Регулятор давления Советский патент 1980 года по МПК G05D16/06 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к автоматическому управлению 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.

Известны регуляторы давления прямого и непрерывного действия, заслоночного и клапанного типа, содержащие рабочий орган, связанный с исполнительным механизм мом, и командный прибор 1.

Но все они реализуют лишь простые законы регулирования выходных сигналов (постоянные величины выходных давлений).

Современный летательный аппарат имеет большое количество агрегатов, отбирающих для определенных целей от компрессоров двигателей воздух. В то же время отдельным агрегатам требуется воздуха при подъеме на высоту значительно меньше, поэтому возникла необходимость в создании устройства, которое могло бы регулировать давление воздуха при изменении высоты полета.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор

давления, содержащий регулирующий орган, связанный с исполнительным механизмом и командный прибор, снабженный рычагом, связанным с сйльфонами избыточного и абсолютного давлений 2}.

Известный регулятор реализует закон регулирования, при котором выходной сигнал пропорционален отношению давлений

Р, ± В,

где Pg - давление на выходе из регулятора, 10РКОМ - командное давление,

Д , .- коэффициент пропорциональности выходного давления. В - коэффициент, зависящий от геометрических размеров конструктивных элементов регуля15тора.

В качестве регулирующего органа в известном регуляторе применен двухседельный уравновешенный клапан, который через шток взаимодействует с чувствительными элементами - сйльфонами избыточного и абсолютного давления. Сильфон абсолютного давления нагружен командным давлением и действует на шток клапакл с помощью рычага, шарнирко установленного

в корпусе и подвижно сочлененного со штоком клапана.

Известный регулятор изменяет выходное давление, когда заданное соотношение давлений нарушается, например, за счет увеличения командного давления сила воздействия сильфона абсолютного давления и сильфона избыточного давления на клапан увеличивается, он перемещается в сторону yвeлиueн tf проходного сечения. Вследствие этого выходное давление возрастает, пока вновь не восстановится заданное соотношение давлений.

На современных летательных аппаратах при изменении режимов полета, воздействий атмосферных условий полета и т. д. часто возникают случаи, когда необходимо изменять регулируемое давление в определенном участке пневматической системы летательного аппарата, например, при применении регулятора давления в системах антиобледенения.

Существенным недостатком известного регулятора является невозможность изменения коэффициента пропорциональности выходного давления (Ра АР t± В), при изменении режимов полета, так как опора рычага, взаимодействующего сильфОнамн, установлена в одном строго фиксированном положении.

---Цель изобретения - расширение области применення регулятора давления.

Цель достигается тем, что регулятор снабжен силовым цилиндром с подпружиненным . поршнем, с которым связана опора рычага командного прибора, а рабочая полость силового ц.члиндра соединена со входом регулятора через постоянный дроссель и со сбросом через переменный дроссель, связанный с задатчиком давления.

Установка требуемого в данный момент времени выходного давления, осуществляется посредством изменения проходного сечения переменного дросселя, т. е. создания в рабочей полости силового цилиндра определенного давления, под действием которого поршень этого цилиндра устанавливает необходимое положение подвижной опоры. При этом с(ютношение плеч рычага меняется и изменяется величина усилия, с которым абсолютнь1й сильфон действует на избыточный, происходит перетарировка последнего на новую, заданную задатчиком давления, величину усилия. В свою очередь подпружиненный шток клапана, управление которого осуществляется сильфоном избыточного давления, отрабатывает необходимый сигнал через усилительную полость на исполнительный механизм.

Таким образом, задатчиком давления можно менять коэффициент пропорциональности выходного давления.

Для повышения точности регулирования выходных параметров входное давление в усилительную полсн-ть командного прибора

и в рабочую полость силового цилиндра подается через редуктор стабилизирующий это давление, исключая влияние пульсации входного давления на устойчивую работу регулятора.

. Для расширения функциональных возможностей регулятора (совмещение функций перекрывного устройства) на выходе в командный прибор установлен электромагнитный клапан (предлагаемый регулятор - номарльно закрытого типа).

На чертеже представлена принципиальная схема регулятора давления.

Регулятор давления содержит регулирующий орган 1, выполненный в виде поворотной заслонки, связанной через передаточный механизм 2 с исполнительным механизмом 3.

На канале входного давления установлен электромагнитный клапан 4 принудительного закрытия заслонки и редуктор 5, стабилизирующий входное давление. Исполнигельный механизм 3 отрабатывает сигнал коман;ь ного прибора 6, включаюп1его сильфон 7 избыточного давления, отрабатывающий сигнал выходного давления и сильфон 8 абсолютного давления, отрабатывающий сигнал

окружающего давления, зависящий от высоты полета. Сильфоны 7 и 8 взаимодействуют с рычагом 9, который находится в постоянном контакте с подпружиненным штоком 10 клапана командного прибора 6, изменяющим давление в усилительной полости 11, сообщенной с исполнительным механизмом 3. Давление питания в усилительную полость 1I поступает со входа регулятора через редуктор 5.

Рычаг 9 опирается на подвижную опору 12, перемещающуюся с помощью подпружиненного поршня 13 силового цилиндра 14, рабочая полость которого сообщена со входом регулятора через постоянный дроссель 15 и со сбросом давления через 11еременный дроссель 16, управляемый задатчиком 17

давления.

Регулятор давления работает следующим образом.

При выключенном электромагнитном клапане 4 регулирующий орган I закрыт. При включении электромагнитного клапана 4

давление с входной полости регулятора подается через редуктор 5 в усилительную полость II и далее в рабочую полость исполнительного механизма 3, который через передаточный механизм 2 открывает рабочий

орган I. Давление из выходной полости ре гулятора поступает в рабочую поЛость силь фона 7 избыточно1о давления, внутренняя полость которого сообщена с атмосферой. При повышении выходного давления силь фон 7 избыточного давления сжимается, подпружиненный шток 10 клапана опускается и сообщает усилительную полость 11 с атмо сферой. Давление в рабочей полости исполнительного механи.чма 3 падает и его силь

фон, разжимаясь, прикрывает регулирующий орган 1. В обратном порядке происходит работа регулятора давления при понижении выходного давления.

В командном приборе б с помощью задатчика 17 давления, находящегося, например, в кабинете пилота, устанавливается необходимое проходное сечение переменного дросселя 6, тем самым устанавливается определенное давление в силовом цилиндре 14, которое перемещает подпружиненный порщень 13, одновременно с подвнжной опорой 12 в положение, соответствующее требуемому коэффициенту пропорцнопальности выходного давления, установленному задатчиком 17 давления.

При установке задатчиком .17 давления необходимого коэффициента пропорциональ ности выходного давления регулятор сохраняет возможность автоматическн регулировать выходное давление с изменением высоты полета, например, с увеличением высоты полета давление в рабочей полости сильфона 8 абсолютного давления падает и он, разжимаясь, действует на рычаг 9, создавая дополнительное усилие на снльфон 7 избыточного давления, направленное по оси пружины в сторону уменьщения величины выходного давления. Подпружиненный шток 10 клапана опускается, давление в усиленной полости 11 понижается, соответственно понижается давление в рабочей полости исполнительного механизма 3 и его сильфон, разжимаясь, прикрывает рабочий орган 1. Таким образом, сильфон 8 абсолютного давления изменяет давление на выходе регулятора давления при изменении высоты ndлета.

Применение предлагаемого регулятора давления позволит сократить общее количество агрегатов, устанавливаемых в системах летательного аппарата, т. е. он совмещает функции сразу нескольких агрегатов- перекрывного устройства, регулятора давления, устройства, автоматически регулирующего давление при изменении высоты Полета, а также устройства, позволяющего устанавливать любое давление на выходе в необходимый момент времени.

Применение в системах летательного ап- парата предлагаемого регулятора давления

позволяет также сократить номенклатуру устанавливаемых на нем агрегатов и уменьщить его полетный вес.

Формула изобретения Регулятор давления, содержащий регулирующий орган, связанный с исЛолнительным механизмом и комайдный прибор, снабженный рычагом, связанным с сильфонами избыточного и абсолютного давлений и подпружиненным штоком клапана, установленного между усилительной полостью и исполнительным механизмом, и задатчик давления, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регулятора, он снабжен силовым цилиндром с подпружиненным порщнем, с которым связана опора рычага командного прибора, а рабочая полость силового цилиндра соединена со входом регулятора через постоянный дроссель и со сбросом через переменный дроссель,

связанный с задатчиком давления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 234156, кл. G 05 D 16/06, 1%7.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 310235, кл. G05 D 16/06, 1971 (прототип)