Регулятор давления Советский патент 1980 года по МПК G05D16/06 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется регулирование давления в замкнутом объеме по заданному закону, например в автоматических системах регулирования давлений в отсеках летательных аппаратов. Известен регулятор давления, содержащий входной и выходной трубопроводы, регулирующий орган, кинематически связанный с сильфонным исполнительным механизмом, усилитель с управляющей, выходной и опорными камерами и задатчик избыточного давления 1 . Недостаток регулятора давления - трудность регулирования давления воздуха на различных режимах по заданному закону, например по законуизменения давления воздуха в зависимости от высоты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор, содержаищй регулирующий орган, вьшолненный в виде поворотной заслонки, связанный с исполнительным механизмом, образованным сильфоном с пружиной, усилитель, связанный с исполнительным механизмом и через редуктор и электромагнитный клапан с входным трубопроводом. Регулирование давления по закону изменения давления воздуха в зависимости от высоты происходит за счет вьтолнения задатчика давления с двумя чувствительными элементами избыточного и абсолютного давления, взаимодействующими с рычагом, имеющим подвижную опору, и с подпружиненным клапаном уснлителя 2. Недостаток этого регулятора давления - резкое увеличение перепада давления на сильфонном исполнительном механизме и чувствительных элементах задатчнка в момент резкого изменения давления в магистралях, так как регулирующий орган не ограничивает скорости нарастания давления. Возникающие большие перепады на чувс вительных элементах часто выводят их из строя, а высокая скорость нарастания давления в выходном трубопроводе ухудитет условия работы стояишх за регулятором агрегатов. Цель изобретения - повьпиение надежности регулятора давления. 378 Указанная цель достигается тем, что регулятор давления, содержащий расположенный между вхбдаой и выходной полостями регулирующий орган, связанный с снльфонн ш исполнителЁньт механизмом, рабочая полости которого соедшсена с выходной камерой усилителя, сообщенной с атмосферой через первый подпружинёшый клапан, свяшгаый через рьтг, имеющий подвижную опору с чувствителыплми элементами избытотаого и абсолютного давлешй, рабочие полости когорьа соединеш Соответственно с выходной полостыо и атмосферой,, редуктор и электромагнитный клапан, дополнительно сддер Ю1Т блок ёржки, состоящий из управляющей камеры, соединенной с пневмоемкостью, первой и вторс мембран, жесткие центры которых связаны между собой, а полость между ними соединена с атмосферой и с соплом, и выходной камеры, сооСпценной через второй подпружиненный клапан со входной полостью, причем управляющая камера блока задержки сообщена со входной полостью через последовательно установленные peJEQi ix p и элек ромагнитный клапан, имеющий сброс в атмосферу, а сопло «жязаНо со входной полостью через второй подпружиненный клапан. На %ртеже изображен регулятор давления. Регулятор давления содержит регулирующий орган , выполненный в виде поворотной заслонки, связанный через передаточный мецяяязм 2 с исполнительным механизмом 3, сЬс1№1шшм из сильфона 4 с пружиной S и рабочей полости б. Исполнительный механизм 3 отрабатывает сигнал задаттака 7 давления; включающего чувствительный элемент 8 избьпочного давяе1Ь|я, отрабатьшающий сигнал выходного дшления, и ч ствитель ный элемент 9 абсол1отного давления, состошций из вакуумнрованного сильфона с пружиной и связанный через шток с рьпагом 10, который также взаимодействует с чувствитеяьньш элементом 8. В задатчнке 7 давления уёШювяёН регулировочный-винт 11 с гайкой 12 опирающейся на рычаг 10. Полохюнне гайки 12 обеспечивает необходимое соотнощение длин плеч на рычаге 10 между чувствителышмн элементами 8 и 9, устанавливая нужный кюффициент пропоршюнальности быходнйго да&лення. Рычаг 10 находится в постоянном контакте с первым подпружиненным клапаном 13 ушпителя, через который выходная камера 14, со общеиная с рабочей полостью HjcnonHHTenbHoro мехагасзма 3, соединеш с атмосферой, полость 15 через блок 16 задержки, ограюпнввяШсий скорость изменения давления и имекяцяй редуктор 17/спгбилизирующий входное давление, соедявена с выходной камерой 14 утяятеля. Ж вхойе рег 71Ятхг устажжтен этектро. магнитный клапан 18, имеющий сброс в атмосферу. Блок 16 задержки включает управляющую камеру 19 с пневмоемкостью 20, полость 21, образованную двумя мембранами 22, 23 со связанными между собой жесткими центрами .и (СОПЛОМ 24, и выхбдную камеру 25 со вторым подпружиненным клапаном 26 блока 16 задержки. Вь ходная полость 27 регулятора соединена с рабочей полостью чувствительного элемента 8 избыточного давления. Регулятор давления работает (Медующим образом. ., При выключенном электромагнитном клапане 18 регулируюиий орган 1 закрыт (регулятор нормально закрытого типа) и сопло входа электромагнитного клапана 18 перекрыто. При включении электромагнитного клапана 18 сопло входа открьшается, а сброс в атмосферу прекращается. Давление входа через редуктор 17 поступает в управляющую камеру 19 блока 16 задержки, и благодаря наличию пневмоемкости 20 нарастание давления в этой KaiCiepe происходит за требуемое время задержки. По мере нарастания давления в управляющей камере 19 жectкиe центры с соплом 24 переме Щаются вниз н открьшают клапан 26 блока 16 задержки, сообщая выходную камеру 25 с давл еннем входа. Давление в выходной камере 25 нарастает с заданной скоростью пока не наступает баланс сил на мембранах 22, 23, т.е. давление, поступающее из выходной камеры 25 блока 16 задержки в выходную камеру 14 усилителя и в рабочую полость 6 исполнительного механизма 3, нарастает за то же время задержки. Таким образом, выход регулятора на режим регулирования произойдет за то же время задержки. При выключении, электромагнитного клапана 18 сопло входя последнего перекрьшается, а сопло, связанное с атмосферой, открьшается, и давление из управляющей камеры 19 блока 16 задержки стравливается в атмосферу, благодаря наличию емкости 20, за то же время задержки .Одновременно ) в результате разности давлений в управляющей 19 и выходной 25 камерах блока 16 задержки жесткие центры с соплом 24 Перемещаются вверх н соо&цают выходную камеру 25 с полостью 21, связанной с атмосферой. Стравливание давления прсмсходит до тех пор, пока не наступает баланс сип на мембранах 22, 23. Таким образом, выход регулятора из режнма регулировашш происходит за то же время задержки. Давление из блока 16 задержки поступает в управляющую камеру 15 усилителя и далее в рабочую полость 6 исполнительного кюха1ш ма 3. Снльфон 4 сжимает пружину 5 и открьтает через передаточный механизм 2 регулирующий орган 1. Давление из выходной полости регулятора йоступает в рабочую полость чувствительного элемента 8, который отрегулирован на необхо(шмый перепад давления и при его превышешш опускается подпружиненный клапан 13 усилителя, сообщая его выходную камеру 14 с атмосферой. Давление в рабочей полости 6 исполнительного механизма 3 падает и сильфои 4 с пружиной 5, разжимаясь, прикрьшает регулирующий орган 1. В задатчике 7 давления иа регулировочном винте 11 установлена гайка 12, опирающаяся на рычаг 10, в положение, обеспечивающее иеоб ходимый коэффициент пропорциональности выходного давления. При увеличении высоты полета давление в рабочей полости вакуумированного чувствительного элемента 9 падает, и о«, .разжимаясь, создает дополнительное усилие на чувствительный элемент 8, еще более опуская подпружиненный клапан 13 усилителя, понижая давление в его выходной камере 14, тем самым понижается давление в рабочей полости 6 исполнительного механизма 3, и ои прикрьшает регулирующий орган 1. Таким образом, чувствительный элемент 9 изменяет давление выхода регулятора при увеличении высоты полета. При уменьщении высоты полета работа задатчика 7 давления происходит в обратной последовательности. Применение, предлагаемого регулятора давления, позволяющего автоматически регулировать необходимое давление по заданному закону с высокой точностью в щироких диапазонах расходов и больщих перепадах давлений, дает возможность создавать летательные аппараты с бол щей дальностью полета и более комфортабельными условиями полета для пассажиров и экипажа. Эффективность регулятора давления - надежная работа регулятора при резком изменеНИИ давления в магистрали от нуля До максимальной величины, так как ограничение скорости изменения давления в выходном трубопрово 7 6 де препятствует возникновению чрезмерных нагрузок по давлению на чувствительных элементах исполнительного механизма и задатчика давления. Кроме того, применение данного регулятора значительно улучщает условия работы стоящих за ним агрегатов. ° Формулаизобретения Регулятор давления, содержащий расположенный между входной и выходной полостями регулирующий орган, связанный с сильфонным исполнительным механизмом, рабочая полость которого соединена с выходной камерой усилителя, сообщенной с атмосферой через первый подпружиненный клапан, связанный через рычаг, имек1)щий подвижную опору с чувствительными элемеитамн избыточного и абсолютного давлений, рабочие полости KoTopkx соединены соответственно с выходной полостью и атмосферой, редуктор и электромагнитный клапан, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности регулятора, он содержит блок задержки, состоящий из управляющей камеры, соединенной с нневмоемкостью, первой и второй мембран, жесткие центры которых связаны между собой, а полость между ними соединена с атмосферой я с соплом, и выходной камеры, сообщенной через второй подпружиненный клапан со входной полостью, причем управляющая камера блока задержки сообщена со входной полостью через последовательно установленные редуктор и электромагнитный клапан, имеющий сброс в атмосферу, а сопло связано со входной полостью через второй подпружиненный клапан. Источннки информации, принятые во внимание при зкспертиэе 1.Авторское свидетельство СССР N° 594489, кл. G 05 D 16/06, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2605379, кл. G 05 D 16/06, 1978. (прототип).