Регулятор давления Советский патент 1981 года по МПК G05D16/10 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмоавтоматических системах в различных отраслях промышленности и транспорта для понижения давления рабочей среды.

Известен газовый редуктор, предназначенный для понижения давления газа и поддержания с требуемой точностью его величины на выходе- в условиях изменения расхода давления на входе, и состоящий из корпуса с седлом, дросселирующего клапана, взаимодействующего с пружинным чувствительным элементом в виде порщня 1.

Для этого регулятора характерно влияние величины входного давления на точность работы, что обусловлено односторонним силовым воздействием входного давления на неуравновещенную площадь дросселирующего клапана.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому регулятору давления является газовый редуктор, состоящий из корпуса с входным и выходным каналами и седлом, клапана прямого действия с пружиной, поршня, нагруженного рабочей пружиной и регулировочного винта 2.

Недостатком известного редуктора является недостаточно высокая точность требуемой величины низкого (выходного) давления при изменении давления на входе в редуктор, что обусловлено силовым воздействием входного(высокого) давления рабочей среды на неуравновешенную площадь дросселирующего клапана. Это воздействие уменьщается при понижении давления на входе, следствием чего является уменьшение величины дросселирующей щели и понижение выходного давления ниже давления настройки. При повышении входного давления редуктора его воздействие на дросселирующий клапан увеличивается, что приводит к увеличению дросселирующей щели (нарушению динамического равновесия),

следствием чего является повышение давления на выходе выше давления настройки. После каждого изменения входного давления происходит изменение величины проходного сечения известного регулятора, в следствии чего изменяется давление на выходе. Последнее определяет перемещение чувствительного элемента, компенсирующее изменение величины дросселирующей щели, вызванное изменением давления на входе. Нестабильность выходного (низкого) давления известного регулятора обусловлена тем, что его чувствительный элемент реагирует на изменения давления на входе не непосредственно, а через изменение давления на выходе. Цель изобретения - повышение точности регулятора давления. Указанная цель достигается тем, что регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, подпружиненный дросселирующий клапан прямого действия, связанный через толкатели с чувствительным элементом, выполненным в виде порщня, связанного с пружиной задания. кроме того содержит регулируемый дроссель, поршень выполнен двухступенчатым, причем торцовая поверхность меньшей ступени поршня обращена к полости выходного канала, а полость между ступенями поршня и корпусом соединена с входным каналом через регулируемый дроссель. При этом входное давление воздействует на поршень (на его дополнительную ступень) непосредственно, не через изменение выходного давления. Входное давление воздействует на подвижную систему регулятора по двум. направлениям действие его на дополнительную ступень чувствительного элемента и действие на дросселирующий клапан. Причем влияние обоих факторов на величину дросселирующей щели при изменении входного давления скомпенсировано, т. е. не оказывает влияния на величину давления на выходе. На чертеже изображен регулятор давления в разрезе, общий вид. Регулятор давления состоит из корпуса ,, I с входным 2, выходным 3 каналами и седлом 4, дросселирующего клапана 5 с пружиной 6 Клапан 5 контактирует с толкателями 7, которые через тарель 8 воздействуют с двухступенчатым порщнем 9 (чувствительным элементом). В поршень 9 че- 40 рез тарель 10 упирается регулируемая винтом 11 пружина 12 задания. Полость 13, образованная второй ступенью порщня и корпусом, магистралью 14 с регулируемым дрос селем Гэ сообщена с входным каналом 2. В корпусе 1 выполнен канал 16, собщающий полость выходного канала с подпоршневой полостью меньшей ступени поршня 9. Магистраль 14 с дросселем 15 могут быть выполнены как в корпусе 1, так и вне его. Работает регулятор давления следующим 50 образом. Газ высокого давления подводится к входному каналу 2 и по магистрали 14 с регулируе.мым дросселем 15 в полость 13 между корпусом 1 и ступенями поршня 9. Клапан 5 усилием пружины 6 прижат к седлу 55 4 и газ на выход регулятора не поступает. При настройке регулятора (поворотом репулировочного винта 11) пружина 12 задания сжимается и через тарель 10, поршень 9 и тарель 8 и толкатели 7 стремится открыть клапан 5. Герметичность уплотнения клапана 5 нарущается, и газ проникает в полость выходного канала 3 и через канал 16 в полость под первой ступенью поршня 9 (под торцовую поверхность меньшей ступени поршня). Давление на поршень 9 уравновешивает усилие регулируемой пружины 12. Если выход из регулятора закрыт, то при давлении на выходе, равном давлению настройки, клапан 5 снова герметично перекроет седло 4. При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на подвижную систему снижаются. Это приводит к открытию клапана 5 и дросселированию газа в образовавшейся щели ме.жду клапаном 5 и седлом 4. Давление на выходе снова повышается, и при некотором его значении .между силами, действуюш,ими на поршень 9, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. Газ высокого давления по магистрали 14 с регулируемым дросселем 15 поступает в полость 13 и воздействует на вторую ступень порщня 9, стремясь пере.местить последний вверх. При понижении выходного давления (давления в канале 2) расход газа (вследствие уменьшения силы давления на дросселирующий клапан и, следовательно, величины дросселирующей щели) должен уменьшать « « привести к понижению дав на выходе регулятора. Однако з™™ произойдет, так как при понижении входного давления понизится давление и в З- Это приведет к тому, что 9 под действием пружины 12 переместится вниз, увеличив щель между седлом 4 и клапаном 5. В результате этого расППЛЛ/1ЫЬГГТС1Г7аиПЛЛ-1 KnCiQV/rTUrQTCi liTrvrn n Q г-ход газа не уменьшится, давление на выходе не понизится. Повышение входного давления сопровождается также двояким и противоположным силовым воздействием на подвижную систему регулятора. Повышение давления в полости 13 стремится уменьшить величину дросселируюшей щели, обуславливая при этом понижение выходного давления, с другой стороны, повышение входного давления. воздеиствуя на дросселирующий клапан, стремится поднять последний над седлом, увеличив проходное сечение и обусловив повышение давления на выхоле. В итоге оба фактора компенсируют друг друга, величина пониженного давления регулятора не зависит от изменения входного давления. Установка в магистрали.14 регулир емого дросселя 15 позволяет обеспечить тре