Регулятор давления Советский патент 1981 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмосистемах. Известен газовый редуктор, состоящий из корпуса, поршня, седла и подпружиненного затвора с мягким уплотнением С13. В процессе перекрытия седла затвором, to еЬть в процессе герметизации перекосы уплотняющей поверхности затвора относительно седла в той или. иной мере компенсируются деформацией уплотнения. Точность поддержания давления этим редуктором в малорасходном и беэрасходном режимах невысокая из-за большого усилия герметизации седла затворспл в связи с деформацией уплотнения и работой сил трения на самоустаиовку затвора по седлу в пре делах радигшьных зазоров затворов а направляющем отверстии. Кроме того, мягкий уплотнитель чувствителен к ме ханическому воздействию потока газа и содержащихся в нем примесей, а так же к воздействик -пневмоударов на открытые уплотняющие поверхности. Известен газовый редуктор, состоящий из корпуса, поршня седла и затт ыора, выполиенного в виде уплотняемого цилиндра и самоустанавливающегося клапана Г2. Клапан в этом редукторе уравновешен по входному давлению путем подвода входного давления на уплотняемый цилиндр и в противоположном направлении на клапан. Здесь герметизация клапана и уплотняемого цилиндра (держателя) не требуется. Но вместе с тем в зоне этого контакта появляются большие усилия от воздействия входного давления, что также приводит к повышенному трению в процессе герметизации, самоустановки клапана по седлу. Поэтому точность регулирования давления этим редуктором в малорасходном и безрасходнсда режимах также неудовлетворительна. Наиболее близкий к предлагаемому регулятор потока, состоящий из корпуса с входной и выходной полостями и с седлом ГЗ Затвор в этом регуляторе состоит из цилиндрического уплотняемого держателя и рабочего сагана - наконечника, непосредственно контактирующих между собой по сферическим поверхностям. В держателе для разгрузки шарнирного соединения по диаметру равному диаметру седла в канавке,устамЬвлена уапотняющая манжета. В этом ,регуляторе решен вопрос надежной герметизации шарнира при усилиях, с которыми воздействует на держатель пружина затвора. Но поскольку усилие пружины затвора по условиям динамики и герметизации сёдла не может быть взято малым и все это усилие передается через непосредственный сферический контакт рабочего органа и держа теля, то в этом регуляторе условия самоустановки рабочего органа и точиости регулирования в малорасходном и безрасходном режимах неудовлетворительны. В этом регуляторе необходимо выполнение точного сопряжения сферических поверхностей, чем определяется сложность конструкции.

Цель изобретения - повышение точности в малорасходном и безрасходном режимах и упрощение регулятора.

Указанная цель достигается тем, что регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями и чувствительным элементом, связанн.ым через толкатель с клапаном, сферическая торцовая поверхность которого шарнирно связана с держателем, содержит проставку из антифрикционного уплотняющего материала, установленную между сферической торцовой поверхностью клапана и кольцевым выступом с конической поверхностью, выполненным на держателе, причем проставка выполнена с коническими vcTaиовочными поверхностями и буртом фиксации. Проставка может быть выполнена из фторопласта.

Регулятор давления схематически изображен на чертеже.

Регулятор давления состоит из корпуса 1 с входной полостью 2 и выходной полостью 3. Винт 4 предназначен для сжатия пружины 5 в соответствии с требующимся выходным давлением.Поршень 6 является чувствительным элементом, реагирующим на выходное давление и воздействует через толкатель

7иа затвор, состоящий из держателя

8с кольцев{А1 выступом, клапана 9 и проставки 10 с буртом фиксации,фиксирукжцим проставку по боковой по т верхиости кольцевого выступа. Выступ имеет коническую поверхность, которая уплотняется проставкой 10 и необходима для базирования проставки

10 и клапана 9. Угол конуса определяется средним диаметром выступа и радиусом сферической поверхности клапаиа. Затвор поднимается к седлу 11пружиной 12.

Регулятор давления работает следунцим образом.

В исходном положении пружииа 5 нагружена винтсж 4 на требующееся выходное давлейне, 6. упирается на торцовую поверхность корпуса 1. Затвор состо;ш1Ий из клапана в, прос-г тавкн 10 и держателя 8, отжат от седла 11 толкателем 7. Проставка 10 прижата между сферической поверхностью .клапана 9 и конической поверхностью .кольцевого выступа усилием пружины 12.

При подаче входного давления газ проходит через кольцевой зазор межцу клапанами 9 и седлом 11, заполняет выходную полость 3 до требующегося выходного давления. При открытой выходной магистрали приток газа в выходную полость и давление в ней автоматически регулируется за счет реакции поршня на выходное давление и перемещения при этом клапана 9. Проставка 10, имеющая ограниченную толщину, испытывает проталкивающее усилие от входного давления во внутреннюю полость держателя, но удерживается в шарнире за счет некоторого усилия трения и буртом о боковую поверхность кольцевого выступа. Ограниченная ширина конической поверхности обеспечивает достаточные удельные давления на проставку 10 и герметизацию шарнирного соединения.

При переходе регулятора в беэрасходный режим, когда отбор газа по выходной магистрали прекращается,или в режим малорасходный, когда расход газа мал, процесс герметизации пары затвор-седло и регулирование давления осуществляется следующим образом.

Вследствие уменьшенного за счет проставки момента трения в шарнире клапан 9, касаясь седла 11, самоустанавливается по седлу при меньшем контактном усилии. При меньшем контактном усилии между клапаном и седлом изменение усилия на подвижной системе, а также изменение выходного давления будут меньшими. Дополнительно самовыравнивание седла возможно также и за счет незначительной деформации той или иной зоны проставки.Вместе с тем надежность клапана с введением вставки из мягкого материала не уменьшена, так как рабочие контактные поверхности проставки не подвержеиы воздействию газового потока и высокотемпературной среды при пневмоударах.

Таким образом, точность регулирования в малорасходном и безрасходном режимах регулятора давления, то есть в режимах, когда имеет место частичное или полное усилие ге| 1етизации седла клапаном,повышена.

Конструкция регулятора упрощена путем згмены сферической поверхности держателя конической и исключения необходимости точной подгоики (притирки) шарнирного соединения.

Использование предлагаемого изобретения позволяет значительно повысить точность регулирования давления в пневмосистемах и Оезрасходиом и малорасходном режимах,например, в режиме подпитки заполненных емкостей).