Регулятор давления Советский патент 1981 года по МПК G05D16/06 

1

Изобретение относится к технике регулирования давления газа или жидкости и может быть использовано в сетях, где давление рабочего тела меняется в широком диапазоне.

Известны регуляторы давления воздуха «после себя прямого действия, используемые для поддержания давления в промышленных сетях предприятий 1.

Наиболее близким по технической суш,ности к предлагаемому является регулятор давления «после себя прямого действия типа РСДВУ 25-400, содержаш.ий корпус с расположенными в нем входной и выходной полостями с двухседельным регулируюШ.ИМ органом, связанным с первым чувствительным элементом, установленным в выходной полости 2.

Однако основной характеристикой такого регулятора давления является изменение плош.ади проходного сечения в зависимости от величины регулируемого давления. Эта характеристика при каждом значении величины питаюш.его давления определяет неравномерность (статическую ошибку) регулятора. При снижении давления питания для пропуска заданного расхода воздуха необходимо значительное увеличение плош,ади проходного сечения, что приводит к значительному увеличению абсолютной неравномерности регулятора (т. е. резкому снижению точности), а в конечном итоге - к выходу регулятора на упор. Попытки уменьшить неравномерность на этих режимах приводят к потере устойчивости при высоких давлениях питания. Кроме того, из-за неуравновешенности самого клапана изменение питающего давления отрицательно влияет на характеристики регулятора и также снижает его точность.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности регулятора в широком диапазоне изменения расхода и давления рабочего тела при сохранении устойчивости.

Указанная цель достигается тем, что регулятор содержит клапан с седлом, установленный между входной и выходной полостями, и второй чувствительный элемент, связанный с клапаном и установленный в выходной полости, причем площадь сечения седла равна эффективной площади второго чувствительного элемента. На фиг. 1 изображен регулятор давления, общий вид; на фиг. 2 - характеристики известного регулятора и предлагаемого при наименьшем и наибольшем R т.лх значениях входного давления питающего воздуха, полученных в эксперименте и подтвержденных расчетами. Регулятор давления содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями и двухседельный регулируюший орган, выполненный в виде двух соосных разнонаправленных сопел 4 круглого сечения и сопел 5 кольцевого сечения и заслонки 6 этих сопел, выполненной в виде рамки на упругой подвеске 7. Чувствительный элемент (сильфон) 8 жестко соединен с рамкой-заслонкой 6 и имеет настроечный винт 9, поджимающий пружину 10. Между входной и выходной полостями установлено седло 11 и клапан 12, связанный со вторым чувствительным элементом 13. Клапан 12 подвешен на упругой ленте 14 и имеет узел U -1 г настройки, состоящий из пружины 15 и настроечного винта 16. Регулятор работает следующим образом. В исходно.м положении, когда сопротивление сети за регулятором больще расчетного, а расход ниже минимального, давленйе в выходной полости 3 велико, и усилие от поджатия пружины 10 оказывается меньше усилия от давления на сильфон 8. Рамка-заслонка 6 прижата к кольцевому соплу 5 (находится в верхнем упоре), а круглое сопло 4 максимально открыто. Если при этом давление во входной полости 2 близко, к максимальному, клапан 12 прижат к ce.Uuy 11. При уменьшении соиротивления сети на выходе регулятора давление в выходной полости 3 начинает падать. Уемлие от давления на сильфон 8 становится меньше усилия поджатия пружины 10. В результате под действием разности усилий рамка-заслонка 6 снимается с упора и начинает смещаться вниз. Величина этого смещения пропорциональна вышеуказанной разности усилий. При таком движении рамказаслонка 6 одновременно прикрывает круглое сопло 4 и открывает кольцевое сопло 5. Однаковследствие того, что периметр кольцевого сопла 5 во много раз больше периметра круглого сопла 4, суммарное проходное сечение сопел увеличивается, что вызывает восстановление давления в выходной полости 3. При этом клапан 12 плотно прижат к седлу 11 усилием, равным разности усилий от входного давления на торец клапана 12 и усилия от ноджатия пружины 15. При падении входного давления ниже определенной величины усилие от поджатия пружины 15 становится больше, и начинает открываться дополнительное сечение для пропуска рабочего тела между седлом 11 и клапаном 12, что приводит к некоторому увеличению поддерживаемого давления в выходной полости 3 и соответственно уменьшению расхода рабочего тела через двухседельный регулируюший орган, что снижает статическую ошибку. Особенностью клапана 12 является то, что изменение давления в выходной полости не сказывается на его перемещении. Это обеспечивается за счет того, что площадь сечения седла 11 делается равной эффективной чувствительного элемента 13. Как видно из характеристик, приведенных на фиг. 2, наличие дополнительного клапана 12 позволяет во всем диапазоне регулирования уложиться в заданную величину-неравномерности. Таким образ-ом, предлагаемый регулятор с высокой точностью поддерживает давление при изменении расхода и давления во входной полости в щироких пределах. Регулятор может быть использован в пневматических и гидравлических сетях. Формула изобретения Регулятор давления, содержащий корпус с расположенными в нем входной и выходной полостями и двухседельным регулирующим органом, связанным с первым чувствительным элементом, установленным в выходной полости, отличаюш,ийся тем, что с целью повышения точности регулятора, он содержит клапан с седлом, установленный между входной и выходйой полостями, и второй чувствительный элемент, связанный с клапаном и установленный в выходной полости, причем площадь сечения седла равна эффективной площади второго чувствительного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 392470, кл. G 05 D 16/06, 1971. 2.Романенко Н. Т., Барышев В. Г. и Прудников С. Н. Приборы и устройства поддержания давления воздуха. М., «Машиностроение, 1977, с. -52 (прототип).

Ю

14

ii

ч

о

ч

с§

-регулятор-протошип

-предла2ае.у,ый регулятор

Расход воздуха