Регулятор давления Советский патент 1980 года по МПК G05D16/06 G05D16/10 

Изобретение относится к машиностррению и может быть использовано для регулирования давления насосного агрегата сiтурбоприводом. Известен регулятор давления, содержащий корпус с входной управляюще и опорной полостями, управляющим золотником и подпружиненным чувствительным элементом, жестко связанным с распределительным золотником Cl3 Недостатком известного регулятора является невозможность его применения в агрегатах, где требуется большой ход поршня гидроцилиндра и большой коэффициент усилия обратной связи, а также невысокая точность поддержания заданного давления вследствие влияния вил трения на золотнике обратной связи при его установке в нейтральное положение. Цель изобретения - повышение точности регулятора. Поставленная цель достигается тем что управлякиций золотник снабжен кол цевой проточной и соединенными с управляющей полостью корпуса радиа-г льными и осевым каналами, причем в корпусе выполнены две кольцевые расточки, соединенные обводным каналом. и отверстие, соедйняклцие управляющую полость с входной полостью и с источником давления. На чертеже схематически изображен регулятор давления в системе регулирования работы турбопривода насосного агрегата. Регулятор давления 1 содержит корпус 2 с входной 3, управлякщей 4 и опорной 5 полостями, управлякицим золотником 6 и подпружиненным чувствительным элементом 7, жестко связанным с распределительным золотником 8. Управляющий золотник 6 снабжен кольцевой проточкой 9 и соединенными с, управляющей, полостью 4 корпуса 2 радиальными 10 и 11 и осевым 12 каналами, причем в корпусе выполнены две кольцевые расточки 13 и 14, соединенные обводным каналом 15 и отверстия в каналах 16 и 17, соединяющие управляющую полость 4 с входной полостью 3 и с источником давления. Регулятор 1 давления служит .цля регулирования давления насоса 18, находящегося на одном валу 19 с приводной турбиной 20 и насосом 21 высокого давления . Входная полость 3 регулятора 1 давления при помощи трубо11ровод;а 22 соединена с выходным патрубком 23 насоса 18. Магистраль 24 питания и трубопровод 25 подключены к выходному трубопроводу 26 насоса высокого давления 21, имеющего редукционный клапан 27. На вход насоса 21 высокого давления подается рабочая жидкость, отбираемая из вы- ходного патрубка 23. Отверстие 28 корпуса 2 регулятора 1давления подключено к магистрали 24 .питания, а два выходных отверстия ;29 и 30 соединены при помощи труб1эпроводов 31 и 32 с рабочими камерами 33 и 34 гидроцилиндра 35, поршень 36 которого через шток 37 и ТЯГИ: 38 связан с регулирующим органом :39, установленным во входном патрубке 40 приводной турбины 20. Шток 37 с корпусным элементом 41 образуют полость 42 переменного объ ема,: которая при помощи трубопровода 43 соединена с управляющей поло стью 4 регулятора 1 давления. Управляющий золотник б связан с чувствительным элементом 7 пружиной 44. На чувствительный элемент 7 со стороны, противоположной пружине 44 опирается силовая пружина 45, а опорная полость 5 и полость 46 сооб щаются при помощи каналов 47 и 48 со сливом 49. На управляющем золотнике 6 также выполнена дополнительная кольцевая проточка 50, которая соббщается при помощи радиальных отверстий 51 и 52 и осевого отверстия 53 с кольцевой проточкой 9. Проточка 50 предотвращает непосредственный переток жидкости из отверстия канала 17 через радиальные 10 и 11 и осевой каналы в управляющую полость 4. Еегулятор 1 давления работает следующим образом. В установившемся режиме по входному патрубку 40 на приводную турбину 20 поступает воздух повышенног давления. Расход воздуха задается положением регулирующего органа 39 Приводная турбина 20, срабатывая энергию воздуха, поддерживает посто янные обороты вала 19, и, следовате льно, обороты насоса 18 и давление в выходном патрубке 23 также постоянны. Постоянное давление от выходного патрубка 23 передается по трубопроводу 22 во входную полость 3. Чувствительный элемент 7 находится в Ta-tfOM положении, что связанный с ней распределительный золотник 8 своими кромками перекрывает оба вы ходных отверстия 29 и 30, обеспечи вая неподвижное положение поршня 3 гидроцилиндра 35. Одновременно от вала 19 насос 21 высокого давления нагнетает часть перекачиваемой насосом 18 жидкости через выходной трубопровод .26 в магистраль 24 пит ния и трубопровод 25, в которых по ерживается постоянное высокое давение при помощи редукционного клаана 27. Управляющий золотник б также неодвижен и находится в нейтральном оложении. В это время кольцевая роточка 9 разобщена с отверстиями 6 и17 и сообщена только с обводным каналом 15, выход которого также разобщен от радиальных каналов 10.и 11, а давление во всех каналах и проточке 9 управляющего золотника бив обводном канале 15 устанавливается вследствие перетечек по зазору между управлгжщим золотником 6 и корпусом 2, равным давлению в полости 42 переменного объема. Это давление по величине меньше давления, создаваемого насосом 21 и больше давления во входной полости 3. Таким образом, управляющий золотник 6 находится в равновесии, при котором усилие от давления в управляющей полости 4 уравновешивается усилием пружин 44 и 45 и давлением во входной полости 3. При незначительных смещениях поршня 36 вследствие случайных колебаний нагрузки меняется количество жидкости,заключенной в полости 42 переменного объема, что вызывает приток или отток жидкости в управляющую полость 4 и соответственно малые перемещения управляющего золотника 6 от нейтрального положения. При малом перемещении управляющего золотника 6 вправо (поршень 36 смещается внутрь гидроцилиндра 35) кольцевая проточка 9 сообщается через отверстия 16 со входной полостью 3, и в расточке 13 устанавливается давление, равное давлению в входной полости 3, вследствие связи расточки 13 через обводной канал 15 и расточку 14 с кольцевой проточкой 9. В результате этого из управляющей полости 4 жидкость по зазорам между управляющим золотником 6 и корпусом 2 перетекает в расточку 13 и далее во входную полость 3, и управляющий золотник 6 плавно возвращается в нейтральное положение. При малом перемещении управляющего золотника 6 влево ( поршень 36 выдвигается из гидроцилиндра 35) кольцевая проточка 9 сообщается с каналом 17, в котором поддерживается постоянное высокое давление жидкости, и в расточке 13 устанавливается высокое давление. Б результате этого жидкость по зазорам между управляющим золотником б и корпусом 2 перетекает в управляющую полость 4, и управляющий золотник 6 плавно возвращается в нейтральное положение.При резком уменьшении расхода жидкости , гзтбкраемой из выходного патрубка 23 насоса 18,давление в патрубке 23 и cooTF oir-i г.еино во входной полости 3 быстрс 1г 11Ц1:ч-1егся и

чувствительный элемент 7 с распределительным золотником 8 перемещается вправо. Магистраль 24 питаиия сообщается через отверстия 28 и 30 и трубопровод 32 с рабочей камерой 34 а противоположная рабочая камера 33через трубопровод 31, отверстие 29, опорную полость 5 и канал 47 со сливом 49. Поршень .36 начинает выдвигаться из гидроцилиндра 35, перемещая регулирующий орган 39 приводной турбины 20 в направлении уменьшения проходного сечения входного патрубка 40. Одновременно с началом этого движения поршня объем полости 42 начинает быстро увеличиваться, в результате чего давление в управляющей полости 4 резко падает, и управляющий золотник 6 смещается в крайнее левое положение.

В этом положении управлякяцего золотника б полость 42 переменного объема подпитывается жидкостью, постпающей из трубопровода 25, через канал 17, проточку 9, обводной канал 15, радиальный 11 и осевой 12 каналы и трубопровод 43. Мощность приводной турбины 20 уменьшается и соответствено уменьшается давление в выходном патрубке 23, до тех пор пока чувствительный элемент 7 с распределительным золотником 8 не перекроет выходные отверстия 29 и 30, останавливая поршень 36. После остановки поршня, давление в полости 42 переменного объема,трубопроводе 43 и в управляющей полости 4 резко повышается, и управляющий золотник 6 скачком перемещается вправо до отключения радиального канала 11 от расточки 13 и затем плавно перемещается до нейтрального положения.

При резком увеличении расхода жидкости давление в выходном патрубке 23 и соответственно во входной полости 3 быстро понижается, и чувствительный элемент 7 с распределительным золотником 8 перемещается влево. Магистраль 24 питания сообщается через отверстия 28 и 29 и трубопровод 31 с рабочей камерой 33, а противоположная рабочая камера 34 через трубопровод 32, отверстие 30, полость 46 и канал 48 сообщается со сливом 49. Поршень 36 начинает вдвигаться в гидроцилиндр 35, перемещая регулирующий орган 39 приводной турбины 20 в направлении увеличения проходноfo сечения входного патрубка 40. Объем полости 42 переменного объема уменьшается, что вызывает резкое повышение давления в ней. Повышение давления передается на управляющий

золотник 6, который смещается вправо от нейтрального положения, соединяя управляющую полость 4 с входной полостью 3 через осевой 12 и радиальный 10 каналы, расточку 13, обводной канал 15, расточку 14 и кольцевую проточку 9 и отверстия 16. При таком положении управляющего золотника 6 жидкость, вытесняемая из полости 42 переменного объема, поступает во входную полость 3 и далее в выходной патрубок 23. Мощность приводной турбины 20 увеличивается и соответственно увеличивается давление в выходном патрубке 23 до тех пор, пока чувствительный элемент 7

5 с распределительным золотником 8 не переместится вправо и не перекроет выходные отверстия 29 и 30, останавливая поршень 36. После остановки поршня давление в полости 42 пере0менного объема, трубопроводе 43 ив управляющей полости 4 резко падает, и управляющий золотник 6 скачком перемещается влево до отключения радиального канала 10 от расточки 13

5 и затем плавно перемещается до нейтрального положения.

Таким образом, такое выполнение регулятора давления обеспечивает повышение точностиподдержания задан0ного давления вследствие того, что силы трения не оказывают влияния на точность установки золотника в нейтральном положении, а также обеспечивает хорошую устойчивость процесса регулирования, так как достигается

5 возможность получить большой коэффициент усилия обратной связи независимо от величины хода поршня.

Формула изобретения

0

Регулятор давления, содержащий корпус с входной, управляющей и опорной полостями, управляющим золотнике и подпружиненным чувствительным элементом, жестко связанным

5 с распределительным золотником, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, управляющий золотник снабжен кольцевой проточкой и соединенными

0 с управляющей полостью корпуса радиальными и осевым каналами, причем в корпусе выполнены две кольцевые расточки, соединенные обводным каналом, и отверстие, соединяющие

5 управлякнцую полость с входной полостью и с источником давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3672796,

0 КЛ-. 418-26, (прототип).