Регулятор давления Советский патент 1979 года по МПК G05D16/10 

I

Изобретение относится к устройствам пневмогидроавтоматики, используемым дл понижения давления рабочей среды в пневматических и гидравлических сист&мах различных отраслей промьпиленности и транспорта, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св. MC 36О648.

В основном изобретении по авт. св. hfe 36О648 описан регулятор давления, содержащий корпус с выходньш и каналами подпружиненный клапан с седлом, связанный с чувствительным элв«1ентом, и упругий элемент. Для повышения устойчивости к автоколебаниям между клштаном и упругим элементом помещен заполненный демпфирующей жидкостью цилиндр с установленным в нем на пружинах грузом в виде массивного поршня.

При возникновении колебаний подвижньйс частей регулятора происходит пер&мещение груза относительно цилиндра,что приводит к перетеканию демпфирующей жидкости через малое отверстие и зазор

между цилиндром и грузом, и, следовательно, к поглощению энергии и подавлению колебаний.

Отсутствие давления груза на стенки цилиндра обуславливает малое трение между ними и, следовательно, меньшее поглощение (рассеивание) энерп-и колебаний, т. е. Меньшую устойчивость к автоколебаи 1ям.

Целью дополнительного изобретения является повышение эффективности д«ипфирования автоколебаний регулятора давления.

Это достигается тем, что в известном регуляторе груз вьтолняется со

5 смещенным относительно его продольной оси центром тяжести. Это приведет к тому, что при колебаниях подвижных частей регулятора груз будет совершать не только поступательные колебания относитель0но цилиндра, но будет совершать и вращательные колебания, которые обусловлены смещением центра тяжести груза с его продольной оси, вдоль которой действуют сила давления жидкости и сила пружин, на которых подвешен груз. Груз при вращательных колебанияхвокруг горизонтальной оси оказывает бол шее давление на стенки цилиндра, что ув личивает трение между ними и приводит к повышению демпф1фования колебаний частей регулятора. Кроме того, вращател ные колебания груза обуславливают допол нительное усиленное протекание жидкости в зазоре между грузом и цилиндром, что также приводит к повышению поглощения энергии и повышению устойчивости уст - ройства к автоколебаниям. На фиг. 1 схематично изображен общи вид опи сываемого устройства, продольный разрез; на фиг. 2-6 - варианты вьтолне ния груза. Регулятор давления состоит кз корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, в котором помещен подпружиненный клапа 4 и седло 5. Клапан контактирует с толкателем 6 поршня 7. На поршне установ лен закрытый цилиндр 8, в котором на пружинах 9 и 10 подвешен груз (массивный поршень) 11, имеющий малое тие 12. Все пространство вИутри цилиндра 8, не занятое грузом 11 и пруткннами 9 и 1О, заполнено демпфирующей жидкостью . На поршень 7 опирается упругий элемент - пружина 13, контактирующая через тарель 14 с регулировочным винтом 15. Груз (массивный поршень) 11 выполнен со смещенным относительно его продольной оси центром тяжести. Это достигнуто вьшолнением вдали от продольной оси груза выемки 16 и заполнением ее материалом с большей или меньшей плотностью, чем основной материал груза (фиг. 1); выполнением в грузе 11 эксцентрично относительно его продольной оси газовой полости 17 (фиг.2); вьшолнением груза 11 из двух частей 18 и 19, имеющих различные плотности и склеенных между собой по плоскости, параллельной оси груза (фиг. 3); вьшолненк« в плоскости, проходящей через продольную ось груза 11 и по разные стороны от нее, выемок (сверления) 2О и 2i эа полненных (залитых) материалом с раз личной плотностью Сфиг. 4,5)} вьтолнением груза эксцентрично относительно его продольной оси выемки 22 (фиг. 6). Регулятор давления работает следующим образом. Газ высокого давления подводится через входной канал 2 к седлу 5 и клапану

673995 4. Пружиной и давлением на неуравновешенную площадь клапана 4 последний прижимается к седлу 5 и не пропускает газ в полость низкого давления, в полость за седлом 5, в полость выходного канала 3. При настройке регулятора (поворотом винта 15) упругий элемент-пружина 13 сжимается и через поршень 7 и толкатель 6 стремится открыть клапан 4, Герметичность уплотнения клапана нарушается, и газ проник ает в полость за седлом (в полость низкого давления), где давление на чувствительный элемент (поршень) 7 уравновешивает усилие пружины 13. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении в полости низкого давления клапан снова герметично перекроет седло. При отборе газа в объем за регулятором давления выходное давление и сила его воздействия на поршега. 7 сню1саются. Это пргюодкт к открытию клапана 4 и дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом 5. Давление в полости выходного клапана снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. При возникновении колебаний подвижных частей регулятора груз 11 будет совершать поступательные и вращательные колебания относительно цилиндра 8. Первые колебания приводят к перетеканию демпфирующей жидкости через отверстие 12 и зазор между цилиндром 8 и грузом 11. Передавливание жидкости сопровождается поглощением энергии и подавлением колебаний, .Вращательные колебания груза 11 вызьгоают увеличение давления груза на стенки цилиндра 8 и, следовательно, увеличивают трение между ними. Кроме того, вращательные колебания груза 11 обуславливают дополнительное интенсивое движение демп4йфующей жидкости в зазоре между грузом и цилиндром. Если в течение одного полупериода вращаельных колебаний груз 11 поворачивает- , ся по часовой стрелке, то жидкость в зазоре ; вверху справа и внизу слева вььтесняется, а справа внизу и слева вверху идкость поступает в зазор. В течение

другого полупериода движение жидкости в зазоре изменяется на противоположное.

Как увеличение трения между грузом 11 и стенками цилиндра 8, так и дополнительные передавливания жидкости в зазоре между ними, обусловленные вращательными колебаниями груза, приводят к увеличению погловаения энергии, подавлению колебаний и, следовательно, к повышению эффективности демпфирования автоколебаний регулятора давления.

Повышение эффективности демпфирования колебаний предлагаемого регулятора заключается в повышении демпфирующей способности устройства при неизменных его весе и габаритах или в уменьшении веса (за счет уменьшения веса груза 11) и габаритов при неизмененной декшфируюшей способности. В предлагаемом регуляторе более эффективен отвод тепла от жидкости в окружающую среду за счет лучшего контакта груза 11 со стенками цилиндра 8.

13

Предлагаемый регулятор давл@1ия, по сравнению с игюестным устройством, обладает большей устойчивостью к автоколеб. ниям, что обусловлено большей эффективностью демпфирования колебаний его подвижных частей. Высокая устойчивость к автоколебащгал позволяет обеспечить высокую стабилыюсть давления среды в пневмосисто е и высокую надежность работы.

Формула изобретения

Регулятор давления по авт. св. Nb 360648, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности демпфирования автоколебаний, груз BI полнен со смененным относительно его ПJpoдoльнoй: оси центром тяжести .

Источники информации, принятые во внимание при

1. Авт. свид, MO 360648, , кл. G О5Б 16/1О, 1071.

JLJL

If

673995

iigSliljXcfifliiJli

11

20

Фаг. If

2Г

.5