Способ тарированной подпитки расходной емкости из сосуда высокого давления и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G05D16/00 

Изобретение относится к агрегатострое- нию и предназначено для пневмогидравличе- ских объектов с баллонными аккумуляторами давления, подпитывающими расходные емкости, к которым предъявляются повышенные требования по герметичности запорно-регу- лирующих устройств, минимальности их габаритно-массовых характеристик и простоте перенастройки для работы в другом режиме. В частности, к таким объектам могут быть отнесены бортовые системы сжатого газа для употребления агрегатами двигательной установки летательного аппарата, перенастраиваемое стендовое оборудование для пневмо-, гидроиспытаний клапанной арматуры, лневмобаллонные источники питания с большим перепадом давлений между подпитывающей и раздаточной магистралями.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения способа и устройства, а также улучшение габаритно-массовых характеристик последнего.

Цель достигается тем, что по способу тарированной подпитки расходной магистрали, основанному на редуцировании давления.рабочей среды, подводимой от сосуда к емкости, отсечке подвода среды к емкости по достижении в ней заданного давления и обеспечении перепуска рабочей среды из сосуда в емкость при снижении в ней давления ниже заданного, осуществляют предварительную настройку верхнего предела величины редуцированного давления среды, который принимают равным величине давления отсечки, и нижнего предела величины редуцирования давления среды, принимаемого равным величине давления подпитки.

Применительно к устройству, реализующему предлагаемый способ, цель достигается тем, что в нем, включающем расходную емкость и сосуд высокого давления, связанные магистрально, в которой последовательно размещены редуктор постоянного давления, между входным и выходным патрубками в корпусе которого сцентрирован подпружиненный чувствительно-регулирующий орган в виде плунжера, жестко связанного с запорным органом, образующим

с седлом корпуса дросселирующее сечение, и обратный клапан, между входным и выходным патрубками корпуса которого сцентрирован подпружиненный клапан, противодействующий усилию от давления среды за редуктором, редуктор и обратный клапан выполнены .в виде единого запорно-редуцирующего блока и размещены в общем корпусе, пружину редуктора размещают между одним из торцов плунжера и опорной поверхностью корпуса с обеспечением введения запорно-редуцирующего клапана к его седлу со стороны входного патрубка, а обратный клапан выполнен в виде двухседельного клапана, размещенного в полости между двумя

седлами, выполненными соответственно в соединительных каналах, сообщающих полость корпуса под свободным торцом плунжера с входным и выходным патрубками, причем сам клапан поджат пружиной до

введения в контакт с седлом в соединительном канале входного патрубка.

Предложенное устройство представлено на чертеже.

Устройство включает сосуд В высокого

давления (запитываемого со стороны Зарядки баллона от компрессора или насоса), запорно-редуцирующее устройство А и расходную емкость С (с выходным патрубком Отбор, связанным с потребителем).

Запорно-редуцирующее устройство А включает корпус 1 с входным 2 и выходным

3 патрубками, В корпусе 1 выполнено седло

4 запорно-редуцирующего клапана 5 (регулирующий элемент), жестко связанного, с

плунжером 6 (чувствительный элемент), который нагружен пружиной 7, размещенной в полости 8 между торцом плунжера б и стенкой корпуса 1 и поджимающей запорный орган 5 к седлу 4. Полость 0 свя зана с

выходным патрубком 3 при помощи соединительного канала 9. С другого торца плунжера б в корпусе 1 выполнена полость 10,

сообщаемая соединительными каналами 11 и 12 соответственно с выходным 3 и входным 2 патрубками. В местах сопряжения каналов 11 и 12 с полостью 10 выполнены соответственно седла 13 и 14, между которыми размещен двухседельный клапан 15, поджатый пружиной 16 к седлу 14. Пружина 16 введена в контакт с нагрузочным регулировочным винтом 17. Для подстройки исходного усилия пружина 7 предусмотрен блок регулировочных шайб 18.

Подготовка устройства к работе заключается в следующем.

Из технического задания на систему определяют верхний Рред.НтВерХ И НИЖНИЙ

ЫИЖ

Рред.Нт пределы редуцирования давления, принимаемые равными крайним значениям диапазона разбега давления заряженного сосуда В. соответственно

Рвх.ВврХиРвх.НИЖ.

Осуществляют настройку редуктора из условия равенства верхнего предела величины редуцированного давления Рред.Пт8 среды величине давления отсечки Роте по соотношению

РредНтВерХ Рвх Ir,веох г,

1

Рред.Ит8ерХ Р

Рвх.ВерХ5 l+Ppefl.lln,B

верх

Тнастр.пр.7-Рвх. РПвС4 ЯКЙ.„ ЖЙ

где Si -/r- :S2 -/г

Znp.7 - жесткость пружины 7;

Н - рабочий ход плунжера 6;

Рнастр.пр.7 - предварительное усилие настройки пружины 7.

Из соотношения (1) следует, что Рред.Итверх в момент страгивания () определяется как

D ,. верх Кредит -

pgepx. pgepxSl. -рнастр.пр.7

S2

Так как величины Si, Sa и РВхверх - const, то регулирование РРед.Мтверх возможно только за счет изменения параметра Рнастр.пр. путем регулирования толщины набора регулировочных шайб 18.

Осуществляют настройку редуктора из условия равенства нижнего предела величи- ны редуцированного давления среды Рред.Нтниж величине давления подпитки Рподп. по соотношению

рНИЖ,г гред.Ит гвх Рред.Нт Рподп. р ниж. о, о гвх. оЗ-гред.Нт

- FHacTp.np.16+Znp.16

где 5за

лее 4

Рнестр.пр.1б -. предварительное усилие настройки пружины 16;

Znp.16 - жесткость пружины 16;

h - ход клапана 15 гтри перекладке с седла 14 на седло 13. .

Из соотношения (2) следует, что Ррвд.Нтниж должкШ быть равно в момент страгивания ()

Рред.Ип

; Рвх Зз Рнастр.пр. 16

S3.(2)

ниж

20 Так как величины 5з, Рвх - const, то регулирование Рред.Нтниж возможно только за счет изменения параметра РНастр.пр.1б, что осуществляется при помощи регулировочного винта 17.

25 Запорно-редуцирующее устройство А готово к работе.

Работа устройства заключается в следующем.

.При подаче во входной патрубок 2 дав30 ления Рвх оно поджимает запорный орган 5 к седлу 4 и в то же время через канал 12 воздействует на клапан 15. По достижении неравенства Рвх Рвхниж (см. соотношения (1) и (1) входное давление отжимает клапан

35 15 от седла 14 и поджимает клапан 15 к седлу 13. При этом давление Рвх поступает в полость 10 и воздействует на плунжер 6. Согласно соотношению (2) развиваемое при этом усилие от давления Рвх преодолевает

40 усилие пружины 7 и усилие прижатия клапана 5 к седлу от входного давления РВх. Происходит перемещение плунжера 6, а следовательно, и клапана 5 вправо. При отходе клапана 5 от седла 4 среда проходит

45 через редуцирующее сечение (клапан 5 - седло 4) в выходной патрубок 3 и далее в емкость С на отбор. При этом в емкости С устанавливается некоторое значение давления Рред, которое поступает через канал 9 в

50 полость 8 и воздействует на плунжер 6. По достижении неравенства РРед РредНтвврх (см. соотношенияе 2 } плунжер 6 перемещается влево, обеспечив посадку запорного органа 5 на седло 4. Данный случай сопря55 жен также с прекращением отбора среды из емкости.

При этом по достижении равенства Рвх Рвхниж клапан 15 согласно соотношениям (2) и (2) отходит от седла 13 и входит в контакт с седлом 14, перекрыв поступление

давления РВх в полость 10 и перепустив туда редуцированное давление. Это ведет к увеличению усилия поджатия клапана 5 к седлу 4 и, следовательно, побочной герметизирующей способности запорной пары.

При снижении давления Рред в емкости С ниже Рвх.ниж в силу отмеченных выше особенностей работы запорно-редуцирующего устройства А происходит перекладка клапана 15 с седла 14 на седло 13, что ведет к открыванию запорного органа 5 и последующей подпитке расходной емкости до заданного расчетного значения.

По сравнению с известными техническими решениями аналогичного назначения использование .предлагаемого технического решения снижает габаритно-массовые характеристики устройства, повышает надежность работы редуцирующе-запорных органов, расширяет диапазоны перестройки на другие режимы работы и снижает склонность подпружиненных масс редуктора к колебаниям на переходных режимах, упрощает условия эксплуатации (обслуживания) устройства за счет сокращения числа используемой в нем клапанной арматуры.

Формул а изобретенйя

1. Способ Тарированной подпитки расходной емкости из сосуда высокого давления, включающий перепуск рабочей среды с редуцированием из сосуда высокого давления в расходную емкость при падении давления в последней ниже заданного давления подпитки, и отсечку перепуска рабо0

5

чей среды при достижении в расходной емкости заданного рабочего давления, о т- л имеющийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения способа, верхний и нижний пределы редуцированного давления рабочей среды устанавливают равными заданным величинам соответственно рабочего давления и давления подпитки.

2. Устройство для тарированной подпитки расходной емкости из сосуда высокого давления, содержащее сосуд высокого давления, соединенный через редуктор постоянного давления с расходной емкостью, и обратный клапан, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, расширения области применения и улучшения габаритно-массовых характеристик устройства; редуктор постоянного давления и 0 обратный клапан размещены в общем корпусе, между входным и выходным патрубками которого расположено седло запорно-реду- цирующего клапана, жестко связанного с плунжером, расположенным в полости, которая сообщена с выходным патрубком, причем плунжер нагружен пружиной с обеспечением поджатия запорно-редуцирующего клапана к седлу со стороны входного патрубка, а обратный клапан выполнен в виде двухседельного клапана, расположенного в полости род свободным торцом плунжера, которая сообщена через седла этого клапана соответственно с входным и выходным патрубками, при этом двухседёльный клапан подпружинен к своему седлу, соединенному с входным патрубком.

5

0

5

Изобретение относится к агрегатостро- ению и может использоваться в пневмоси- стемах различного назначения. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения способа и устройства, а также улучшение габаритно- массовых характеристик устройства для тарированной подпитки расходной емкости от сосуда высокого давления. Способ включает перепуск рабочей среды с редуцированием из сосуда высокого давления в расходную емкость при падении давления в последней ниже заданного давления подпитки и отсечку перепуска рабочей среды по достижении в расходной емкости заданного рабочего давления, причем верхний и нижний пред