Устройство для стабилизации давления Советский патент 1992 года по МПК G05D16/10 

Фил.1

Изобретение относится к регулированию давления жидкой и газовой среды.

Известно устройство для стабилизации давления, содержащее нагруженный собственным весом клапан и седло, относительно которого клапан перемещается. В качестве примера такого устройства может служить предохранительный клапан котла.

Недостатком такого устройства является повышенная нечувствительность и габа- риты.

Известно также устройство для стабилизации давления, содержащее нагруженный статической силой, например пружино. клапан и седло, относительно ко- торого клапан перемещается. Примером выполнения такого устройства может служить сливной клапан системы смазки турбин.

Недостатком этого устройства является повышенная нечувствительность и статизм.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для стабили- зациидавления,содержащее

цилиндрический корпус (седло), полость которого соединена с входным каналом, затвор (клапан) регулирующего органа, выполненный в виде кромок стакана с гру- зовой нагрузкой итангенциальными окнами на боковой поверхности.

Недостаток такого устройства заключается в необходимости увеличения его массы и габаритов при стабилизации больших уровней давления или при пропускании больших расходов среды.

Целью изобретения является упрощение и расширение области применения устройства.

Для достижения указанной цели в устройстве для стабилизации давления, содержащем цилиндрический корпус, полость которого соединена с входным каналом, затвор регулирующего органа, выполненный в виде кромок стакана с грузовой нагрузкой и тангенциальными окнами на боковой поверхности, цилиндрический корпус выполнен с боковыми сливными окнами и торцовой стенкой в верхней части, в кото- рой выполнено дроссельное отверстие, стакан установлен на цилиндрическом корпусе с возможностью перекрытия его кромкой боковых сливных окон цилиндрического корпуса с образованием регулирующего ор- гана и образует с торцовой стенкой цилиндрического корпуса междроссельную камеру, соединенную через дроссельное отверстие с полостью цилиндрического корпуса и через тангенциальные окна со сливом.

Для возможности коррекции статической характеристики давления от расхода на дне стакана выполнен профильный конический выступ, образующий с дроссельным отверстием переменный дроссель.

С целью улучшения демпфирования в цилиндрическом корпусе установлена по крайней мере одна перегородка с дроссельным отверстием, образующая с торцовой стенкой демпферную камеру.

На фиг.1 и 2 показана принципиальная схема стабилизирующего устройства.

Устройство содержит входной канал 1, цилиндрический корпус 2. сливные окна 3, грузовой стакан 4, дроссельное отверстие 5, междроссельную камеру б, тангенциальные окна 7, конический выступ 8 и демпферную камеру 9.

На фиг,1 и 2 обозначено: Рх - стабилизированное давление; Рк - давление в междроссельной камере.

Текучая среда из входного канала 1 подводится с давлением Рх в полость цилиндрического корпуса 2 и затем сливается через две линии: сливные окна 3, перекрываемые кромкой грузового стакана 4, и через последовательно расположенные дроссельное отверстие 5 и тангенциальные окна 7, образующие в своем промежутке междроссельную камеру 6 с давлением в ней Рк.

Обозначив G - вес (сила тяжести) грузового стакана 4, F - сечение стакана 4, fT - сечение тангенциальных окон 7, тд-сечение дроссельного отверстия 5. можно написать следующее уравнение равновесия:

G F Р

к.

(1)

где Рк Рх

1+ф2

9

и окончательно: G F Рх

Сравнивая выражени уравнением равновесия

G F

(4)

можно убедиться в том, что вес грузового

р стакана (клалана) снижается в (W) раз.

Для примера сравним веса грузовых клапанов, рассчитанных по формулам (1) и (4) при следующих начальных условиях :РХ- 20 кг/см ; Рк - 0,3 кг/см2; F 20 см , по (1) G 400 кгс (для известного устройства), по

(4) G 6 кгс (для предлагаемого устройства).

Конструктивная модификация данного стабилизирующего устройства позволяет получить демпфирующий эффект за счет наличия междроссельной камеры 6 и применения (фиг.2) разных ее модификаций, например вариант с несколькими последовательно включенными камерами 9 или комбинации из дросселей 5 ламинарного и турбулентного типа и др., а также необходимый статизм характеристики давления от нагрузки за счет работы конуса 8 обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

При повышении регулируемого давления относительно заданного Р повышается также и давление Рк в камере 6. Стакан 2, преодолевая свой вес. действием этого давления приподнимается и увеличивает слив через окна 3. В результате давление восстанавливается на прежнем уровне, поскольку силы, действующие на клапан (вес и сила давления), остаются практически неизменными при всех нагрузках.

Аналогично, но с другим знаком, происходит отработка возмущения при снижении давления.

Экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в упрощении и облегчении конструкции устройства и, соответственно, в удешевлении при изготовлении и обслуживании, а также в расширении применения устройства на объектах с высоким уровнем давления и расхода.

Формула изобретения

1. Устройство для стабилизации давления, содержащее цилиндрический корпус.

полость которого соединена с входным каналом, затвор регулирующего органа, выполненный в виде кромок стакана с грузовой нагрузкой и с тангенциальными окнами на боковой поверхности, отличающ е е с я тем, что, с целью упрощения и расширения области применения устройства, цилиндрический корпус выполнен с боковыми сливными окнами и торцовой стенкой в верхней части, в которой выполг

нено дроссельное отверстие, стакан установлен на цилиндрическом корпусе с возможностью перекрытия его кромкой боковых сливных окон цилиндрического корпуса с образованием регулирующего

органа, стакан образует с торцовой стенкой цилиндрического корпуса междроссельную камеру, соединенную через дроссельное отверстие с полостью цилиндрического корпуса и через тангенциальные окна со сливом

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что на две стакана выполнен профильный конический выступ, образующий с дроссельным отверстием переменный дроссель.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающее с я тем, что, с целью улучшения демпфирования, в цилиндрическом корпусе установлена по крайней мере одна перегородка с дроссельным отверстием, образующая с торцовой стенкой демпфирующую камеру.

Изобретение касается регулирования давления жидкой и газовой сред. Цель изобретения - упрощение и расширение области применения устройства. Устройство содержит входной канал 1, цилиндрический корпус 2, сливные окна 3, стакан с грузовой нагрузкой 4, дроссельное отверстие 5, междроссельную камеру 6, тангенциальные окна 7, конический выступ, демпферную камеру. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ел С ч| го ю v4