Регулятор давления Советский патент 1981 года по МПК G05D16/06 

t

Изобретение отгносится к автоматике в частности, к устройствам для регулирования давления текучих сред.

Известен регулятор давления, выпол ненный в виде двухседельного клапана с мембранным приводом. Перемещение регулирующего органа осуществлено пневматическим мамбранным исполнительным механизмом, в котором нагрузочное усилие на мембрану создается находящимся в герметичной камере воздухом в зависимости от воспринимаемого противоположной поверхностью этой же мембраны изменения давления рабочей жидкости после регулирующего органа. Уменьшение колебаний затвора регулирующего органа в этом устрой.стве достигается гидравлическим демпфированием воздействующей на мембрану рабочей жидкости, перетеканием ее через зазоры вокруг штока в отверстии жесткой перегородки, которая создает в полости отрегулированного давления зону замедленного возлействия рабочей жидкости на мембрану исполнительного механизма И

Недостатком устройства является то, что действие гидравлического демпфера его одинаково при движении затвора в обоих направлениях, что

2

.при больших зазорах не устраыяет автоколебаний затвора, приводящих на : переходных режимах к р: зопансным колебаниям давления и 1едо1;устиг)ой вибрации оборудования; при малых зазорах возрастает инерционность устройпосле себя

в моства с пропуском

мент закрытия давления сверх установленного, что недопустимо при заправке самолетов. Выбор оптимальной величины зазора не всегда достижим.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является регулятор давления, содержащий регулирующий орган и мембранный исполнительный механизм с пневмокамерой, причем мембранный исполнительный механизм выполнен в виде мембраны и гибкой перегородки, полость между которыми заполнена текучей средой 2,

Недостатком известного регулятора является то, что в нем вибрационные колебания связанного с мембраной клапана предотвращаются гидравлическим демпфированием путем перемещения текучей среды через калиброванное отверстие размещенной s этой среде перегородк-и, что оказывает тормозящее действие движению мембраны, но при этом мембрана, выполненная из двух гибких пластин, пространство между которыми заполнено согласно несжимаемой жидкостью, перемещается как единое целое и скорость этого перемещения одинакова в обоих направлени ях, йвиду одинаковости условий торможения, создаваемых калиброванным отверстием для движения жидкости сквозь него как в прямол, так и в об ратном направлениях. Известное устройство не устраняет возможности вхождения клапана в авто колебания. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик регулятора путем устранения автоколебаний. Поставленная цель достигается тем что жесткость гибкой перегородки больше, чем жесткость мембраны. На чертеже изображен общий вид ре гулятора давления жидкости в разрезе Регулятор давления содержит корпус 1 с входной полостью 2, седла 3 и 4, и регулирующий орган 5 с тарелками 6 и 7, соединенный с чувстви тельным элементом, выполненным в вид мембраны 8, которая крепится по пери метру к корпусу 1 крышкой 9 через промежуточное кольцо 10 и опирающуюс на него гибкую перегородку 11, Ограниченная крышкой 9 и гибкой перегородкой 11 герметичная пневмокамера 12 заполнена сжатым азотом, а замкнутая полость 13, образованная мембраной 8, гибкой перегородкой 11 и стенками кольца 10, заполнена текучей средой 14, в качестве текучей ер ды Испбльзуется рабочая жидкость, ил жидкости, применяемые, как присадочные или смазочные,то есть такие,попадание определенных количеств которых в топливо в случае прорыва мембраны 8 не противопоказано. Гибка перегородка 11 имеет боль.шую жесткость, чем эластичная мембра на 8, за счет большей толщины или применения другого (например, резины другой марки) материала. Простран ство корпуса 1 после седел 3 и 4 и тарелок 6 и 7 образует выходную полость 1.5, Крышка 9 оборудована штуцером 16 для введения азота в пневмокамеру 12 и манометром 17 для контроля давл ния в ней. Регулятор давления работает следующим образом. Заданным давлением управляющей газовой среды (азота) в пневмокамере 12 на мембрану 8 (через гибкую перегородку 11 и текучую среду 14) перемещается в открытое положение регули рующий орган с тарелками б и 7, образуя между ними и седлами 3 и 4 зазоры для прохода поступающей из входной полости 2 жидкости, Гидравлические сопротивления зазо ров между тарелками 6 и 7 и седлами 3 и 4 корпуса, определяемые величиной этих зазоров, способствуют тому, что в выходную полость 15 и далее поступает жидкость с меньшим давлением, отрегулированным до требуемого значения. Разность давлений на мембрану 8 рабочей жидкости и передаваемого те.кучей средой 14 давления азота в пневмокамере 12 определяет положение тарелок 6 и 7 зат.вора относительно седел 3 и 4. Повышение давления в выходной полости 15 приводит к соответствующему повышению давления рабочей жидкости на мембрану, в результате чего мембрана 8 перемещается вверх, перемещая соответственно текучую среду 14 и гибкую перегородку 11, которая сжимает азот в пневмокамере 12. При этом тарелки 6 и 7, связанные с мембраной, движутся в сторону седел 3 и 4, уменьшая проходное сечение или полностью его перекрывая, что приводит к понижению давления в выходной полости 15. При понижении давления в выходной . полости 15 движение регулирующего органа происходит в обратном направлении, пока не наступит равновесное состояние, определяемое величиной заданного в пневмокамеру 12 давления азота и конструктивными параметрами регулятора давления. Колебания регулирующего органа в потоке жидкости в условиях переходных процессов при изменении количества одновременно заправляемых баков или их гидравлических характеристик, а также в начале и в конце заправки при приближающейся к нулю величине проходного сечения между тарелками б и 7 затвора и седлами 3 и 4 корпуса (то есть при изменении параметров магистрали или жидкости после регулятора ), воспринимаемые мембраной 8, гасятся сопротивле-v нием гибкой перегородки 11, обладающей большей жесткостью,, чем меабрана. При этом скорости перемещения подвижных элементов устройства к перегородке 11 и от нее различны по величине ввиду дополнительного участия Ё торможении в последнем случае сил сцепления и поверхностного натяжения текучей среды 14 в плоскости контакта ее с ЭТОЙ перегородкой (так как обладающая меньшей жесткостью мембрана 8 увлекает за собой текучую среду 14, которая стремится оторваться от перегородки 11, отстающей в своей деформации ввиду больц ей жесткости) , что исключает автоко.г ебания,. Применение текучей среды 14 большей вязкости, чем у рабочей жидкости, дает дополнительную возможность избежать совпадения частоты собственных колебаний затвора с частотой возмущающих импульсов или частотой