, равна нулю.

25 При изменении входного д авления в патрубке 16 и в камере 4, например, при уменьшении его нарушается равновесие сил, действующих на мембрану 2.В результате этого мембрана 2

30 и шток 9 перемещаются вниз (по чертежу), зазор Sg увеличивается. Увеличение рабочего зазора Sg при

уменьшении входного давления происходит с значительно большей чувствительностью по сравнению с известными

конструкциями, так как при переме™ щении штока 9 вниз (по чертежу) уменьшается зазор Sj, образованный торцовой поверхностью жесткого центра 3, и рабочей поверхностью магнита 7. При этом сила притяжения магнитом 7 жесткого центра 3 мембраны 2 возрастает значительно быстрее, вследствие нелинейности характеристики-изменения магнитной силы F.J от зазора В (фиг.2), чем уменьшается сила упругости F пружины 14. Суммарная сила Ff, действующая на мембрану 2 сверху вниз, где Fj.(| не только остается постоянной, но и возрастает, а в известных конструкциях с пружиной - она уменьшается. На фиг.2 на плоскости - силы F и Ffl,действующие на мембрану 2 сверху вниз (по чертежу). Для срав55 нения дан график силы упругости F пружины известных устройств. На плоскости FgOS сила давления газа Fg, действующая на мембрану снизу

40

50

вверх (по чертежу) и проекции еил F

и ). Таким

и (обозначены Г, образом, результирующая сила, действующая на мембрану 2 открывает клапан 10 при значительно меньшем изменении давления в камере 4, чем

в известных устройствах, Нйстроеч- ное давление восстанавливается со значительно большей точностью. При восстановлении давления результи- 10 руюш;ая сила равна нулю. При увеличении входного давления в патрубке 16 и в камере 4 мембрана 2 с центром 3 поднимает шток 9 вверх (по чертежу), и клапан 10 перекрывает ts лизатор давления газа работает в

При значительном увеличении р хода газа в патрубке 17, что име место при эксплуатации стабилиза ра давления газа с контрольно-из рительными приборами (при снятии контролируемой детали с измерител ной позиции), давление газа в ка ре .4 снижается шток 9 опускается вниз (по чертежу), а критическим сечением становится величина заз ра S,, через зазор S газ проход .без дросселирования. При этом ст

холостом режиме. Величина зазора определяется, например по дежур .му положеишо поплавка в индикатор трубке пневматического длиномера

зазор Sg. Чувствительность устройства к повышению давления в камере 4, как и в случае понижения давления, остается высокой, так как при перемещении штока 9 вверх (по чертежу) зазор Sg увеличивается, сила упругости пружины 14 возрастает (как в известных устройствах), но одновременно с этим снижается сила магнитного поля . При этом суммар- ная сила, действующая на мембрану 2 сверху вниз (по чертежу) уменьшается (в известных устройствах она возрастает ) .Результирующая сил а, действующа на мембрану 2,закрывает клапан 10 при значительно меньшем изменении входного давления, чем в известных устройствах. Отсюда восстановление настроечного давления в камере 4 происходит с значительно большей точностью, чем в известных устройствах. При изменении расхода в патрубке 17 в камере 4 создается давление., обратно пропорциональное величине этого расхода. При увеличении расхода давление, действующее снизу вверх (по чертежу) на мембрану 2, снижается. Так как камера 4 для патрубка 16 и патрубка 17 общая, то процесс восстановления давления в ней аналогичны процессу восстановления давления при уменьшении входного давления в патрубке 16.

При уменьшении расхода в патрубке 17 давление в камере 4 возрастает. Регулировка его происходит аналогично регулировке при увеличении входного давления в патрубке 16.

При одновременном изменении входхолостом режиме. Величина зазора определяется, например по дежурн .му положеишо поплавка в индикатор трубке пневматического длиномера,

20 укомплектованного стабилизатором давления газа, при отсутствии кон ролируемой детали на измерительно позиции и настраивается положение гайки 18 выключателя относительно

25 торцовой поверхности гайки 19 пос настройки стабилизатора на величи ну выходного давления. При устано ке величины зазора S, образованн го торцовыми поверхностями гаек 1

3Q и 19, больше величины зазора S и при пониженном давлении в камере стабилизатор давления газа находи ся в выключенном состоянии. Это необходимо, например, для снижени непроизводительного расхода газа

35

40

45

50

многомерным прибором при наличии нем неработающих измерительных по зиций. Чтобы перевести устройство из нерабочего состояния в рабочее достаточно установить зазор.S ме ше зазора Sf. Из состояния холостого режима работы стабилизатор переходит в рабочее состояние авт ,матически при появлении давления в камере 4.

Для настройки рабочего давлени на выходе патрубка 17, питающего контрольно-измерительный прибор, гайку 19 вращают относительно кор пуса 1. Оперативное выключение и оперативное изменение выходного д ления требуется, например, для периодической поверки как самого ста билизатора давления газа, так и изм рительного устройства на стабильного давления в патрубке 16 и расхода ность настройки, а также для про- газа в патрубке 17 вследствие об- дувки измерительной системы газом щности камеры 4 для об9Их патрубков (16 и 17) процессы регулировки выповьш1енного давления. Оперативное выключение и оперативное изменение

лизатор давления газа работает в

ходкого давления аналогичны вьш1е- указанным.

При значительном увеличении расхода газа в патрубке 17, что имеет место при эксплуатации стабилизатора давления газа с контрольно-измерительными приборами (при снятии контролируемой детали с измерительной позиции), давление газа в камере .4 снижается шток 9 опускается вниз (по чертежу), а критическим сечением становится величина зазора S,, через зазор S газ проходит .без дросселирования. При этом стабихолостом режиме. Величина зазора S, определяется, например по дежурно- .му положеишо поплавка в индикаторной трубке пневматического длиномера,

укомплектованного стабилизатором давления газа, при отсутствии контролируемой детали на измерительной позиции и настраивается положением гайки 18 выключателя относительно

торцовой поверхности гайки 19 после настройки стабилизатора на величину выходного давления. При установке величины зазора S, образованного торцовыми поверхностями гаек 18

и 19, больше величины зазора S и при пониженном давлении в камере 4 стабилизатор давления газа находится в выключенном состоянии. Это необходимо, например, для снижения непроизводительного расхода газа

многомерным прибором при наличии в нем неработающих измерительных позиций. Чтобы перевести устройство из нерабочего состояния в рабочее достаточно установить зазор.S меньше зазора Sf. Из состояния холостого режима работы стабилизатор переходит в рабочее состояние авто- ,матически при появлении давления в камере 4.

Для настройки рабочего давления на выходе патрубка 17, питающего контрольно-измерительный прибор, гайку 19 вращают относительно корпуса 1. Оперативное выключение и оперативное изменение выходного давления требуется, например, для периодической поверки как самого стабилизатора давления газа, так и измерительного устройства на стабильность настройки, а также для про- дувки измерительной системы газом

повьш1енного давления. Оперативное выключение и оперативное изменение

S1211706

выходного давления осуществляется на- ка 9 или оттягиванием его за гайку 18 жатием на торец хвостовика 13 што- от корпуса 1. j

F.9.

fd

J-- ./

,/7.i/.

fc:

fpue.Z

Редактор Ю.Середа

Составитель Н.Гондаксазова Техред А.Бабинец

Заказ 640/52Тираж 837 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор И.Муска