Регулятор давления Советский патент 1978 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к регуляторам давления и может найти применение в холодильной, авиационной и дру гих видах промышленности: в системах где требуется поддержать давление путем отвода или подвода рабочей сре ди. Известны регуляторы давления, в которых совмещены регуляторы давлепосле себя до себя ботающие от одного чувствительного элемента l , 2. Недостатком известных регуляторов давления является то, что рабочая среда, отведенная из регулируемой по лости при повышении в ней давления, не может быть использована для подво да в систему, так как давление из ре гулируемой полости отводится только в полость с более низким давлением, например, в атмосферу. 1аиболее близким по технической сущности к данному изобретению являе ся регулятор давления, содержащий Ko пус с входными и выходными патрубками, в котором расположены регулирующий орган и чувствительный элемент связанный с толкателем з . Регулирующий орган взаимодействует с двум седлами и выполнен в виде подпружиненной полой втулки, установленной на толкателе и уплотненной относительно него. Одно седло неподвижно относительно корпуса, а второе подвижно установлено на разделительной мембране и жестко связано с толкателем. Разделительная мембрана делит полость на две соосные камеры с различными давлениями среды. При уменьшении давления в полости чувствительного элемента, которая может быть связана, например, с полостью всасывания компрессора, чувствительный элемент толкатепем перемещает подвижное седло в направлении сжатия его пружины. При этом подвижное седло перемещает регулирующий орган, отрывая его от неподвижного седла с образованием зазора между ними. Рабочая среда из полости над разделительной мембраной, которая может быть связана, например, с емкостью, через образовавшийся зазор поступает в полость чувствительного элемента, восстанавливая таким образом прежнее, заданное давление. При увеличении давления в полости чувствительного элемента, он, преодолевая усилие собственной пружины, перемещает толкатель, а вместе с ним и подвижное c€mno С регулирующим органом. is направлении сжатия собственной пружины. Совместное перемещение толкателя и регулирующего органа продолжается до момента контакта последнего с н еподвкжным седлом. Начиная с этого момента при дальнейшем перемещении чувствительного элемента подвижное cejyio образует с регулирующим органом зазор, через который рабочаясреда из полости под разделительной мембраной, которая может быть соединена, например, с нагнетательной линией компрессора, noctynaeT в полость над разделительной мембраной. При этом давление нагнетания умень -шается, а соответственно уменьшается давление всасывания, т.е. давление в полости чувствительного элемента. Недостатком известного регулятора давления является большая не1сомпен сированная плошедь разделительной мембраны, что ведет к уменьшению чувствительности регулятора. Отсутст вие возможности усреднения рабочей среды между полостями и выключения из работы регулятора давления в нужный момент сужают его область применеиия, ,Для последних вышеуказанных целей смстег ы приходится комплектова дополнительной пневмоарматурой в час ти обратных и электромагнитных клапанов, Целью настоящего изобретения являатся повышение чувствительности и расширение области применения регуля тора. Постсшленная цель достигается тем что регулирующий орган выполнен в ви де трех соосно расположенных клапано первый из которых выполнен в виде св занного с толкателем подпружиненного якоря электромагнитного привода, при чем в якоре выполнено центральное отверстие, в котором расположен шток связанный со вторым подпружиненным клапаном и через центральное отверст выполненное в толкателе и пружину с чувствительным элементом, а третий клапан установлен между первым клапа ном и чувствительным элементом. На чертеже изображен общий вид ре гулятора давления в разрезе, В корпусе 1 расположен чувстзител ный элемент 2, состоящий из вакуумированного сильфонного узла, и выпол. нено седло 3, с которым взаимодействует клапан 4 регулирующего органа, противоположная от седла 3 поверхность которого снабжена седлом 5. На корпусе 1 установлен каркас 6, в котором выполнены соосно цилиндрические расточки, разделенные друг от , друга стопом 7 и сообщаюидиеся .между собой каналами. В этих соосных цилин дрических расточках.каркаса б устано лены два клапана 8, 9 регулирующего органа, которые подпружинены пружина ми 10, 11 соответственно относите.г5;.« своих седел 5, .12. Седло 12 выполнено на штуцере 13, жестко связанном с каркасом б. На чувствительном элементе 2 жестко закреплен толкатель 14, установленный в осевом отверстии клапана 4 и взаимодействующий с клапаном 8. В клапане 8 выполнено центральное отверстие, в котором расположен шток 15, который взаимодействует с хвостовиком 16 клапана 9 и через центральное отверстие, выполненное в толкателе 14, и пружину 17 связан с чувствительным элементом 2. Пружина 17, расположенная в осевом отверстии чувствительного элемента 2, установлена предварительно сжатой до усилия большего, чем усилие пружины Ни опирается на тарелку 18. Ограничителем перемещения тарелки 18 в направлении уменьшения пружины 17 служит торец 19 толкателя 14. Регулировочное устройство выполнено в виде винта 20, жестко связанного с чувствительным элементом 2 и установленного в резьбовое гнездо неподвижной относительно корпуса 1 гайки 21. На каркасе б установлены катушка 22 и магнитопровод 23, По отноглеиию к электромагнитному приводу клапан 8 служит якорем. В корпусе 1 выполнены входной 24 и выходной 25 патрубки, Входной патрубок 24 каналом связан с полостью, в которой расположен регулирующий орган, состоящий из трех соосно расположенных клапанов 4, 8# 9. Выходной патрубок 25 каналом связан с полостью, в которой расположен чувствительныйэлемент 2. Штуцер 13 имеет полость В, разделенную седлом 12 от полости АО Применительно к системе охлаждения полость А соединена с емкостью, полость Б - со всасывающей, а полость В с нагнетательной лннияьж компрессора. Регулятор работает следующим образом. В рабочем ре;киме для под.цержаиия заданного давления в полости Б чувствительный элемент 2 занимает такое положение при котором: -между-толкателем 14 и обра1денной к нему торцовой- поверхностью клапана 8 отсутствует силовой контактj т,е. клапан 8 герметично перекрывает седло 5 и разделяет при этом полости 7-1 и Б одну от другой. Клапан 4 прижат к .седлу 3 корпуса 1 усилием пружины 10 и усилием от разности давлений среды в полостях А и Б па нек-смпенскрованную площадь клапана 4; -шток 15 взаимодействует с хвостовиком 16 клапана 9 и под действием усилия пружины 17 прижнмает последний, преодолевая усилие прукины 11, к сед лу 12.При этом между обрах«енным друг к другу позерхностяг и тарелки 18 и торца 19 толкателя 14 образонав зазор, а полость Б штуцера 13 и полость А разобщены. При у 4аььшении давления в полости Б чувствительный элемент 2 перемещается вниз и толкатель 14 вступает во взаимодействие с клапаном 8, отрывая последний от седла 5 с образованием кольцеобразной щели между . Через образовавшуюся щель рабочая среда, дросселируясь, поступает кз полости А в полость Bf восстанавливая таким образом, отрегулированное (заданное) давление в последней о При перемещении чувствительного элемента 2 вккэ зазор между торцом 19 толкателя 14 и тарелкой 18 увеличивается, т,е, увеличивается усилие прижатия клапана 9 к седлу 12. Полость В штуцера 13 и полость А разобщены. При увеличении давления в полости В чувствительный элемент 2 перемещается вверх, толкатель 14 выходит из вззнмолейстзия с клапаном 8 с обра зованием зазора между ними. Клапан 8 герметично перекрывает седло 5 к разделяет этим полости Л и Б, При дальнейй ем увеличении давления в полости Б (эа счет утечек, изменение режима работы CHCTSMfj и т.д,) происходит уменьшение зазора между тарелкой 18 и торцом 19 к наступает момент, когда пружкка 17 через тарелку 18 полностью передает свое усилие на торец 19 толкателя 14. При этом шток 15 выходит КЗ взакмодейстЕИя с хвостовиком 16клапана 9, который под действием усилия пружины 11 перемезбаатся к открывает седло 12, соединяя полость В штуцера 13 с полостью А. Рабочая среда из полости в (нагнетательная лини поступает в полость А (емкость). Давление нагнетания уменьшается, а соответственно уменьшается давление в лннки всасывания, т.е. в полости Б, При этом чувствительный элемент 2 перемещается вниз и ыток 15 усилием пружины 17прижимает клапан 9 к седлу 12 а толкатель 14 не вступает во взаимодействие с клапаном 8. Все клапаны 4 8, 9 пр15жагы к своим седлам 3, 5, 12 к все полости (А, Е, В) разделены. При Быключанки системы давление в полости Б увеличивается и при достк™ жении зелкчнны, кесколько большей давления в полости и клапан 4, преодолевая усилие пружины 10, отрывается от седла 3, перемещая при этом кла nsss 8. Рабочая среда через зазор между клапаног-1 4 к ce.V3OM 3 поступает кз полости В в пс лосхь А. Кроме того, при уЕвлкчекйи давления в полости Б чувствнтелы ый элемент 2 перемещается в)аерх.- При этом, шток 15 вьосодит из взаимодействия с хвостознком 16 клапана 9/ который под действием усилия пружины 11 перемещается к открывает седло .12, соединяя полость В с полестью А.Тагаш образом все полости {Ар Б, В) сорбщены и происходит-усред кйкиа давления в системе. Для форсировакного выхода системы на режим необходимо, чтобы во время пуска полость А соединялась с полостью Б не через дроссельную щель между седлом 5 и клапаном 8, а с NSHHHмальныг-1 сопротивлением напрямую. С этой цель при пуске снстег кратковременно подается на 22 напряжение. Клапан 8, служащий якорем, притягивается к стопу 7, преодолевая усилие пружины 10, к полностью открывая проходное отверстие седла 5, площадь которого больше площади отверстий, соединяющих полости А, Б с патрубками 24, 25 соответственно. Таким образом, полости А и Б соединяются практически без сопротивления. При дзихсе-нии клапана 6 к стопу 7 торец первого, обращенкьгй к хвостовику 16, вступает с ним во взаимодейстзие, и сжимая пружину 11, перемещает клапан 9, который герметично перекрывает седло 12. Полость В в момент запуска не сообщается с полостью А 1 астройка регулятора производится винтом 20 и установкой необходимого количества регулировочных проклси ок между .тордом 19 толкателя 14 и тар ;лкой 16. Создание регулятора давления с регулирующим органом, выполненным в виде трех соосно расположенных клапанов, первый из которых выполнен в виде СВР. эанного с толкателем подпружиненного якоря электромагнитного прнзода, причем, Б якоре выполнено центральное отверстие, в котором расположен шток, связанный со вторым подпружиненным клапаном и через центральное отверстие выполненное в толкателе с чувствительным элементом, а третий клапан установлен между первым клапаном и чувствительным элементом, позволило увеличить чувствительность регулятора на 20 % и расширить его область применения. Расширение области применения регулятора позволило исключить нэ ckeMu системы обратный и электромагнитный клапан, что повысило контактЕюсть системы, уменьшило все арматуры на 20 % и снизило ее уде.пьный вес в системе. Формула кзоб етсния Регулятор давления, содержащий корпус с зкодными н Еыкодкь. патрубкаf-oif в котором расположены регулирую1аий орган и чувствительный элемент, связанный с толкателем, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения чузстБИтельиости и расширения области применения, регулирующий орган выполнен в виде трех соосно расположенных клапанов, первый из которых выполнен Е Бияе сзязанного с толкателем подпружикекного якоря электромагнитного привода, причем, Е

якоре выполнено центральное отверстие, в котором расположен шток связанный со вторым подпружиненным клапаном и через центральное отверстие выполненное в толкателе и пружину - с чувствительным элементом, а третий клапан установлен между первым клапаном и чувствительным элементом.

t1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции 1544187, кл. F 16 к 18/00, 1965,

2.Патент США D 3468685, кл. 137-116.5, 1971.

3.Патент США W 3572359, кл. 137-85, 1973 (прототип).

It