Регулятор давления Советский патент 1982 года по МПК G05D16/10 

1

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмосистемах.

По основному авт.св. № 77358 известен регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями,между которыми установлен первый регулирующий орган, связанный с первым чувствительным элементом, выполненным в виде ступенчатого поршня, образующего с корпусом первую управляющую полость, второй регулирующий орган, установленный между выходной и первой управляющей полостями, связанный с вторым чувствительным элементом, образующим с корпусом вторую управляющую полость, сообщенную с выходной полостью, третий регулирующий орган, связанный с вторым чувствительным элементом, четвертый регулирующий орган, вход которого соединен с первой управляющей полостью, а выход с атмосферой, связанный с рабочим поршнем, образу- .

ющим с поршнем рабочую полость, которая сообщена через дроссель с. атмосфе рой и через канал во втором чувствительном элементе - с выходом третьего регулирующего органа, вход которого соединен с второй управляющей полостью ,причем второй и третий регулирующий органы механически связаны l .

fQ Этот регулятор давления имеет

достаточную точность в установившихся режимах. Однако в переходных режимах ему свойственны отклонения выходного давления, не удовлетворяющие требованиям тех систем, для которых необходима более высокая точность регулирования как по амплитуде, так и по времени .

Цель изобретения - повышение точности регулятора давления.

Указанная цель достигается тем, что регулятор давления содержит подпружиненный относительно рабочего поршня пятый регулирующий орган, вход которого соединен с рабочей полостью, а выход с атмосферой.

Подпружиниванием пятого регулирующего органа относительно рабочего поршня достигается наличие осевого зазора, величина которого обеспечивает последовательное включение четвертого и пятого регулирующих органов.

На чертеже приведена принципиальная схема регулятора.

Регулятор давления имеет корпус 1 первый регулирующий орган - затвор 2 и седло 3, первый чувствительный элемент - ступенчатый поршень k, образующий между ступенями первую (управляющую полость 5 второй чувствительный элемент - поршень 6, образующий вторую управляющую полость 7, сообщенную с выходной полостью 8, и связанный с вторым регулирующим органом - затвором 9 и седлом 10, обеспечивающим требукхций приток рабочей среды в первую управляющую полость 5. Пружины И И 12 обеспечивают задающее усилие на поршнях и 6. Третий регулирующий орган - затвор 13 и седло k обеспечивают сброс среды из полостей 7 и 8, сообщенных каналом 13 при избыточном давлении в полостях. Пневмоприводу состоящий из рабочего поршня 1б, образующего рабочую полость 17 и полость 18.пружины, взаимодействующего с ним уплотненного толкателя 19, пружины 20, предназначен для воздействия на четвертый регулирующий орган - затвор 21 и седло 22, разобщающий или сообщающий первую управляющую полость 5с атмосферой. Каналы 23 и 2 сообщают соответственно выход третьего регулирующего органа с рабочей полостью 17 и первую управляющую полость 5 с четвертым регулирующим органом. Дроссель 25 определяет реакцию рабочего поршня 1б на минимальный пневматический сигнал, поступающий по каналу 23.

Канал 26 предназначен для сообщения выхода дросселя 25 и полости 18 пружины через канал 27 с атмосферой. Канал 28 обеспечивает подвод среды от второго регулирующего органа в первую управляющую полость 5, а дроссель 29 - отток среды из полости 5, создавая переменное давление в ней.

Входная полость 30 является непосредственным источником питания для первого регулирующего органа и

своей емкостью обеспечивает нормальную работу регулятора в расходном режиме. Пятый регулирующий ооган затвор 31 и седло 32 обеспечивает форсированный сброс среды в атмосферу по каналу 33 на рабочей полости 17 при избыточном Пневмосигнале, поступающем по каналу 23.

Регулятор давления работает следующим образом.

В исходном положении первый чувствительный элемент - ступенчатый поршень t и второй чувствительный элемент - поршень 6 поджаты пружинами

s 11 и 12 к корпусу 1, затворы 2 и 9 сжаты от седел 3 и 10, а затворы 13 и 21 перекрывают седла и 22. Сжатие пружины 12 соответствует |Усилию от выходного давления на площадь поршня 6, а сжатие пружины 11 соответствует усилию несколько меньшему, чем усилие от выходного давления на большую ступень поршня . При подаче входного давления газ из входной полости 30 поступает в выходную полость 8 и по каналу 15 во управляющую полость 7. В установившемся режиме регулирования с расходом или без расхода среды ступенчатый поршень k уравновешен с одной стороны выходным давлением на большую ступень и с другой стороны пружиной 1 1 и некоторым давлением в первой управляющей полости 5 на кольцевую площадь, равную разнице площадей

большей и меньшей ступеней поршня. Давление в полости 5 зависит от степени нагружения пружины 11 и меняется автоматически по мере изменения усилий на подвижной системе регулятора, например вследствие изменения хода затвора 2 при колебаниях расхода рабочей среды и входного давления. Увеличение давления в полости 5 происходит при уменьшении выходйого давления путем реакции поршня 6 на это уменьшение, его воздействия на затвор 9, отжатия затвора 9 от седла 10 и увеличения притока среды в полость 5 При увеличении выходного давления

0 поршень б перемещается в направлении сжатия пружины 12, зазор между затворами 9 и седлом 10 и приток среды в полость 5 уменьшается, давление в Полости 5 за счет оттока среды через

5 дроссель 29 также уменьшается. Таким образом, работой второго чувствительного элемента - поршня 6, второго дросселирующего органа - затвора 9 и седла 10 осуществляется автоматическое изменение давления в первой управляющей полости 3.-Т.е. автоматическая коррекция выходного давления, стремящегося к изменению в зависимости от расхода среды и входного давления. При резком уменьшении отбора среды о регулятора давление выходной полости 8 и во второй управляющей полости 7 повышается, так как за счет расхода среды через дроссель 29 давление в первой управляющей полости 5 не успе вает понизиться на требующуюся величину. Однако чрезмерное увеличение выходного давления в этом случае огр ничивается работой третьего и четвертого регулирующих органов и рабочего поршня 16. Работа указанных . элементов начинается, когда под воздействием увеличивающегося давления поршень 6 перемещается в направлении сжатия пружины 12. При этом затвор 13 входит в контакт с упорами на корпусе 1, седло I становится открытым и среда из полости 7 по каналу 23 поступает в рабочую полос 17. Под воздействием среды рабочий поршень 16 через толкатель 19 отжимает затвор 21 от седла 22 и среда из первой управляющей полости 5 интенсивно сбрасывается в атмосферу по каналу 2. Кроме усилия пружины 20 и площади рабочего поршня 16,реакци (регулятора на минимальный пневматический сигнал, поступающий по каналу 23, определяется еще и сечением дросселя 25, сообщающего рабочую полость 17 посредством канала 26 с атмосферой. Однако чрезмерное уменьшение сечения дросселя 25 приводит к задержке рабочего поршня 16 в положении, соответствующем открытому седлу 22. При этом происходит чрезмерное опоражнивание парной управляющей полости 5 и чрезмерное снижение выходного давления. Положение угубляется еще и тем, что провал ,выходного давления остается на длительное время - время опоражни Пвания рабочей полости 17 через дроссель 25. Увеличение сечения дросселя 25 приводит к тому, что для срабатывания рабочего поршня 16 требуетсй более мощный пневматический сигнал, соответствующий увеличенному перемещению поршня 6, т.е. чрезмерному увеличению выходного давления. В предлагаемом регуляторе отрицательные процессы - чрезмерное увеличение выходного давления и чрезмерное его уменьшение на продолжительное время - исключаются работой пятого регулирующего органа следующим образом. При малом пневматическом сигнале при соответствующем малом сечении дросселя 25 рабочий поршень 16, перемещаясь в пределах зазора, обеспечивает отжатие затвора 21 от седла 22 и достаточную скорость сброса давления из первой управляющей полости 5. При более мощном пневматическом сигнале, поступающем по каналу 23, рабочий поршень 1б, сжимая пружину 20, перемещается на величину большую, чем зазор А, затвор 31 входя в контакт с поршнем, открывает седло 32, и газ из рабочей полости 17 по каналу 33 сбрасывается в атмосферу . Итак, с введением пятого регулирующего органа - затвора 31 с седлом 32, связанного с рабочим поршнем 16, при наличии осевого зазора, а также при сообщении входа этого регулирующего органа с рабочей полостью 17t а выхода с атмосферой, точность регулирования в процессе уменьшения расхода рабочей среды повышается, 1 т.е. исключается чрезмерное увеличение и чрезмерное уменьшение выходного давления и времени, в течение которого это уменьшенное давление остается. Использование изобретения позволяет повысить точность регулятора давления (прототипа)применяемого в пневмосистемах, работающих в режимах пегременных расходов. Формула изобретения Регулятор давления по авт. св. N 77358, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он содержит подпружиненный относительно рабочего поршня пятый регулирующий орган, вход которого соединен с рабочей полостью, а выход с атмосферой . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 773584, кл. G 05 D 16/10,1979 (прототип).

18

Г9

30