Устройство для регулирования давления газа Советский патент 1991 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к пневмоавтоматике и можем быть использовано в пневмо система

Цель изобретения - повышение точнос- ч и ресурса рчботы устройства

На щи, 1 схематично изображено прел

.laiaeviof стройство для ре улирования lasa, на фиг 2 - рафики давлений и перепадов давлений в рчбочи иодп гях прототипа и кредлагаемого

СТрОЙС Bd

Устройство состоит из (.снолнительного механизм,) ч ма.юрас ходного рег ля гора 2 с чхощыми ч и 4 и выходными 5 и Ь каналами В корпусе 7 исполнительного механи iva между входной 8 и выхо.тиои У по- юстячи итановлен первый pei улирующий орган, с(,ч ЮЯ1ЦИЙ и-1 седла 10 и кчапанч 1, in i/KifM.ievo ) пружиной 12 и свя-tan.fi о ги . KJ нмем 1 i чегжым чувствительным эле мимом поршнем 11. обра и юшим и ко; - рабоччк полость 1 ч Дифферен::и- ,i п.ныи поршень lt имеет опорную поверх , осч и обра ует в корпусе 7 первую , мло1 гь 18, в к :орой имеет i4 опорная по t.- pxnoi ч 1() корпчеа Дифференииа 1ьный порт,-HI, меньшей ступенью вя«ш с н i uvo акмыюи |ф жинои 20. сгано лен- -ой и, порппч П и обр;мук шии я кори1 с 7 в гор ю по ю.ть 2 1

И К( (. 11 va opdCxo. ре ляго 1 2 мел 1-,хп1Ч()И iniT(ibK) 2 Л ко 2 жуточно о давление уста |«л( i . г.юрой pei улирующий opian ший MI t. uia 2Г и клапана 2G, потжимаемо- i о пр чмной 2 и связанного мере гол ЬсПель 2S (. вюрым чувствительным лле .HIPOM пор:1 нем 29. связанном с нон iu ыдания и oopanrouuiv в корпусе 22 выхо uivK) по юг гь 31, отделенною nepei ород- 1Ч1 0 от но i i, i , 21 К ч на i i,i .., Дм п а с i с выходной и:н|;1. () канал в, ервую по- i )сч. 1 н чеу канал J4 с а.россч-.1ем 35 i.o.i ni 12 пр( межуточного давления ilo юс и. 2i чере каналы 34 и 36 вторую по- loc ti 21 к 1, i 37 сообщена с pafontv по- юстью i ашоом 38 coj,ana во-М1 ж- пер1 метения дифференциальной пор п ни ; в направлении ьсномоьч- те ьнои пруА МЫ 2 i

Устройство B lii o.ntencj с соотно,пением

к 1(. в iioMoiательной ирукины

i HI чодном положении устоойсгза,

г аилие па пч рметичании рсгулир К1 Ц чо ргана исполнит ельноч;

мех, низма,

N. Г

1 I F

(

усилие на к.клтне pei хлирмопгмо ahia н ,..нч1ельно1 о --ехачи 5ма; xCH.int скаюй вст мо; ч гельноч нрчжин .1 при контакм

поверхностей корпуса и диффе ренциального поршня; FI - площадь чувствительного элемента

исполнительного механизма, F: - разность площадей большей и

меньшей ступеней дифференциаль ного поршня.

Выполнение поршня дифференциальным пен вол я ет осуществить его связь с вс по мо ательной пружиной и вместе с тем иметь достаточные эффективные площади в пер вой и второй полостях

общением первой полости i вичодно ,ВТО{),)Й ПОЛОСТИ С ПОЛОСТЬЮ ПрОМеж1.ТО ОН i

о давления обеспечивается реакция -оф ференциалыюго поршня только на перепад давлений в этих полостях, его ,iepeMCi v н -ie и -ка(че вспомо1 .тельной пружи,и ., ь расходном режиме Заиром vn /n i Hop iJMi. поверхшч iчми, их расположен1- в ,11 рвой полости обусловлена во1можно1П перемещения дифферечдиальнгмо поршня ь нчжном чаправлении и на определенч к величину, которой определяется деформация и VCH те вспомоглетьной пружины

Р

Т- . I..OOI ношение-,-, 1 отражае

р

гермегичнос(и рег лируюшего органа и.пол нигелиного механи- ia в безрасходном режп ме, i t , исхо.и ом поколении .CI.I.H ein вскомо -(тельная пружина должч i бы , или в (. вободном -осюянии (Тгч -- 0) ч: нескольк.) сде4юрм11рс/ шна, но ее уси.1. HI 1,0.,ж ., ратермети .ировагь ренллиоуюыч (р1ан и в.нывать «естабильн.сч ть ,u чтения Неличина N определяет я «чи/п и. ч путем или расчетом

Соотношение

Ч

р

-т- р отр;,ае0

с;

0

5

. чтобы снлие сжатой tnnoM( idi t, ной пружины суммарно с усилием от пере па i, 1авлення в рабочей полости на ч- ч.:- тельный элемент иеполпит тьного ex, i ма не превышало илия на к iana:,e pei .л рч-ющею opiana i e. необ-одимо чт оы при АС 1але контакта опорных п i гей на дифференциальном поршне v к .рнм. (чри силоиог реакции ч,- этих поп. тя1 равной ) р юи ии мриь

Тава. МКрЫТЫМ 70 IbKO I1,)H I.I r. id

шем вел;:чении давле 1ия во вюрои i pa ,o чей поло гях во можии было бы т.а И клапана oi едла -- не .облю,г :м ъл

.аннош условия и ;г ффео э1ниичльнь.ч гор ни-4(. ь ч . BCiBHTt льны.ч элемент ис, )льикль н(го механизма будут реагировать N.J выхо HI i давление и л, nepe/.i давлений : цторои л выходной , р.к х )дно-. | жиме, i с ь ра - одноу ре,- MIC будгт r oTaiu -уммарная Цч, -чивнаа п. 1 ч: о м г г и4 телыр 1 i. K.i ыь. - Я на дгн- .

КОЙ i I i|ii hB i( i И

ра

ч1

И хотя и необходимости чтобы регути орган испопнитечьного механизма п|и н 1евои силовой реакции на опорных цементах поверхностей дифференциального поршня и корпуса оставался закрытым хо тя и негерметичным имеем

Тп + ЛРГ Т, N,(1)

г ie РГ перепад давлений в рабочей (и второй) и выходной полостях необходимый дня перемещения дифференциального поршня до контакта с корплсом и сжатия вспомогательной пружины ш уси жя Т при этом

Вместе с тем Т РС р

И Ц(

Подстановкой (2)

t У I I N

и ж

М

и

приб ж 25

жиши к равенству правой и тевои

ПКНИН III ЮЖИН 1ЬНЫИ ф(Ы М ie Те

liHiovu п,к тетав 1яетс я nil 111

0

5

0

25

Изменение крутизны характеристики ив тения в рабочей поюсти и ее с гоч ностью регучирования предпотаыя постоян ство входного чавления показаны на i pa фике фиг 2

По оси G даны значения расхочов м ыо расходных регуляторов прототипа и про па гаемого устройства а по другой оси ша чения выхочнсио швтения Рны и перепа цж давтений ДР в рабочих почосгях прото типа и предлагаемого устройства

График 1 - график (G) т, тя про тотипа и предтагаемого сгроиства (с очи паковой кр тизнои) рафик 2 Р- f(U) для пречтагаемою устройства 1с понижен ной крутизной) график 3 МЫ пя трех устройств

Нак юн графика 3 свя;ан с изменениями си i элементов мачораехо шых рег тторов в прс .положении тинеиной нависи мости pacxou ере чы чере них oi перемс пиния кпапанов органов 1тя прототип значению (j« соответ ствчст Р« к и ошибка pci шрования 6 (jpacxut с ре u.i с которою нами

нается огкрьпиь pei шрчющею opi anj nt по ШИТ1 ibHfio MtxaniMMi прототипа a uia чснис Р ы шчсние тавнния в рабо

ч( и ПОКАТИ в процссч вепиченин рае хо и чере i ич( шинниыи мечите oi н 1Я

м IK

м

lt

( ПО Hill В

Изобретение относится к чненмиавто матике и можег быть исполь твани и ин-г -. i а снабжения. Цель и оОр. 1 ния повышение точности ресурса работ,1 устрой ства. Устройство для регулирования давления гача состоит и малорасходного регулятора 2 и исполнительного механизма 1, в корпусе 7 которого установлен чувствительный элемент 14, связанный с регулирующим органом 10 11 и с вспомогательной ной 20, связанной с дифференциальным поршнем 16 Ре: лягор 2 содержит усганов ленный R корпусе 22 ччвстнителышй -.те мент 29 с п|П/ьино1 3D задания, связанный I Oh iniiiiiH 4 jpe про 1К (Л О5 4 -t,

лр-ничигь максима шаче1 и

f i

-2 lor ia LOOri о HI и -к i i iv

N ювия выбора F i не от in мнио п of UHX c ювии в гом чиспс и ия in т м 1ксим11ьное зггачсние F каьur it

Hb jniiuKio uiani ния 1 и же iae-и i /Kueibnoro эффекта ограничинае с i

По ю/ките 1ьный эффект изобре re i ч об 4 няп я тем что при выбранной ш с m тя мпамическои устойчивости п ют ) и ымю j емента испошигс ою v xiHiiMd появ жется возможиост i o p i

гйпм t ж 1тия вспомогате ьпои пружмш

1 1ов1Н1ьн( существенною промнотеч вия i и 1ию со стороны ре i чир i им о о

м ф рчмнкшать бо iec MOIOI K) i|Uih с I iu nil i i IL ния в рабочей по юе т и ( i HI я i и пм ышая точность ptr inpiHMHiU и

ЮВЧ 1 I I. vi ОИЧИПОСТЬ УСТрОИСгВ Be Ч

i и v ienb ie ния коэффициента иншм ) in i ш инньев (ситите я) еистемн О of и тпяние зтою звена на тончи

i емы сказывается в режим р п рае (очов

1 к 1ЮЧ( nut котебании та в ie i и ч и он Ч) ци и i перемещений потвижннх ч t t i JTI X режимах позволяет повьч i i i |М i ши ресурс хстрож FBI

с i Boi i

I О i |

i in i i m p

0

н i м

Iр.

i (

Г Ч К

Ч

Ml

)ЮН л 14

|| I И

t OI K)t ( /i

ч а юр i

К| I

11

t ( U Г1

кия MI

I, Н pv. I

HI

I I H

ll 4e HHv.

1

J

1 I г л p. HI )H, 1 l 1Я I pOrOTHII 1

bill HI В Ht KOTOOblX

i и itu xat 1ктемн

1рИ Ii В

Tf И ВО И I ) i

5 MI ни ) и ( Me HI

111 Я

ЧК1 P lilCHHOU II Mil I H HHl ( i НОЧИ

i u lax кр

- I { i I О О H113VH4lCK( 1 N

не HI ) н i фе

in

К i,{ ic i тве нн ) и

1(4 III

i

l

jp i i ji

ц

точности р ГУ жрг ianii с н IMC i г,им обр i зом

M m 1

1OK I i I l

2 ) и MI K)i i я че ipn

I (1

11 I I

I 1 lIKi

и

p

Р

U

1 iiC txo н попыхся i. - меня во чм, чше по юс ги и 2 ион i

.. IT II II 1 и 1 Г ., .. . . . , . ,

М V 1 18. 1Г, и -ре i , : м м

Ч И1 Hl iH -vh | I

4i(p IH I1 И

. К -(12 SP , М%

К i P и

t 4PAIJ

ч vк

( 2 11 ч ч мим С аА

ПР

Г

i и I t | М в i 1ИЧ I i ( i ii i

in к р, i к |i i ге(л им- i in

1 i i i и i I I l Т i ilhi i,.el . Я Ч I ,I8V ,,

i I 1,1.. 41 П I VII. ИМ BLI

I IH H I, I IH ц д, ТВо у. ч ч. Ц , ,|, 1 И

1 1 1|I i,IK. ,1Ч.1С НИ1 К | |(Н

1 И . ,1 ,/ .,М1v OlM , I M КО1 О Ohi4 НО i tit I i Ч И и 1ЧЯМИ I- 1с И i 1 I с Vb ) 1И (Ь )Ч г Ч

I р (I I И1

1 11 v. | ),ii ва п. пре i MI ,v . i

i I I I III- 1ИЮ с ,(5tlOH HJ

i ,is: UIB к ни/т H работ, и мс юс ги, ,о

Mi И I (),(;1ЧГ v 1 и |уи С ЮВИЯ

t

l i F

IT II II 1 и 1 Г ., .. . . . , . ,

М V 1 18. 1Г, и -ре i , : м м

м , л, |ЬЯ|Ь Я При ||, М I .и4

пет I.1- и ИИ i i л и 1Ы и,).ц я f IN it. i nepevicmai u я и направлении с +

1И 1 р /КЧНМ iO II .ч Ч IUU Ч i .)( / 1ЧП -КИЧЫ J И ВХОДНО111 J.1P 1

н , ut4 седло 21 и )H i а.Ы ии) , о , «и к ч пpt кра и iсч 11 ри v1 i и ч |,)/кчг1, . ) мекЯ( я се i ь 10 т еь i i ,.-, nci ьерекры им клаь.чю t и ч л ч i ч1 iai. 1ение осгаеня CTJOHI чы .

( |ie,i име idib ргкчо ои , ч-инни 1 i ч 1 и 1 S i , i i,i, i , | i м , - i ние tj/ 1,1 ii , i гч i ,i, с , u i i ч i икает г я р тот о и ма o;i j- i i..i ( | i i n i ., .ий-i HI i к

i i ; i. , ,,i ( i H ai г Н «я In ,H ; ( . HI i1 и чия и i 61 | a i a ,. ч г i i i м ,( 4 r.it ывлеиме н чина i поч,1 i I iii, 2) ,л ai i ji я на -id .к - i in i ,i, MI ,i. 28 ,i i4iiiii,if i. м i i- , 1 .ч or ее irj )ri i i r i n i i, h ||р|щежу юч ire i. i

M U . , , i а к как он i -ih.i/i i. , i| i ч , i 1 i с при oi ранит и )i MI i H

. i I fiCL b , To ,uih 4ii f ii ее . . i J r MM, S, Я I Ь)вЫП|е1,нч( i Ii ,1 i ;i , i, i цп в1 K loio 11 ) и л

I iO I ) PI. 1OLT H

lii;1 i i r ч )чнет Pt v i1,. i ы iY

л и , a i, 1ЫР K) up1 ,« HI; . i . i и

i О i V,V4ia,T ЫВ ЮЬНЯ (,

MI /IH HOt НГС IbHG Bt, ( ЦП 1 ili-sl i,)l

ЮРПКНЬ It MC l ГИВППЧ i ,

pa .o IK i i .ii p ,i i) ,( i i ь t i, i1) |,-ича up1 /кип 2d i i ( iiiifl

-.( i .CuMCi1 tjl lieDiil. l, P . a l i U ib i ),)liji Я 1 4 чЧ ;c г .1 Ч 3 1C k I. В I И с I ч 11 i i I Ч и Ч i , I i Н 1 I

I, 1 i. i i неинк м , чгн щи Г.п|),1 - 4i в чо|()сгя М 2 и 1S б t i , г; П10 i импан im вгл t и i . мп I i -чимая ч н i i L ri -, i i v i in i к i l do,, i г a i

hi v.i i , ,a

Г v t 1 M v .M . I Ц l Ч i u ,.,

i . i Hфа i a i opi , ,

S

ировать на изменения выходного давления и в большей или меньшей мере при этом перемешать клапан 26 относительно седла 25. Давление в полостях 24, 21 и 15 при этом будет также меняться, поршень 16 ос- танется неподвижным, а изменяющимся усилием поршня 14 клапан 11 будет в нужном направлении перемещаться и автоматически обеспечивать требующийся для поддержания выходного давления приток рабочей среды.

Таким образом, при переходе из маю- расходного режима в многорасходный перепад давлений в полостях 21 и 15 воздействует на площади AF - разницу площадей большей и меньшей ступеней дифференциального поршня 16 и FI - поршня 14. Этим подготавливается максимальное силовое воздействие на клапан 11 с тем, чтобы в многорасходном режиме регулирование осуществлялось при меньшем перепаде давлений в рабочей полости 15

Это позволяет оптимально понижать кру гизну характеристики давления в полости 24, например изменением сечения дросселя 35. обеспечивающую точность регулирования и динамическую устойчивость в расходном режиме.

Исключение в расходном режиме площади AF, как дополнительного элемента, реагирующего на выходное давление, способ л кует сохранению динамически стой

1ИВО1 Т И

Таким обра юм, предлагаемое устройство позволяет повысить точность ргг лироиа- пия давления и одновременно путем и ключе пня колебания давления в режиме oipa- ниченных расходов повысить ресурс pans, ы

Формула изобретении

Устройство для регулирования давления газа, содержащее исполнительный механизм, в корпусе которого усганонлен первый чувствительный элемент, обрап ющий с корпусом выходную и рабочую полости и ciisn.ni- ный с первым регулирующим органом, установленным между входной и ных той полостями, вспомогательную пружину, установленную в рабочей полости, малорасход-

0

5

ныи регулятор, в корпусе которого установлен второй чувствительный элемент, связанный с пружиной задания и вторым регулирующим органом, установленным между входной полостью и полостью промежуточного давления, отделенной перегородкой от выходной полости и сообщенной с рабочей полостью исполнительного механизма, причем входная и выходная полости исполнительного механизма сообщены с входной и выходной полостями малорасходного регулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и ресурса работы устройства, в корпусе исполнительного механизма установлен дифференциальный поршень, связанный меньшей ступенью с вспомогательной пружиной и образующий между ступенями первую полость, сообщенную с выходной полостью, и со стороны большей ступени вторую полость, сообщенную с полостью промежуточного давления малорасходного регулятора, причем в первой полости на дифференциальном поршне и соответственно на корпусе имеются опорные поверхности, между которыми в исходном положении устройства имеется зазор, и выполнены соотношения

.

N

уси 1ие BuioMOi аге.тьмчи прч-мпи, в исходном по южекии лрои от в а,

уси.тт ра герме т и ui iin- ре руюш мо органа исполни л меха и и та

+

i i

i де МА Тпс

К, AF

силио на клагане регч гп|г. юла , opi а на исполнительно , мех а ни m.if усилие сжатой вспомогаи ii.no, пр /кнны при контакте опорн : поверхностей коршси ,(. феррит: ального поршня,

площадь чувствительного элемент. исполнительного tvia pa шость площадей большей и меньшей ступенек дифференциально, о поршня