Регулятор давления Советский патент 1992 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к пневматическим системам, а именно к устройствам, предназначенным для автоматического перекрытия подачи рабочей среды, для регулирования давления и расхода, а также для предотвращения превышения давления в магистралях сверхдопустимого.

Известен целый ряд элементов автоматического регулирования пневмосистем: регуляторы (редукторы) давления, предохранительные клапаны, дроссели, отсечные клапаны, пневмоклапаны и т.п., например, пневматическая арматура по кн. М.М.Аграновского и др. Силовые пневмоавтоматические системы, М., 1965, рис. 22, с. 35 (газовый редуктор), рис. 36, с. 63 (предохранительный клапан) и рис. 83, с. 156(пнев- моклапан). Газовый редуктор состоит из расположенных в корпусе с патрубками чувствительного элемента, подпружиненного запорно-регулирующего органа и каналов. Предохранительный клапан состоит из расположенных в корпусе с патрубками чувствительногоэлементаизапорно-регулирующего органа. Пневмок- лапан состоит из расположенного в корпусе с патрубками подпружиненного запорно - регулирующего органа.

К общим недостаткам приведенных аналогов относится невозможность использования одних и тех же по конструкции устройств в качестве различных по назначению элементов пневмоавтоматики: регулятор(редуктор)давления, предохранительный, отсечной, пневмоклапаны и т.п.

Известен также принятый за прототип регулятор давления по кн. Д.Ф.Гуревича и

М

О

;00

др. Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов, Л., 1988, рис. 6,8, с. 282 и 283, состоящий из расположенных в корпусе с входным, выходным, управляющим патрубками и патрубком сброса чувствительных элементом в виде основной (большой) и малой мембран, сбросного клапана, регулировочного винта, запорно-регулирующего органа, связанного с основной мембраной рычажной системой, и каналов.

Недостатками прототипа являются невозможность его использования в качестве предохранительного клапана, пневмокла- пана и т.д., относительная низкая надежность в работе и точность выдаваемого рабочего продукта потребителю, а также ограниченный по давлению диапазон работы из-за использования в качестве чувствительных элементов мембран, отсутствия связи запорно-регулирующего органа с чувствительными элементами, а их - между собой, отсутствие единой проточной камеры для сообщения входного, выходного патрубков с чувствительными элементами и за- порно-регулирующим органом.

Общими недостатками аналогов и прототипов являются большое разнообразие по конструкций устройств, габаритам, присоединительным размерам, установочным размерам. Указанные недостатки затрудняют проведение унификации систем, приводит к усложнению конструкции систем, агрегатов, их изготовления, монтажа и эксплуатации,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного, отсечного клапанов, а также повышения точности и надежности регулятора.

На фиг. 1 изображен регулятор давления в закрытом положении; на фиг. 2 - то же, в открытом положении; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на .фиг. 2.

Регулятор содержит корпус 1 с входным 2, выходным 3 и управляющим 4 каналами, в котором установлены запорно-регулирую- щий орган 5, основной 6 и вспомогательный 7 чувствительные элементы и клапан сброса 8. Основной 6 и вспомогательный 7 чувствительные элементы выполнены в виде основного и вспомогательного поршней, оси которых а и б параллельны друг другу, а сами поршни связаны между собой двуплечим рычагом 9, ось 10 которого расположена между поршнями 6 и 7. На одном из плеч рычага 9 закреплен запорно-регулирующий орган 5 с возможностью разобщения входного 2 и выходного 3 каналов. Вспомогательный поршень 7 упруго связан с клапаном сброса 8 посредством пружины 11. Управляющие полости 12 и 13 поршней соединены с входным 2, выходным 3 и управляющим 4 каналами проточками 14-19 через запорные органы 20-22. Основной поршень 6 подпружинен регулировочной пружиной 23. Каждый из поршней 6 и 7 снабжен уплотнительными кольцами 24, а

0 основной поршень 6 - также регулировочным винтом 25, являющимся задатчиком давления. В корпусе 1 со стороны клапана сброса 8 выполнен жиклер 26..

Регулятор давления работает следую5 щим образом.

I. В режиме регулятора давления (расхода), дросселя, отсечного клапана (регулятора с управлением выходным давлением). В исходном положении запорные орга0 ны 20 и 22 закрыты, а запорный орган 21 открыт, основной поршень 6 отжат регулировочной пружиной 23 в крайнее нижнее положение (настройка осуществляется регулировочным винтом 25), а вспомогательный

5 поршень 7 - в крайнее верхнее положение (усилие пружины 23 больше усилия пружины 11). При этом двуплечий рычаг 9 с закрепленным на его свободном конце запорно- регулирующим органом 5 занимает

0 положение, когда выходное отверстие запорно-регулирующего органа 5 открыто, а жиклер 26 закрыт клапаном сброса 8.

При подаче во входной канал 2 рабочей среды высокого давления она через отвер5 стие запорно-регулирующего органа 5 и выходной канал 3 поступает к потребителю. Одновременно рабочая среда через проточку 15, открытый запорный орган 21 и проточки 17-19, поступает в полости 12 и 13

0 поршней 6 и 7. При этом давление рабочей среды воздействует на поршни 6 и 7 и, преодолевая сопротивление пружины 23, перемещает их соответственно вверх и вниз, поворачивая двуплечий рычаг 9 с располо5 женным на его свободном конце запорно- регулирующим органом 5 по часовой стрелке вокруг оси 10, частично прикрывает отверстие запорно-регулирующего органа 5. До определенной величины давления ра0 бочей среды в полостях 12 и 13 поршней 6 и 7 отверстие жиклера 26 перекрыто клапаном сброса 8, при этом вспомогательный поршень 7 работает как усилитель (компенсирует действие сил трения трущихся пар).

5 По достижении определенной величины давления р абочей среды зазор А(зазор между буртом клапана сброса 8 и заплечиками дополнительного поршня) становится равным нулю, клапан сброса 8 открывается от седла отверстия жиклера 26 и небольшая

часть рабочей среды сбрасывается (дренируется) в атмосферу.

При заданном давлении настройки регулятора усилие от действия рабочей среды на основной поршень 6 уравновешивает усилие регулировочной пружины 23. Наступает положение равновесия-действующих сил. При этом в зависимости от режима работы потребителя (в расходном или безрасходном) запорно-регулирующий орган 5 перекрывает соответственно отверстие частично или полностью. Жиклер 26 дает возможность поддерживать с достаточно высокой точностью давление в потребителе при его работе в безрасходном режиме, например, при зарядке емкости до определенного давления, компенсируя допускаемую негерметичность по запорному органу.

При падении давления или расхода рабочей среды в потребителе падает давление и в полостях 12 и 13 поршней б и 7 равнс-ве- сие действующих сил нарушается и регулировочная пружина 23 перемещает основной поршень 6 вниз, а вспомогательный поршень 7 вверх, при этом рычаг 9 с расположенным на свободном конце запорно-регулирующим органом 5 поворачивается против часовой стрелки, увеличиваящельвотверстиизапорно-регулирующего органа 5 и восстанавливая давление (расход) рабочей среды на выходе из регулятора до заданного.

Таким образом постоянно поддерживается заданный режим работы регулятора давления (расхода) рабочей среды, автоматического дросселя или отсечного клапана.

II. В режиме работы предохранительного клапана или дозатора (регулятора давления рабочей среды с управлением входным давлением).

В исходном положении запорные органы 21 и 22 закрыты, запорный орган 20 открыт, поршни 6 и 7 находятся в том же положении, что и в предыдущем режиме работы регулятора (регулятора с управлением выходным давлением рабочей среды), только отверстие запорно-регулирующего органа 5 полностью перекрыто).

В режиме работы предохранительного клапана входной канал 2 связан с потребителем, выходной - с дренажной магистралью (не показана). При подаче во входной канал 2 рабочей среды с рабочим давлением она воздействует на запорно-регулирующий орган 5 и обеспечивает заданную герметичность уплотнения. Одновременно рабочая среда поступает через проточку 14. запорный орган 20, проточки 16, 19, 17, 18 в полости 12 и 13 поршней 6 и 7. При рабочем давлении в сети потребителя усилие от дей0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ствия этого давления уравновешивается регулировочной пружиной 23, но отверстие жиклера 26 и выходное отверстие запорно- регулирующего органа закрыты. При повышении рабочего давления в сети потребителя сверхдопустимого равновесие сил нарушается и поршни 6 и 7 начинают перемещаться (аналогично предыдущему режиму работы), сжимая пружину 23, при этом зазор А уменьшается до нуля и клапан сброса 8 отрывается от седла отверстия жиклёра 26 и избыточное давление сбрасывается через жиклер в атмосферу. При дальнейшем увеличении давления рабочей среды поршни 6 и 7 поворачивают рычаг 9 с расположенным на его конце запорно-регу- лировочным органом 5 по часовой стрелке и открывает выходное отверстие - избыточное давление через выходной канал 3 в дренажную магистраль (в атмосферу),

При снижении давления вгети потребителя до рабочего регулировочная пружина 23 перемещает чувствительные элементы (поршни) б и 7 назад, при этом запорно-ре- гулировочный орган. 5, закрепленный на свободном конце двуплечего рычага 9, поворачивается против часовой стрелки, закрывая последовательно рыходное отверстие запорно-регулирующего органа 5 и отверстие жиклера 26 (клапаном сброса 8).

В режиме работы дозатора входной ка- на.г, 2 связан с источником высокого давления (не показан), а выходной канал 3-е потребителем, например, с емкостью (не показана). При подаче во входной канал 2 рабочей среды с давлением выше давления настройки регулятора дальнейшая его работа происходит аналогично работе в режиме предохранительного клапана, с той лишь разницей, что при открытии запорно-регулирующего органа 5 рабочая среда из выходного канала 3 попадает к потребителю, а не в дренажную магистраль. При этом снижается давление во входном канале 2 до величины, равной давлению настройки регулятора (дозатора), запорно-регулирую- щий орган 5 и жиклер 26 закрываются - потребитель получил заданную дозу рабочей среды.

III. В режиме работы пневмоклапана.

В исходном положении запорные органы 20 и 21 закрыты, а запорный орган 22 открыт, запорно-регулирующий орган 5 закрыт, регулировочная пружина 23 нагружена незначительно и работает только как возвратная пружина, входной канал 2 связан с источником давления, выходной канал 3-е потребителем, управляющий канал 4 связан с источником управляющего давления посредством проточки 18 и запорного

органа 22. В качестве запорного ,органа может быть использован, например, малорасходный электропневмоклапан с дренажом. При подаче рабочей среды во входной канал 2 она закрывает запорно-регулирующий орган 5.

При необходимости подачи рабочей среды потребителю включением электро- пневмоклапана подается управляющее давление в управляющий канал 4 и через проточки 18, 17, 16, 19 в полости 12 и 13 поршней б и 7. Последние перемещаются аналогично вышеописанным режимам работы регулятора и, поворачивая двуплечий рычаг 9 по часовой стрелке, открывают запорно-регулирующий орган 5, который перемещается и обеспечивает поступление рабочей среды к потребителю.

При снятии управляющего давления регулировочная пружина 23 возвращает подвижныечастиназадизапорно-регулирующий орган закрывается.

Таким образом, предложенный регулятор давления обеспечивает высокую точность и надежность работы в качестве регулятора давления и расхода, предохранительного, отсечного и пневмоклапанов. Это повышает его эксплуатационные характеристики, снижает стоимость систем, в кото0

5

0

5

рых данный регулятор может быть использован.

Формула изобретения Регулятор давления, содержащий корпус с входным, выходным и управляющим каналами, в котором установлены запорно- регулирующий орган, основной и вспомогательный чувствительные элементы и клапан сброса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного и отсечного клапанов, а также повышения точности и надёжности регулятора, основной и вспомогательный чувствительные элементы выполнены в виде установленных в корпусе основного и вспомогательного поршней, оси которых взаимно параллельны, и связанных между собой двуплечим рычагом, ось которого расположена между поршнями, а на одном из плеч рычага закреплен запорно-регулирующий орган с возможностью разобщения входного и выходного каналов, вспомогательный поршень упруго связан с клапаном сброса, при этом управляющие полости поршней соединены с входным, выходным и управляющим каналами через запорные органы.

Изобретение относится к пневматическим системам, служащим для дистанционного перекрытия магистралей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного и отсечного клапанов, а также повышение точности и надежности регулятора. Регулятор содержит заключенные в корпусе с патрубками основной и вспомогательный чувствительные элементы, кинематически соединенные между собой и с запорно-регулирующим органом двуплечим рычагом. Запорно-регулирующий орган выполнен в виде подпружиненного клапана, жестко закрепленного на свободном конце рычага. Вспомогательный чувствительный элемент содержит клапан сброса. Все патрубки соединены между собой и с чувствительными элементами каналами с установленными в них запорными элементами. 4 ил. со с

23

Вход

ft

1767481