Регулятор давления Советский патент 1981 года по МПК G05D16/10 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, газовой промьпиленности, в энергетике и во всех отраслях народного хозяйства, имеющих частично или полностью автоматизированные установки, станции и испытательные стенды.

Известны регуляторы со встроенным импульсным клапаном, предназначенный для регулирования, давления в технологических процессах р 3

Недостатком этого регулятора является отсутствие элементов поднастройки для работы в широком диапазоне регулирования (диапазона настройки) и для работы на различных рабочих средах. Это приводит к наустойчивос-; ти работы регуляторов в некоторых режимах (особенно в режимах критического истечения) и невозможности егоиспользования на рабочих органах, находящихся в различном агрегатном состоянии.

Известен также регулятор давления, состоящий из корпуса, крьшки, подвижного в осевом направх1ении регулирующего органа (плунжера), контактирунщего с поршнем сервопривода, одна полость которого сообщена через импульсш 1й клапан с полостью входного давления, а другая непосредственно с полостью регулируемого давления, из задатчика и чувствительно10го элемента. Золотник импульсного клапана регулятора контактирует с чувствительным элементом, полость под которым связана каналом отрицательной обратной связью с выходным трубопроводом от регулятора 2.

15

Нег.остатк 1 этой конструкции является сложность ее технологиче/:кого воплощения, определяемая большим количеством фрезерных операций и не20обходимостью изготовления деталей, образукицих дроссельный элемент, с высокой точностью размеров и допусков на отклонения от формы и распо- ложения поверхностей..Следствием этого является уменьшение надежности и высокая стоимость изготовления устройства. Наиболее близким по технической .сущности к предлагаемому является регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями в котором установлен подпружиненный регулирующий орган, связанный с поршнем, надпоршневая полость которого связана через импульсный клапа с входной полостью, подпорщневая полость - с выходной полостью, а также регулируемый дроссель, устано пенный в перепускном канале, входом сообщенного с надпоршневой полостью , а выходом - с выходной полостью, и задатчик 3 . К его недостаткам относится необ ходимость ручной поднастройки, что неудобно в эксплуатации и, кроме то го, может приводить или к сужению диапазона регулирования по расходу, или к необходимости перенастройки в процессе регулирования, что не всегда возможно. Цель изо€ ретения - повышение надежности и ючности регулятора давления. Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления, содержащем корпус с входной и выходной пол стями, в котором установлен подпружиненный регулирукиций орган, связанный с поршнем, надпоршневая полость которого связана через импуль ный клапан с-входной полостью, подпоршневая полость - с выходной полостью, а также регулируемый дроссель, установленный в перепуск ном канале, входом сообщенного с н поршневой полостью, и задатчик, пере пускной канал выходом сообщается с подпоршневой полостью, связанной с выходной полостью через дроссельные отверстия, А также тем, что в нем в поршне установлен подпружиненный сбросной клапан. Благодаря указанному расположени выходного отверстия перепускного ка нала при совершении поршнем хода происходит перекрытие перепускного канала, благодаря же наличию сбросного клапана в поршне увеличивается точность регулятора за счет снижения трения покоя. 4 На чертеже изображен регулятор давления, общий вид. Регулятор состоит из корпуса 1, в котором размещен регулирующий орган (плунжер)2 , контактирующий с седлом 3, и поршень 4, имеющий поршневые кольца 5, В поршень встроен сбросной клапан 6 с пружиной 7, опорой 8, с отверстием 9 и выходным каналом 10 в днище поршня. Канал 11 корпуса 1, перекрываемый регулируемым дросселем (дроссельной иглой): 12, соединяет надпоршкевую полость 13 с подпоршневой полостью 14, задемпфированной дроссельными отверстиями 15, В крьш1ке 16 расположен импульсный клапан, состоящий из золот- ника 17, подпружиненного пружиной 18, чувствительный элемент (мембрана) 19, задатник ( 20) и регулировочный вийт 21. Через канал 22 импульсный клапан соединяется с входным трубопроводом регулятора, а через канал 23 отрицательной обратной связи полость под чувствительным элементом соединяется с выходным трубопроводом за регулятором. Импульсный клапан сообщается с надпоршневой полостью каналом 24. Подача и выход рабочей среды проходит через патрубки 25 и 26 соответственно. Плунжер 2 поджат пружиной 27, Регулятор работает следующим образом. Рабочая среда, попадая в регулятор через входной патрубок 25, воздействует одновременно на плунжер 2 и через канал 22 на золотник 17 импульсного клапана, который при нулевой настройке задатчика 20 герметично закрывают проход Среды в систему за регулятором. При установке задатчика 20 на одну из величин диапазона настройки импульсный клапан открывается, обеспечивая подачу среды в полость 14 через канал 24, Под действием усилия от давления среды поршень 4 перемещается вниз, воздействуя на плунжер 2, которьй, преодолевая усилие пружины 27, открывает проход рабочей среды в выходной патрубок 27, открывает проход рабочей среды в выходной патрубок 26 и в систему за регулятором. Изменение ре-; гулируемого параметра по импульсному трубопроводу (не показан) и по каналу 23 передается на чувствительный элемент 19, который, перемещаясь, изменяет степень открытия импульсно58го клапана, тем сагФш определяя величину подачи энергии в надпоршневую полость I3 и перемещения плунжера 2 в ту или иную сторону. Перемещение плунжера, изменяет площадь проходного сечания в седле 3, за счет чего изменяется расход среды и величина регулируемого -параметра. При запуске регулятора в работу требуется преодолеть усилия трения покоя в подвижной группе, состоящей из поршня с поршневыми кольцами и плунжера. Поэтому в надпоршневой полости создается избыток энергии, что может приводить после снятия усилия трения к перемещению плунжера на величину большую, чем необходимо для регулирования. Особенно это нежелательно при регулировании в зоне малых расходов. Для устранения этогоявлевдя в поршень встроен сбросный клапан, который открывается сразу же в начале перемещения поршня. Размер отверстия канала 10 сбросного клапана рас считывается, исходя из силы трения 1ПОКОЯ, геометрических размеров поршня и подпоршневой камеры, физических свойств рабочей среды. Открытие сбро ного клапана обеспечивается за счет того, что поршень 4, перемещаясь, упирается в плунжер 2 с некоторым апаздыванием по отношению к клапану 6 выступающий конец которого связан с плунжером уже при сборке регулятора. При этом установочное усилие пру жины должно быть больше суммарного веса деталей 4-8 и усилия трения в поршневых кольцах. Таким образом, сначала происходит открытие сбросног клапана 6, который сбрасывает избыток энергии из надпоршневого пространства 13, и дальнейшее перемещение поршня происходит плавно. Для обеспечения устойчивой работы регулятора с рабочими средами, находящимися в различных агрегатных сос тояниях,и в широком диапазоне настро ки, сброс среды из надпорщневого про странства может регулироваться при настройке на режим перекрыванием канала 11 дроссельной иглой 12. Это ра ширяет область использования регулят ра, так как позволяет использовать импульсный клапан в качестве самосто тельного регулятора, установленного параллельно с основным и реализующего регулирование в зоне малых расходов, т.е. диапазон регулирования регулятора в целом возрастает. За счет демпферной полости 14 обеспечивается плавное перемещение поршня и плунжера, а для компенсации увеличения усилия сжатия пружины 27, коэффициент усиления регулятора по мере совершения хода возрастает, что достигается перекрыванием поршнем 4 канала 1.1, приводящим к уменыиению сброса энергии из надпоршневого пространства. Экономический эффект от использовашш предлагаемого устройства определяется noBbnneimeM надежности, точности регулятора , снижением себестоимости изготовления за счет улучшения технологичности и расширения диапазо на регулирования. Формула изобретения 1.Регулятор давления, содержащий корпус с выходной и входной полостями, в котором установлен подпружиненный регулирующий орган, связанный с поршнем, надпоршневая полость которого , связана через импульсный клапан с входной полостью, подпоршневая полость - с выходной полостью, а также регулируемый дроссель, установленный в перепускном канале, входов сообщенного с надпоршневой полостью, и задатчик, отличающийся тем, что с целью повьш1ения надежности регулятора, перепускной канал выходом сообщается с подпоршневой полостью, связанной с выходной полостью через дроссельные отверстия, 2,Регулятор по П.1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в нем . в поршне установлен подпрутшненный сбросной клапан. Источники информации, принячые во внимание при экспертизе 1,Каталог. Промьшшенная трубопроводная арматура, ч. Ш. М., Цинти-i химнефтемаш, 1978, с,64. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке I 2598567/18-24, кл, G05 D 16/06, 1978. 3,Авторское свидетельство СССР №613301, кл. GOSD 16/10, 1971 (прототип).

17

Y

га