Регулятор давления Советский патент 1977 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к области автоматики и может найти применение в тех областях техники, где требуется высокая точность поддержания давления газа, например в холодильных, компрессорных установках.

Известны регуляторы давления, содержащие корпус с расположенными в нем чувствительным органом в виде сильфона, поршня, силовой пружиной, седлом. Седло установлено на чувствительном органе или жестко с ним связано 1.

Иаиболее близким техническим решением к данному изобретению является регулятор давления, содержаший корпус, выполненный в виде цилиндра с расположенными в нем клапаном и чувствительным элементом с выполненным на нем седлом, и силовую пружину 2. Поршень герметично уплотнен относительно цилиндрических стенок полости корпуса и перемещается под действием давления, сжимая при этом силовую пружину. Подпружиненный клапан, контактирующий с седлом, расположенным на порщне, перемещается совместно с ним до момента контакта кольцеобразного фланца, выполненного на клапане с заплечиком (упором), жестко связанным с корпусом. Однако для повышения точности поддержания заданного давления необходимо увеличивать эффективную площадь чувствительного органа, например площадь поршня.

При этом усилие силовой пружины возрастает пропорционально квадрату диаметра поршня, что ведет к увеличению габаритов и веса как пружины, так и регулятора в целом.

Целью изобретения является повышение точности регулирования, упрощение регулятора и уменьшение его габаритов.

Для достижения этой цели в предложенном регуляторе кс-рпус выполнен со штоком, на котором установлена силовая пружина, связанная с чувствительным элементом через толкатели, расположенные в отверстиях основания корпуса.

На фиг. 1 изображен регулятор давления в разрезе, обший вид; на фиг. 2- корпус в плане со стороны штока; на фиг. 3 - поршень в плане со стороны толкателей.

Регулятор давления имеет корпус /, седло 2, расположенное на поршне 3, клапан 4, подклапанную 5 и силовую 6 пружины. Поршень 3 является чувствительным элементом. Корпус 1 имеет полость 7 для перемещения порщня 3 и щток 8, разделенные основанием 9, в котором выполнены отверстия W. Поршень выполнен с толкателями 11, которые перемещаются в отверстиях 10, и эффективно уплотнен относительно цилиндрических стенок полости 7 кольцом 12. Шток 8 служит направляющей силовой пружины 6, установленной между кольцом 13, которое расположено

на основании 9 и опирается на толкатели 11, и кольцом 14, изменяющим усилие пружины

6при перемещении регулировочной гайки 75. Часть клапана 4, снабженная уплотнителем

J6, взаимодействует с седлом 2 и образует полость 17, которая системой каналов сообщается с входом 18, и полость 19, сообщающуюся с окружающей средой посредством зазора 20. Зазор 20 образован боковыми поверхностями основания 9 и толкателей 11. В противоположной части клапана 4 выполнен кольцеобразный фланец 21, который взаимодействует с упором 22, жестко связанным с корпусом 1, и препятствует перемещению клапана в направлении сжатия пружины 6. Пружина 5 установлена таким образом, что ее верхний конец контактирует с щарнирным рычагом, образованным тарелкой 23 и щариком 24. Шарнирный рычаг служит для самоцентрирования клапана 4. Нижний конец пружины 5 контактирует со щтуцером 25, который жестко связан с корпусом 1 и уплотнен кольцом 26.

Регулятор работает следующим образом.

При подаче давления на вход 18 рабочий газ по системе каналов поступает в полости

7и 17. При этом толкатели //, располол енные на порщне 3 и перемещающиеся в отверстиях 10, вступают в силовой контакт с кольцом 13, на котором установлена пружина 6.

С достижением определенного давления порщень 3 начинает перемещаться и толкатели 11 перемещают кольцо 13, сжимая тем самым пружину 6. При этом уплотнитель 16 клапана 4 под действием усилия пружины 5 и усилия от давления газа на некомпенсированную площадь пары «седло-клапан находится во взаимодействии с седлом 2, образуя герметичное уплотнение, и перемещается совместно с ним.

Перемещение седла 2 и клапана 4 продолжается до начала контакта кольцеобразного фланца 21 с упором 22. Контакт фланца 21 с упором 22 препятствует дальнейщему перемещению клапана 4 в сторону сжатия пружины 6, несмотря на действие на него пружины 5 и усилия от давления газа. Порщень 5 при дальнейщем повыщении давления в полости 7 продолжает перемещаться, сжимая толкателями 11 пружину 6 и седло 2, перемещаясь совместно с порщнем 3, разрущает силовой контакт с уплотнителем 16 клапана 4 и образует с ним кольцеобразное отверстие нужного размера, соединяя при этом полости 17 и 19. Из пСЛости 19 через зазор 20 рабочий газ стравливается в окружающую среду. При этом регулятор открыт. Давление в полостях 7, 17, 18 понижается, пружина 6, перемещая порщень 3 в обратном направлении, вводит седло 2 в силовой контакт с уплотнителем 16 клапана и образуется герметичное уплотнение. При этом разрущается контакт кольцеобразного фланца 21 с упором 22, образуется зазор между ними. При этом регулятор герметично закрыт. Давление открытия регулируют перемещением регулировочной гайки 15. Увеличение диаметра силовой пружины, установленной вне корпуса, до величины, равной диаметру корпуса, позволяет увеличить ее усилие, а, соответственно, и площадь порщня. При этом без изменения габаритов и веса точность поддержания заданного давления регулятора повьтщается примерно в 2 раза. Отсутствие той части корпуса, в которой устанавливается силовая пружина, позволяет без изменения точности поддержания давления снизить вес регулятора до 20% и его габариты.

Формула изобретения

Регулятор давления, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндра с расположенными в нем клапаном и чувствительным элементом с выполненным на нем седлом, и силовую пружину, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности регулирования и упрощения регулятора, корпус выполнен со щтоком, на котором установлена силовая пружина, связанная с чувствительным элементом через толкатели, расположенные в отверстиях основания корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.АвторскоесвидетельствоСССР № 127526, кл. G 05 D 16/00 от 1959 г.

2.Патент США № 2906289, кл. 137-508, 1971 г. (прототип).

iS

Фиг. 2

Фиг.З