Регулятор давления Советский патент 1978 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к средствам управления теплотехническими процессами и может быть использовано для регулирования повышения давления пара в автоклавах.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, тарельчатый плунжер, соединенный посредством штока с мембраной, имеющей возможность контакта с рабочей средой }.

Недостатком этого регулятора является низкая надежность работы мембраны, обусловленная воздействием на нее протекающей среды. Кроме того такой регулятор не обеспечивает значительных интервалов времени повышения давления в промежутке от минимальных до номинальных величин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и клапаном, связанным штоком с мембраной, расположенной в мембранной коробке, соединенной с корпусом патрубком, снабженным тепловым радиатором 2.

Недостатком этого регулятора является заниженный интервал времени повышения

давления в объекте регулирования в пределах от минимального до заданного значения.

Целью изобретения является расширение области применения регулятора.

Цель достигается тем, что в регуляторе надклапанная полость соединена с входным патрубком и подмембраннойполостью, подклапанная полость соединена с выходным патрубком и надмембранной полостью, причем на седле клапана установлено кольцо, а также тем, что наружный диаметр кольца равен диаметру клапана.

Изобретение поясняется чертежом.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и клапаном 4, связанным штоком 5 с ме.мбраной 6, расположенной в мембранной коробке 7, соединенной с корпусом 1 патрубком 8, снабженным тепловым радиатором 9 .

Надклапанная полость 10 соединена с входным патрубком 2 и подмембранной полостью 11, подклапанная полость 12 соединена с выходным патрубком 3 и надмембранной полостью 13. На седлеИ клапана 4 установлено кольцо 15. Трубка 16, соединяющая надклапанную полость 10 с подмембранной полостью 11, снабжена тепловым радиатором 17. Надмембранная полость 13 соединена с подклапанной по.тостьк 12 посредством кольцевой щели 18 между натрубком 8. и штоком 5.

Регулятор работает следующим образом.

В начальный момент давление отсутствует как в патрубке 3 (в объекте регулирования), так и надклапанной полостн 10. При подаче в надклапаннуго полость-Ш по патрубку 2 давления водяного пара в начальный момент оно действует на iyianan 4 и надежно его закрывает, не пропуская давления под клапан 4 {в патрубок 3). Однако, на клапан начинает действовать и обратно направленное усилие от мембраны 6 посредством штока 5..

Это усилие вггзйикзет из-за поступления даапеинй нз полости iO в подмембра ную полость П посредством трубки 16. Так как площадь мембраны 6 выбирается больше чем площадь отверстия седла 14 клапана 4, то пря УСЛОВИЙ одинакового дав тения как в полости Ш, так н в полости 11, клапан 4 будет перемещен вверх и «угкроет проход для пара в патрубок 3. (на объект регулирования),

При эуом из-за -срайнителыш зысокого перепада давления, по величине в начальный момент достигайщего давления в полости 10, скорость потока пара между рас{ииреннай частью клапана 4 и смежной с ним частью кольца 15 максимальная, 3-Toi: екороспгой напор (динамическое давление) вызывает значительное снижение статического давления в зоне .мей(ду упомянутыми плоскосгямн кольца 15 н клапана 4. Это,в свою очередь, вызывает дополнительное усилне, направленное на закрытие клапана 4 до такого перемещения вниз, при котором усилие мембраны 6, направленное па открытие клапана, уравновешивается суммой сил, сосгояащд из полного давления в полосгн 10 н статического давления между кольцогт 15 и расширенной частью клапана 4. Такой установнви1Нйся режим продолжается до определенного повыглейил статического давления s объесте регулирования (в патрубке 3), обусловленного чувстаительностыо мембраны 6.

При пойышеннн давлений в патрубке 3 (в обьекте регулирования) перепад давления на клапане 4 уменьпдается на эту величину. Это вызывает уменьшение и скорости потока в промежутке мелсду клапаном 4 н кольцом 15, что, в свою очередь, .снижаег усилие, направленное на закрытие клапана 4, и он подымается вверх, увелнчивая проходное сеченне. Однако увеличение проходного сечения заннжено из-за появления усилия, направленного на закрытие клапана 4 в результате появявшегося давления в

патрубке 4 н передачи его посредством щели 18 в надмембранную полость 13.

Таким же образом клапан 4 с течением времени поднимается вверх, увеличивая проходное сечение регулятора, а в объекте регулирования давления постепенно поднимается до заданного в патрубке 2. Время, в течение которого клапан 4 поднимается на максимальную высоту, что соответствует повышению давления в объекте регулирования от начального до заданного, зависит от соотнопаения площадей отверстия в седле 14 {шапана 4 н мембраны-6 от взаимной конфигурации кольца 15 и клапана 4, а также от начального расстояния между ними.

Кроме того это время обусловлено и проходным сеченнем регулятора, установленного па конкретном объекте регулирования. При этом варьируя перечисленными элементами конструкции, нетрудно достигнуть не только линейной завнснмостн поднятия давления п объекте регулирования при широком диапазоне изменения временного интервала, но и более сложной функциональной saiiHcnMocTH поднятия давления от временного интервала.

Следует отметить, что предложенный регулятор подобным образом может работать и при снижении давления в объекте регулирования. Для этого необходимо объект регулирования подсоединить к патрубку 2, а патрубок 3 соединить с атмосферой.

Эффективность изобретения обеспечивается возможностью применения сравнительно простого регулятора для поднятия дав ления в автоклаве.

Формула изобретения

1.Регулятор давления, содержащий корпус с входным J ВЫХОДНЫМ патрубками и клапаном, связанным штоком с мембраной, расположенной в мембранной коробке, соединенной с корпусом патрубком, снабженным тепловым радиатором, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регулятора, в нем надклапанная полость соединена с входным патрубком и подмембранной полостью, подклапанная полость соединена с выходным патрубком н надмембрашюй полостью, причел на седле клапана усгановлено кольцо.

2.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр кольца равен диамегру клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 193187, кл. G 05 D 16/06, 1957.

2.Авторское свндетельство СССР Ms 383014, кл. О 05 D 16/06, 1970.