Регулятор давления Советский патент 1981 года по МПК G05D16/06 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к автоматике и может найти применение для регулирования давления в холодильной, авиационной и др. промышленностях.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубком, в котором расположены регулирующий орган и чувствительный элемент, связанный с толкателем. Регулирующий орган взаимодействует с двумя седлами и выполнен в виде подпружиненной полой втулки, установленной на толкателе и уплотненной относительно него. Одно седло неподвижно относительно корпуса, а второб подвижно установлено на разделительной мембране и жестко связано с толкателем. Разделительная мембрана делит полость на две соосные камеры с различными давлениями среды 1

К недостаткам устройства следует отнести низкую чувствительность и отсутст вие возможности усреднения давления рабочей среды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходными патрубками, разделенный на полости высокого, промежуточного и низкого давлений. В корпусе расположены чувствительный элемент и регулирующий орган. Последний выполнен в виде трех последовательно установленных клагюнов. Первый клапан выполнен в виде подпружиненного якоря электромагнитного привода. Якорь толкателем связан с чувствительным элементом и в нем выполнено центральное отверстие, в котором расположен щток. Шток связан со вторым подпружиненным клапаном и через центральное отверстие толкателя и пружину с чувствительным элементом. Третий клапан установлен между первым клапаном и чувствительным элементом. Применительно к системе охлаждения полость промежуточного давления через входной патрубок соединена с емкостью, а полости высокого и низкого давлений через выходные патрубки соответственно с нагнетательной и всасывающей линиями компрессора. Работа регулятора (а также системы) на одном из режимов определяется наличием напряжения на катущке электромагнитного привода. Переход регулятора (и системы) с одного режима работы на другой происходит после снятия напряжения с катущки. Задатчиком времени работы привода регулятора является реле времени 2. Недостатком регулятора является электропотребление на одном из режимов работы, а также то, что для управления его функционированием необходим дополнительный агрегат, например реле времени. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей регулятора путем задания времени работы регулятора на одном из режимов. Поставленная цель достигается тем, что регулятор давления, содержащий корпус с полостями высокого, промежуточного и низкого давлений, в котором установлен чувствительный элемент, связанный регулирующим органом, выполненным в виде трех последовательно установленных подпружиненных клапанов, первый из которых установлен между полостями высокого и промежуточного дявлений, а второй и третий - между полостя.ми промежуточного и низкого давлений, - содержит подпружиненную втулку с фланцем, порщень и дроссели, первый из которых образован подпружиненной втулкой и коаксиально расположенным в ней поршне.м, второй выполнен регулируемым и установлен между полостью высокого давления и подпоршневой полостьюВ поршне установлены первый и второй подпружиненные клапаны,причем во фланце подпружиненной втулки выполнен клапан, установленный между подпоршневой полостью и полостью промежуточного давления. Пропускная способность первого дросселя должна быть меньше пропускной способности второго дросселя. На фиг. 1 изображен регулятор в разрезе, общий вид, в момент работы на одном из режимов; на фиг. 2 - то же, в момент усреднения давления во всех полостях. Корпус 1 разделен на полости высокого давления А, промежуточного Б и низкого В давлений. В корпусе 1 расположен чувствительный элемент 2 в виде вакуумированного сильфонного узла и выполнено седло 3, с которым взаимодействует нагруженный усилием пружины 4 клапан 5 регулирующего органа. Противоположная от седла 3 поверхность клапана 5 снабжена седлом 6. Внутри клапана 5 установлен толкатель 7, связывающий чувствительный элемент 2 с клапаном 8 регулирующего органа. Клапан 8 подпружинен пружиной 9 и установлен с возможностью осевого перемещения в верхней цилиндрической расточке 10 поршня 11. Порщень 11 нагружен усилием пружины 4 и установлен соосно чувствительному элементу 2 во втулке 12 с фланцем, установленной в расточке корпуса 1 и уплотненной относительно седла 13, выполненного в последнем. Седло 13 разграничивает полость промежуточного давления Б и поршневую полость Г. В нижней расточке 14 поршня 1 установлены пружиньГ 15 и клапан 16, взаимодействующий с седлом 17, выполненным на щтуцере 18, жестко связанном с корпусом 1. Подпоршневая полость Г соединена с полостью высокого давления А через центральное отверстие 19 седла 17 и канал 20, в полости которого установлен регулируемый дроссель 21. Подпорщневая полость 7 соединена с полостью промежуточного давления Б ще-левым цилиндрическим дросселем, представляющим зазор между поршнем 11 и втулкой 12, который прижат к седлу 13 пружиной 22. Применительно к системе охлаждения полость Б соединена с емкостью, а полости А и В соответственно с нагнетательной и всасывающей линиями. Регулятор снабжен регулировочным винтом 23. Устройство работает следующим образом. При неработающей системе давление во всех полостях А, Б, В регулятора усреднено до определенной величины. При этом (фиг. 2) чувствительный элемент 2 находится в крайнем верхнем положении, а порщень 11 под действием разности усилий пружин 4 и 15 - в крайнем нижнем положении. Клапан 16 усилием пружины 15 прижат к седлу 17 штуцера 18 и герметично отсекает подпоршневую полость Г от полости высокого давления А, которая связана с первой только посредством дросселя 21 и канала 20. Клапан 8 под действием усилия пружины 9 замкнут в верхней цилиндрической расточке 10 поршня 11 и находится на значительном расстоянии от седла 6, чем достигается соединение полостей Б и В напрямую с .минимальным сопротивлением. При включении системы (компрессора) в работу давление в полостях В и Б уменьшается, а давление в полости А, связанной с нагнетательной линией, увеличивается. Газ через дроссель 21 и какал 20 поступает в подпоршневую полость Г и из нее через кольцевой зазор между поршнем 11 и втулкой 12 в полость Б. Так как гфопускная способность дросселя 21 выше пропускной способности дросселя, выполненного в виде кольцевого зазора, давление в полости Г возрастает. Под действием разности давлений в полостях Г и Б поршень 11, преодолевая разность от усилия пружин 4 и 15, перемещается вверх. Через определенное время клапан 8, двигаясь совместно с поршнем 11, перекрывает седло 6, разъединяя тем самым полости В и Б. С этого момента при своем движении поршень 11, освобождая клапан 8, преодолевает еще и усилие пружины 9. Наступает момент, при котором поршень 11 отрывает клапан 16 от седла 17 и замыкает его в нижней расточке 14. Газ из полости А через центральное отверстие 19 седла 17 поступает в подпоршневую полость Г, резко увеличивая в ней давление, которое перемещает поршень 1 в крайнее верхнее положение (фиг. 1)

к торцу клапана 5 и воздействует на втулку 12. Втулка 12, сжимая пружину 22, отходит от седла 13, часть газа из полости 7 перепускается в полость Б. Происходит уменьшение давления нагнетания. Так как полость Б к этому моменту отделена от полости В, то уменьшение давления нагнетания приводит к уменьшению давления всасывания, т. е. к уменьп1екию давления в полости Б. Чувствительный элемент. 2 перемешается вниз и при заданном давлении через толкатель 7 вступает во взаимодействие с клапаном 8, отрывая его от седла 5 и настраивая на расход, равный пропускной способности кольцевого зазора между поршнем И и втулкой 12.

Таким образом выдерживается заданное время работы на одном из режимов и переход на другой режим работы как для регулятора, так и для системы. В дальнейшем в полости В поддерживается заданное дазлецие. В случае его уменьшения чувствительный элемент 2 перемешается вниз и толкателем 7 отодвигает клапан 8 от седла 6. Через образовавшийся зазор газ из полости Б поступает в полость В, увеличивая в ней давление. При увеличении давления в полости В чувствительный элемент 2 перемещается вверх и клапан 8 перекрывает седло 6. Постоянный расход через кольцевой зазор между поршнем 11 и втулкой 12 из полости Г Б полость Б, при отсутствии через седло 6 компенсирующего расхода из полости Б в полость -В, ведет к уменьшению давления нагнетания, а соответственно и всасывания, т. е. к уменьшению давления в полости В. Таким образом поддерживается постоянство заданного давления в полости В.

При остановке системы давление в полости В увеличивается и клапан 5 под действием разности давлений в полостях В и Б, сжимая пружину 4, перемешается от седла 3, соединяя полости В и Б и уравнивая в них давление. Усилия пружин 4 и 9 перемещают поршень 11 в крайнее нижнее положение (фиг. 2). Заданное давление в полости В настраивается регулировочным винтом 23.

Замена электромагнитного привода на пневматический позволила в предложенном

регуляторе отказаться от источника электроэнергии.

Соединение подпоршневг1 полости пневмопривода с полостями промежуточного и высокого давления при помоши дросселей с различной пропускной способностью позволяет ввести в предложенное устройство функцию задатчика времени его работы на одном из режимов и исключить из системы охлаждения дополнительный агрегат в виде реле времени. Исключение электромагнитного привода уменьшает массу регулятора.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 636590, кл. G 05 D 16/06, 1976 (прототип).