Регулятор давления газа Советский патент 1993 года по МПК G05D16/06 

dfgNb

Изобретение относится к автоматическим регуляторам давления газа для различ- ных пневмосистем летательных аппаратов, в частности к конструкции регулятора высокого давления, например, для вытеснения жидкости из герметичной емкости в камеру сгорания.

Целью изобретения является расширение области применения, повышение точности и надежности регулятора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная конструктивная схема регулятора.

Регулятор состоит из основного корпуса 1 с входами 2 и выходными 3 патрубками. в котором смонтирован регулирующий клапан 4, контактирующий толкателем 5 с нормально закрытым предохранительным клапаном б, установленным в жестком центре 7 чувствительного элемента сильфона 8, который подпружинен пружиной задания 9, связанной с винтом настройки 10. К корпусу 1сильфон 6 крепится посредством дополнительного корпуса 11,образуя полость управления 12 и полость задания 13. Корпус 11 установлен соосно с сильфоном 8 вакуумированный сильфон 14, эффективная площадь которого Рзфф.2 равна эффективной площади РЭФФЛ сильфона 8. Внутри вакуу- мированного сильфона 14 установлена пружина настройки 15с узлом регулировки ее рабочего усилия, который выполнен в виде навинчиваемой на корпус 11 накидной крышки 16. которая скреплена с неподвижным торцем 17 вакуумированного сильфона 14. Подвижный торец 18 вакуумированного сильфона 14 контактирует со свободным концом штока 19, который закреплен на жестком центре 7 сильфона 8 и перемещается в центральном отверстии направляющей 20, выполненной в винте настройки 10.

В стенке корпуса 1 со стороны полости управления 12 выполнено отверстие 21 со штуцером 22 для подключения к выходному трубопроводу системы регулирования на расстоянии I 10d (где d диаметр проточного канала регулятора (от выходного патрубка регулятора. В крышке 16 выполнено отверстие 23, а в штоке 19, винте настройки 10 выполнены соответственно, каналы 24. 25 для сброса аварийного выходного давления через предохранительный клапан 6 в атмосферу.

Работа регулятора осуществляется следующим образом. В исходном положении (без давления) регулирующий клапан 4 полностью открыт под действием усилий пружин 9 и 14. Настройка рабочих пружин 9 и 14 производится последовательно - сначала регулировочным винтом настройки 10 регулируется рабочее усилия пружины 9 (грубая настройка), а затем наворачивэнием крышки 16 на корпус 11 регулируется рабочее усилие пружины 15 (точная настройка).

При подаче рабочей среды высокого давления на вход регулятора она, при полностью открытом регулирующем клапане 4, сразу будет поступать в выходной трубопро0 вод 20 системы регулирования и через отверстие 21 также будет поступать в полость 12 корпуса 1 регулятора. Поступившая в полость 12 рабочая среда будет воздействовать на эффективную площадь Рэфф.|

5 сильфона 6, создавая усилие, направленное против усилий пружин 9 и 15, что в свою очередь вызовет сжатие сильфона 8 и 14 и соответственно, перемещение регулирующего клапана 4 на закрытие. При этом, каж0 дои величине входного давления будет соответствовать определенный ход закрытия регулирующего клапана 4 при постоянном заданном выходном давлении. Если отбор давления (расхода на выходе регуля5 тора прекратиться, например, выходная ма- гистраль системы будет перекрыта запорным клапаном, возникнет так называемый режим нулевого расхода регулятора. При этом давление иа выходе регулятора

0 достигнет величины, превышающей заданное. Сильфоны 8 и 14 сожмуться настолько, что толкатель 5 отойдет от регулирующего клапана 4 и он прижмется к своему седлу. Но, поскольку регулирующий клапан посво5 ему седлу не обеспечивает абсолютную герметичность при высоком давлении на его входе, то выходное давление на выходе регулятора будет все нарастать до значения аварийного. При этом сильфоны 8 и 14 со0 жмуться до такого размера, что под действием усилия своей пружины откроется предохранительный клапан 6 и избыток выходного давления сверх аварийного будет сбрасываться через каналы 24 и 25 и отвер5 стие 23 в атмосферу. Если регулятор будет установлен в герметичной кабине или герметичном отсеке летательного аппарата, то при работе он будет поддерживать избыточное давление на своем выходе, тоестьрабо0 тать как регулятор избыточного давления, При этом вакуумированный сильфон не будет участвовать в работе, так как в гермоот- секе давление практически постоянно. В работе участвует невакуумировэнный силь5 фон, воспринимающий избыточное давление. Если регулятор будет установлен в негерметичном отсеке летательного аппарата, то при работе будет участвовать также вакуумированный сильфон, который реагирует на изменение атмосферного давления.

Регулятор на своем выходе будет поддерживать абсолютное давление, то есть выпол- нять роль регулятора абсолютного давления. Поскольку эффективные площади обеих сильфонов рааиы;то если в первом случае регулятор поддерживал при работе напряжение 5 кгс/см избыточных, то во втором случае он будет поддерживать на выходе 5 кгс/см2 абсолютных, то есть регулятор обеспечивает один и тот же номинал выходного давления в системе независимо от изменения атмосферного давления в отсеке летательного аппарата, в котором он может быть установлен.

При отключении входного давления ре- гулятор придет в исходное нормально открытое положение под действием усилий пружин 7 и 11.

Преимущества предложенной конструктивной схемы регулятора высокого дав- ления газа для системы регулирования:

1.Регулятор в пневмосистемах летательных аппаратов может быть использован в качестве регулятора как избыточного, так

и абсолютного давления. То есть расширя- ется область его применения - он становится универсальным.

2.Повышается точность его настройки на заданный диапазон выходных давлений,

за счет введения дополнительной пружины малой жесткости и усилия и ее точной настройки после предварительной настройки основной рабочей пружины.

3.В предложенном варианте конструкции вакуумированный сильфом не испыты- вэет выходного давления (как это имеет место в обычном регуляторе абсолютного давления), а испытывает воздействие только от изменения атмосферного давления в зависимости от высоты полета летательно- го аппарата. Поэтому надежность работы вэкуумированного сильфона не только значительно повышается, но и вообще предложенный регулятор может быть применен при очень больших рабочих выход- ных давлениях, которые может выдержать первый невакуумированный сильфон или металлическая мембрана.

4.При настройке, регулировке и отработке предложенного регулятора не требу- ется наличия вакуумного оборудования, например, барокамеры, так как настроенная в нормальных условиях рабочая характеристика регулятора останется той же и при его работе при подъеме летательного аппарата на высоту.

Формула изо б ре те н и я Регулятор давления газа, содержащий основной корпус с входным и выходным патрубками, между входной и выходной полостями которого установлен регулирующий клапан, связанный посредством толкателя с нормально закрытым предохранительным клапаном, установленным в жестком центре чувствительного элемента между полостями управления и задания, образованными чувствительными элементом и корпусом, причем в полости задания установлена пружина задания, связанная с винтом настройки, отличающийся тем. что, с целью расширения области применения, повышения точности и надежности регулятора, он снабжен дополнительным корпусом, соединенным с основным корпусом со стороны полости задания, дополнительным корпусом, в полости которого установлен введенный в регулятор вакуумированный сильфон с установленной внутри него пружиной настройки с узлом регулировки, выполненным в виде жестко связанной с подвижным торцом вакуумированного сильфона накидной крышки, соединенной с до- полнительным корпусом по резьбе, чувствительный элемент выполнен в виде сильфона, неподвижное основание которого закреплено между основным и дополнительным корпусами, при этом подвижное основание вакуумированного сильфона контактирует со штоком, жестко связанным с жестким центром сильфона и проходящим через центральное отверстие в винте настройки, разделяющим полость задания и полость дополнительного корпуса, при этом сильфон и вакуумированный сильфон имеют равные эффективные площади, полость задания сообщена с атмосферой через отверстие в винте настройки, полость дополнительного корпуса и отверстие в накидной крышке, а в стенке основного корпуса со стороны полости управления выполнено отверстие, снабженное штуцером для соединения с трубопроводом за выходным патрубком.

Использование: в автоматике для регулирования давления газа в пьевмосистемах. Сущность: регулятор содержит основной корпус 1. входной 2 и выходной 3 патрубки, регулирующий клапан 4. толкатель 5. нормально закрытый предохранительный клапан 6, жесткий центр 7 чувствительного элемента - сильфона 8, пружину задания 9. винт нас,ройки 10, дополнительный корпус 11, полость управления 12, полость задания 13, вакуумированный сильфом 14, пружину настройки 15, накидную крышку 16, неподвижный торец 17, подвижный торец 18, шток 19, центральное отверстие 20, отверстие 21. штуцер 22, отверстия 23, 24. 25. 1 ил. оо GJ О СЛ (О ю Шод