Регулятор давления Советский патент 1980 года по МПК G05D16/10 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано в различных пневматических системах для понижения давления рабочей среды. Известны регуляторы давления, состоящие из корпуса с входным и выходным каналами и седлом, подпружи.ненного дросселирующего клапана, взаимодействующего через толкатель с чувствительным элементом, нагруженным посредством регулировочного винта рабочей пружиной 1. . Недостатком этих регуляторов является невысокая точность регулирова нйя при больших давлениях и расходах газа. Наиболее близким к данному изобре тению по технической сущности является регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями, с установленными в нем подпружиненным дросселирующим клапаном, соед ненным через толкатель с чувствитель ным элементом поршневого типа, евязанным с регулируемой пружиной 2 Недостатком такого регулятора является невысокая точность его работы при больших выходных давленное расходах газа. Точность поддержания выходного давления у этого регулятора может быть повышена главным образом за счет увеличения площади чувствительного элемента, что приведет к росту действующей на нее силы выходного давления. Для компенсации этой силы требуется более мошная рабочая пружина. В результате габариты регулятора увеличатся, а выигрыи: в точности окажется небольшим из-за увеличения жесткости пружины. Целью изобретения является повышение точности регулятора. . Для достижения этой цели седло клапана выполнено в виде подпружиненного в сторону чувствительного элемента двухступенчатого поршня,меньшая ступень которого обращена к входной, а большая ступень - к выходной полостям. При этом выходное давление воздействует как на чувствительный элемент, так и на поршневое седло, выходное давление стремится чувствительный элемент поднять вверх, а седло под его воздействием опускается вниз. В обоих случаях величина дросселирующей щели уменьшается. Изменечие

выходного давления передается на ве личину дросселирующей щели как через перемещение чувствительного элемента так и через перемещение сед.аа. Оба фактора в своем -влиянии на дроссе-ли рующую щель складываются. Такое исполнение устройства эквивалентно или увеличению площади чувствительного элемента (при неизменной жесткости пружины), или уменьшению жесткости рабочей пружины (при неизменной площади чувствительного элемента) . В обоих случаях точность поддержания величины выходного давления повышается.

На чертеже приведен описываемый регулятор, продольный разрез.

Регулятор состоит из корпуса 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, седла 4, выполненного в виде двухступенчатого поршня с каналами 5 и б нагруженного пружиной ,7 дросселирующего клапана 8, взаимодействующего через толкатель 9 с чувствительным элементом поршневого типа 10, Поршен 10 нагружен регулируемой пружиной 11, второй конец которой через тарел 12 взаимодействует с регулировочным винтом 13.

Между ступенями секла и корпуса образована полость 14,-в которой разметены пружины 15, поднимающие седло 4 вверх. Торцовая поверхность меньшей ступени седла 4 обращена к входной полости 2, а торцовая поверхность большей ступени седла обращена к выходной полости 3. Чувствительный элемент поршневого типа закрыт стаканом 16, Между стаканом и корпусом размещена проставка .17. Чувствительный элемент может быть мембранным.

Регулятор работает следующим образом.

В исходном положении седло 4 под действием-пружин 15 занимает верхнее у ограничителя проставки 17) положение. Регулировочный винт 13 вывернут, ; регулируемая пружина 11 расслаблена, поршень 10 под давлением пружины 7 через клапан 8 и толкатель 9 поднят в крайнее верхнее положение . Канал 5 седла 4 перекрыт клапаном 8,

Газ высокого давления подается через входную полость 2 к торцовой поверхности меньшей ступени седла 4 и к клапану 8, который дополнительно к его пружине 7 прижимается входным давлением среды к седлу и не пропускает газ в полость низкого давления за седлом 4.

При настройке регулятора (поворотом винта 13) регулируемая пружина 11 сжимается и через поршень 10 и толкатель 9 стремится открыть кла пан 7, Герметичность уплотнения клапана нарушается и газ проникает п каналам 5 и 6 в выходную полость 3 (в полость за седлом 4), где его

давление на поршень 10 уравновешивает усилие регулируемой пружины 11. Это же выходное давлениесреды действует на торцовую поверхность большой ступени седла 4, перемещая последнее . вниз и уравновешивая усилие пружин 15. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении (давлении настройки) за седлом 4 клапан 8 снова герметично перекроет седло,

o При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на поршень 10 и седло 4 (со стороны выходной полости 3) снижаются. Это приводит к подъему вверх

5 седла 4 и опусканию вниз поршня 10, что, в свою очередь, приводит к открытию клапана 8 и дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом 4, Давление в выходной полости (за седлом) снова повЕлмается и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее расходу газа Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. Величина дросселирующей щели определяется взаимным положением поршня 10 и

0 седла 4. Увеличение выходного давления уменьшает величину дросселирующей щели как за счет подъема поршня 10, так и за счет опускания седла 4. Это приводит к уменьшению поступле5 кия газа на выход регулятора и, следовательно, к восстановлению величины низкого давления редуктора.

ЕЬли по какой-либо причине выходное давление (давление за седлом 4)

0 понизится, то величина дросселирующей щели между клапаном 8 и седлом 4 увеличится как за счет опускания поршня 10 под действием пружины 11 Tak S-5 за счет подъема седла под

5 действием пружин 15, Это приведет к увеличению расхода газа в полость, за седлом и к восстановлению пр.ежнего выходного давления.

В обоих случаях изменения велиn чины давления на выходе редуктора степень его воздействия на величину дросселирующей шели определяется суммарным (равным сумме абсолютных перемещений поршня 10 и седла 4) перемещением чувствительного элемента и седла,

В предлагаемом пружинном редукторе площадь чувствительного элемента увеличена на величину неуравновешенной по выходному давлению плоО щади торцовой поверхности большей ступени седла 4 (поверхности седла, обращенной к выходной полости). При этом жесткость рабочей пружины не увеличена. Следствием этого является повышение точности регулятора.