РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к регулирующей трубопроводной арматуре и может быть использовано там, где требуется регулирование давления рабочей среды, например в химической, нефтеперерабатывающей и энергетической промышленности.

Для автоматического регулирования давления в системах трубопроводов в последнее время применяются регуляторы прямого действия, в которых аккумулятором энергии служит герметизированная от внешней среды воздушная камера, давление в которой уравновешивает редуцированное давление. В известных устройствах элементом, разъединяющим полости газовой камеры и собственно регулятора, служит резиновая или металлическая мембрана. Последняя одновременно является и чувствительным подвижным элементом, реагирующим на изменение регулируемого параметра (давления). Мембрана соединена штоком с золотником, дросселирующим проводимую среду.

Описываемые регуляторы имеют следующие недостатки:

а) большая чувствительность к изменению температуры окружающей или проводимой среды (заданное давление в камере изменяется), что нарушает работоспособность регулятора и требует дополнительной настройки его в процессе работы;

б) область применения регулятора с резиновой мембраной ограничена диапазоном температур, за пределами которого резина нер аботоспособн а;

в) невозможно применение регуляторов с

резиновой мембраной на агресс шных средах;

г) ход (прогпб) металлической мембраны, а следовательно, и ход золотника не превышает 0,5-1 мм, что предопределяет использование металлической мембраны в регуляторах только малых условных проходов до 3 мм.

Кроме того, известны устройства, в которых с целью устранения влияния температурных изменений на работоспособность устройства, применяются термокомпенсаторы.

Целью изобретения является повышение точности работы регулятора давления.

Поставленная цель достигается тем, что термокомпенсатор выполнен в виде замкнутого объема камеры, образованной корпусом регулятора, изготовленного из материала с большим коэффициентом линейного расширеиия, и стакана, выполненного из материала с малым коэффициентом линейного расширения, причем соотношение коэффициентов линейного расширения должно быть не менее 15.

Регулятор состоит из корпуса У, золотника 2, соединенного штоком 3 с сильфоном 4. Подача газа в камеру осуществляется через штуцер 5 при открытом игольчатом клапане 6. Отверстия 7 сообш,а1от полость камеры 8 с V-образным стаканом 9, име1ош,им кольцевой зазор 10.

Заданное редуцированное давление образуется в полости 11 регулятора при подаче проводимой среды.

Открыв игольчатый клапан 6, в камеру 8 через штуцер 5 подают газ под давлением, допустимым для сильфона 4. Свободный объем газовой подушки также известен и равен разности объемов камеры 8 с сильфона. Камера 8 герметизируется по отношению к внешней среде и вся дальнейшая работа регулятора происходит автоматически. Сильфон 4, совершив заданный ход вниз под воздействием подаваемого в камеру 8 давления, через шток 3 воздействует на золотник 2, который открывает проходное сечение регулятора. При подаче давления проводимой среды, превьипаюшего величину давлеппя в камере 8, СИЛЬФОН 4 со штоком 3 и золотником 2 совершит некоторый ход вверх. При этом объем воздушной подушки в камере 8 будет уменьшаться вследствие движения сильфона вверх, а давление в камере увеличиваться. Перемещение сильфона будет продолжаться до момента, когда возникает баланс сил от действующих на него давлений в полостях 8 п 1L В этот момент золотник 2 приблизится к седлу корпуса / на расчетную величину, обеспечив равенство проходного сечения на входе и в затворе регулятора. При уменьшении или увеличении давления в полости 11 на некоторую заданную величину баланс сил будет нарушаться и шток 3 с золотником 2 будет совершать движение вверх или вниз, закрьтвая или открывая проходное сечение регулятора и возвращая изменившуюся величину давления в полости 11 к номинально заданной.

К корпусу / регулятора по его наружному диаметру приварен стакан 9, стенки которого

в средней части имеют V-образный изгиб, образующий кольцевой зазор 10, сообщающийся с полостью камеры 8 через отверстие 7. Коэффициент линейного расширения материала стакана 9 меньше, чем у материала корпуса. При повыщении температуры окружающей или проводимой среды газ в камере 8 расширяется. Для сохранения заданного давления в камере 8 следует обеспечить увеличение ее объема на некоторую расчетную величину, что в предлагаемой конструкцпи при повышении температуры достигается увеличением зазора 10.

Зазор 10 увеличивается благодаря разлпчным коэффициентам линейного расширения корпуса ) и стакана 9, т. е. линейные размеры корпуса увеличиваются в большей степени, чем стакана 9, нронорционально различию коэффициентов линейного расширения

материалов. За счет деформации V-образного изгиба стенок стакана 9 объем полости зазора 10 увеличивается, а избыток воздуха из камеры 8 через отверстия 7 перетекает в полость зазора 10. При этом давление в камере

8 остается постоянным.

При понижении температуры воздух в камере сжимается, уменьшая свой объем, но одновременно уменьшается и объем полости зазора 10, а следовательно, и камеры 5, и

давление в камере остается постоянным.

Предмет изобретения

Регулятор давления, содержащий расположенные в корпусе газовую камеру с чувствительным элементом, например сильфоном, и термокомпенсатором и регулирующий орган в виде золотника, соединенного посредством щтока с чувствительным элементом, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности работы устройства, термокомпенсатор выполнен в виде замкнутого объема камеры, образованной корпусом регулятора и стаканом, причем соотношение коэффициентов линейного расширения материалов корпуса и стакана должно быть не менее 15.

3 Ю