Регулятор давления Советский патент 1980 года по МПК G05D16/06 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется, регулирование заданного давления в замкнутом объеме, например в автоматических системах регулирования давлений в отсеках летательных аппаратов.

Известен регулятор давления прямого действия, содержащий корпус, запорный орган, седло и чувствительный элемент, в качестве которого часто применяют сильфон с пружиной и мембрану 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для регулирования давления, содержащее корпус с установленным в нем подпружиненным чувствительным элементом, связанным с клапаном 2.

Недостатком известных устройств является .невозможность регулирования заданного давления с высокой точностью (0,03- 0,04 кгс/см) при широком диапазоне расходов рабочей среды (от О до 2000 кг/ч). Это связано с тем, что ход запорного органа и регулируемое давление связаны с прямо пропорциональной зависимостью, т. е.

изменение расходов в широком диапазоне влечет за собой значительные перемещения запорного органа, а значит, регулируемое давление изменяется тоже в широких пределах, что снижает точность регулируемого

давления.

Кроме того, при больших перепадах давления и больших расходах через регулятор наблюдается «жесткая работа запорного органа (удары по седлу), что приводит к

быстрому его разрушению.

Проблема увеличения времени нахождения в полете, увеличения скорости полета и комфортабельности условий работы агрегатов и их надежности у современных летательных аппаратов заставляет решать вопрос регулирования давлений в отсеках этих аппаратов с высокой точностью при широком диапазоне расходов.

Целью изобретения является повышение точности работы регулятора давления в широких диапазонах расходов.

Эта цель достигается тем, что в предложенном регуляторе установлены взаимоуравновешенные пружины сжатия, торцы которых шарнирно закреплены на внутренней

стенке корпуса и клапана. Для исключения смещения запорного органа относительно седла и равномерного и строго осевого перемещения запорного органа при деформациях чувствительного элемента пружины сжатия расположены радиально и равномерно по окружности, их число должно быть не менее двух, а их жесткость одинакова.

Такое выполнение регулятора позволяет при рабочих перемещениях запорного органа резко уменьшить суммарную жесткость системы (чувствительного элемента и пружин сжатия), а следовательно повысить точность регулирования заданного давления.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного регулятора давления.

В корпусе 1 установлен подпружиненный чувствительный элемент 2 с тарировочным винтом 3. Чувствительный элемент 2 связан с клапаном 4, пе рекрывающим проходное сечение седла 5.

На клапане щарнирно закреплены взаимоуравновешенные пружины сжатия 6, которые также щарнирно закреплены на внутренней стенке корпуса.

Регулятор работает следующим образом.

В исходном состоянии клапан перекрывает проходное сечение седла, и усилия предварительно сжатых пружин сжатия направлены перпендикулярно направлению перемещения клапана (при горизонтальном расположении пружин сжатия). Пружины сжатия уравновешивают друг друга и, следовательно, никакого влияния на давление начала открытия регулятора не оказывают.

При открытии регулятора клапан перемещается, в связи с этим изменяется направление действия предварительно сжатых пружин сжатия, следовательно, появляются составляющие усилий пружины, направленные против усилия чувствительного элемента. Таким образом, появивщиеся составляющие усилий пружин сжатия резко уменьщают суммарную жесткость системы при перемещении клапана, а значит, увеличивают чувствительность системы и точность поддержания заданного давления.

При различных сочетаниях жесткостей пружин сжатия и чувствительного элемента при заданных перепадах давления рабочей среды и заданном диапазоне ее расходов достигается необходимая точность поддержания заданного давления независимо от величины перемещения клапана.

Необходимую точность поддержания заданного давления можно получить также меняя угол наклона пружины (в исходном состоянии), только при этом меняется давление начала открытия регулятора.

Повышение точности работы регулятора давления в широком диапазоне расходов позволяет сократить общий расход рабочей среды, улучщить условия работы следующих за регулятором агрегатов, расширить область его применения.

Кроме того, в предлагаемом регуляторе пружины клапана при закрытии регулятора играют роль демпферов, предотвращая удары клапана по седлу, что обеспечивает долговечность конструкции и повышает надежность работы.

Формула изобретения

Регулятор давления, содержащий корпус с установленным в нем подпружиненным чувствительным элементом, связанным с клапаном, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора в широких диапазонах расходов, в нем установлены взаимоуравновешенные пружины сжатия, торцы которых шарнирно закреплены соответственно на внутренней стенке корпуса и клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Воронина Г. И. и Верба М. И. Кондиционирование воздуха на летательных паратах. М., 1965.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 185649, кл. G 05 D 16/06, 1965 (прототип).