Регулятор перепада давлений Советский патент 1992 года по МПК G05D16/10 

элеменга , перегородки и золотник оЬразуют камеры регулируемого и задающего давлений, а также сливную и демпфирующую камеры. Демпфирующая камера соединена дроссельным

отверстием с камерой регулируемого давления о От вращения золотник и чувствительный элемент удерживается штифтами с Перепад давления задается пружиной,, 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах подачи затворной среды в концевых уплотнениях центробежных компрессоров и насосов, в которых не допускается утечка уплотняемой среды. Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и точности регулятора. Регулятор содержит корпус, в расточках которого по скользящей посадке установлен чувствительный элемент, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного перегородками, в центральных окнах которых установлен золотник, прикрепленный с определенной жесткостью упругим элементом к корпусу, причем жесткость крепления может регулироваться натяжным устройством. Внутренняя поверхность чувствительного , . 3w (Л tssvJ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах подач затворной среды

в концевых уплотнениях центробежных компрессоров и насосов, в которых не допускается утечка уплотняемой среды.

Известны регуляторы давления прямого действия с мембранным приводом клапана, перекрывающего проходное сечение маслопровода, в котором требуется поддерживать заданное давление. В таких регуляторах управляющий орган выполнен в виде мембраны, жестко связанный с регулирующим элементом (клапаном или золотником), частично или полностью перекрывающим канал между камерой регулируемого давления и сливной камерой. Камера регулируемого перепада обычно расположена под мембраной, а над нею выполняетс камера управляющего давления, в которую подается жидкость, или паз с заданным давлением. В зависимости от величины этого давления и регу4- лируемого давления под мембраной, последняя перегибается в ту или другую сторону, приводя в движение регулирующий элемент, который увеличивает или уменьшает вплоть до О переходное сечение канала из камеры регулируемого давления в сливную камеру, приводя таким образом регулируемое давление в соответствие с управляющим давлением.

Недостатками таких регуляторов являются узкий диапазон регулирования , обусловленный малым ходом мембраны, а следовательно, регулирующего элемента, динамическая неустойчивость последнего, вызываемая резкими изменениями проходного сечения сливного канала при незначительных перемещениях элемента, а также неспособность регуляторов обеспечит определенную, заранее заданную раз0

5

Q

5

0

5

0

5

ницу (перепад) между управляющим и регулируемым давлениями, необходимость в чем возникает при запирании жидкостью щелевых концевых уплотнений валов центробежных компрессоров и насосов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемвму результату является поршневой регулятор перепада давлений, предназначенный для поддержания заданного перепада давлений жидкости над пазом в системах концевых уплотнений валов центробежных компрессоров. Указанный регулятор содержит чувствительный элемент в виде поршня, выполненного за одно целое с регулирующим элементом, установленным с возможностью осевого перемещения в расточках буксы, причем последняя жестко закреплена в корпусе о Полость над поршнем находится под давлением газа в маслосборной камере, расположенной перед узлом уплотнения, и является камерой управляющего давления. За- датчиком перепада давлений является пружина растяжения, начальное натяжение которой устанавливается предварительно. Таким образом, на поршень сверху действует управляющее давление, а снизу регулируемое давление линии высокого давления системы уплотнения минус сила натяжения пружины, которая и определяет

требуемый перепад регулируемого давления над управляющим,,

Недостатками известного регулятора перепада давлений являются узкий диапазон регулирования, повышенная статическая неравномерность и динамическая неустойчивость регулирующего элемента при повышенных рабочих давлениях, что в общем определяет низкую точность регулирования.

Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и точности регулятора.

Для достижения поставленной цели в регуляторе перепада давлений, содержащем корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде полого поршня, внутри которого расположен чувствительный элемент, а сам поршень образует с корпусом управляющую, регулируемую и сливную полости, полость поршня разделена на входные и выходные камеры перегородками, в которых выполнены седла, а регулирующий элемент выполнен в виде штока с затворами на нем, первый торец штока установлен в демпфирующей камере, выполненной в поршне, а второй торец штока выведен из поршня и закреплен к корпусу посредством упругого элемента с возможностью радиального перемещения, причем между поршнем и корпусом, штоком и поршнем установлены фиксаторы от относительного поворота, а входные и выходные камеры соединены соответственно с регулируемой и сливной полостями.

На чертеже изображен регулятор перепада давлений.

Регулятор состоит из корпуса 1, в котором по скользящей посадке установлен чувствительный элемент 2, выполненный в виде полого поршня снабженного радиальными перегородками 3, имеющими седла 4, в которых установлен регулирующий элемент 5, выполненный в виде штока с затворами 6 на нем, причем регулирующий элемент 5 прикреплен упругим элементом 7 к корпусу 1, а крепление выполнено таким образом, что регулирующий элемент 5 имеет возможность свободно перемещаться только в радиальном направлении.

Расточки чувствительного элемента 2 и регулирующий элемент 5 образуют входные 8 и 9 и выходную 10 камеры, отделенные друг от друга перегородками 3. Демпфирующая камера 11, образованная торцом регулирующего элемента 5 и проточкой чувствительного элемента 2, соединена дроссельным каналом 12 с входной камерой 9. Регулирующий элемент 5 удерживается от вращения относительно чувствительного элемента 2, а последний относительно корпуса 1 с помощью штифтов 13. Перепад давле0

Ь

0

5

0

5

0

5

0

5

ний задается пружиной 1. Камеры - входная 3, 9 и выходная 10 соединены соответственно с регулируемой 15 и сливной 16 полостями о

Камера 17 управляющего давления образуется крышкой 18 корпуса 1 и чувствительным элементом 2.

Регулятор работает следующим образом.

Под действием пружины 14 чувствительный элемент 2 смещается в свое крайнее положение, при котором он упирается в корпус 1, а седла 4 перекрываются перегородками Ь регулирующего элемента 5

В регулируемую полость 15, а из нее в входные камеры 8 и 9 подается жидкость под давлением, через зазор между перегородками 6 регулирующего элемента 5 и седлами 4 перегородок 3 чувствительного элемента 2 в выходную камеру 10. Из последней в сливную полость 16 начинается течение жидкости с минимальным расходом. Одновременно жидкость из камеры 9 по каналу 12 поступает в демпфирующую камеру 11.

По мере роста давления жидкости

в камерах 8 входной и соединенной i с ней демпфирующей камере 11 сила

воздействия жидкости на чувствительный элемент 2 повышается и при достижении регулируемым давлением некоторого значения Рр превысит силу давления Р5 в камере 9, силу прижатия пружины 14 и начнет смещать элемент 2 от его крайнего положения, приоткрывая седла 4 При этом регулирующий элемент Ь за счет свободы в радиальном направлении концентрично установится в седлах 4 элемента 2, что исключает его перекосы, а следовательно, заедания о При этом регулирующий элемент с помощью упругого элемента 14 и натяжного устройства 7 прижат с определенным усилием к корпусу 1. По мере смещения элемента 2 расход жидкости через седла 4 из камер

л

о в выходную камеру 10 увеличится, а рост давления соответственно замедлится, пока не наступит равновесное состояние, при котором регулируемое давление жидкости в камерах 8 и 11 будет уравновешено давлением в камере 9 и силой сжатия пружины 14, т.е. давление Рр будет больше

давления Ру на определенную величину, соответствующую усилию сжати пружины. Если регулируемое давлени Рр начнет расти, жидкость отожмет элемент 2 вверх, увеличив проходно сечение седел 4 При этом расход жидкости в выходную камеру 10 увеличится и рост давления Р„ прекратится.

Если регулируемое давление Рр начнет падать, элемент 2 перемес- тится, уменьшив проходное сечение седел, что вызовет уменьшение расхда жидкости в выходную камеру 10 и как следствие прекращение падения регулируемого давления Рр

Симметричное выполнение элемент 5 позволяет уравновесить действующие на него гидравлические силы потока жидкости и как следствие значительно улучшить статические характеристики регулятора за счет уменьшения его статической неравномерности с

Динамическая устойчивость регултора при перемещениях чувствительного элемента обеспечивается с помощью гидравлического демпфера за счет перетока жидкости из демпфирующей камеры 11 в входную камер 8 через канал 120 При этом гидравлческое сопротивление канала 12 зависит от скорости перетекания жидкости через него, а следовательно, скорости перемещения элемента 2 в любую сторону, предупреждая ее колебания и повышая тем самым точность регулирования.

Кроме того, выполнение чувствительного элемента в виде цилиндра позволяет по сравнению с прототипо увеличить его осевые перемещения, чем совместно со специальным профилированием расходных отверстий и дроссельных кромок регулирующего элемента обеспечивается малая интесивность нарастания расхода на единицу хода полого поршня. Это способствует повышению динамической

Соста Редактор И„Касарда Техред М

0

5

0

устойчивости регулятора при высоких рабочих давлениях :

Выполнение чувствительного элемента в виде полого поршня с расточками, которые образуют совместно с регулирующим элементом входную и выходную камеры, способствует более полному использованию динамического напора потока рабочей среды, так как, в основном, изменение направления потока происходит именно в этих камерах и его реакции воздействуют на стенки полого цилиндра Симметричное выполнение входной относительно выходной камер способствует их взаимной компенсации

Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагаемом регуляторе значительно расширена область применения, повышена надежность и точность регулирования

Формула изобретения

Регулятор перепада давлений, содержащий корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде поршня, образующего с корпусом управляющую, регулируемую и сливную полости, регулирующий элемент, расположенный в полости поршня, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и точности регулятора, полость поршня разделена на входные и выходные камеры перегородками, в которых выполнены седла, регулирующий элемент выполнен в виде штока с затворами на нем, первый торец штока установлен в демпфирующей камере, выполненной в поршне, второй торец выведен из поршня и закреплен к корпусу посредством упругого элемента с возможностью радиального перемещения, причем между поршнем и корпусом и штоком и поршнем установлены фиксаторы от относительного поворота, входные камеры соединены с регулируемой полостью, а выходные - со сливной полостью.

Корректор 0.Густи