Редуктор давления Советский патент 1982 года по МПК G05D16/06 

(54) РЕДУКТОР ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмосиотемах. По основному авт. св. № 881697 известен редуктор давления, имекщий корпус с входной и выходной полостями, в котором размешен первый чувствительный элемент вьтолненны1} в виде ступенчатого поршня, связанного штоком с первой дросселиругошей парой клапан-седло, и второй чувствительный элемент, связанный со второй дросселирующей парой клапан-седло, причем выходная поло стъ ограничена большей ступенью поршня и соединена с полостью между ступенями через вторую дрсюсеяирующую пару клапа седло. В корпусе выполнена полость, свя занная с полостью между ступенями ступенчатого поршня через дроссельГ Х Недостатком редуктора давления является зависимость его динамических и следовательно точностных характеристик от обьема выходной магистрали, номинальиой величины выходного давления, от величины входного давления и расхода рабочей среды, так. как при этом меняются условия Н время наполнения - опоражнивания выходной магистрали, полости усиритепя- и полости за дросселем. Цель изобретения - повышение точ ностйредуктора. Указанная цель достигается тем, что в редукторе давления полость, связанная с полостью между ступенями ступенчатого поршня через дроссель, разделена установленными в ней жесткими перегородка-, ми на камеры, причем камера, сообщен ная через дроссель с полостью между ступеш1ми ступенчатого поршня, соединена с каждой из остальных камер через индивидуальный запорный элемент. На чертеже приведена принципиальная схема редуктора давления. Редуктор давления состоит из корпуса 1, первой дросселирующей пары - клапана 2 с седлом 3, выходной полости 4, первого чуьствкгельного элемента - ступенчатого поршня 5, полости усилителя полости между ступенями 6 о дросселем 7. Канал 8 обеспечивает подвод среды от второй дросселирующей пары - клапана 9 с седлом Ю к полости 6. Канал 1 сообщает полость 12, ограниченную вторым чувствительным элементом - поршне 13,находящимся под воздействием регулировочной пружины 14, с выходной;полостью4. Полость 15, сообщенная с полостыо 6 дросселем 16, улучшает дкнамические характеристики и следовательно точность редуктора. Пружина 17 обеспечивает начальное усилие на первом чувст вительном элементе 5, уменьшая потребную мощность усилителя. Полость 15 раз делена жесткими перегородками 18 на камеры А, Б и В, первая из которых (сообщенная с полостью уси.тителя через дроссель) может быть соединена с каждой из осталыйых через индивидуальный элемент 19. Редуктор работает следующим образом .В исходном положении настроенного р дуктора поршни 5 и 13 поджаты к корпу су 1 пружинами 17 и 14, клапаны 2 и 9 отжаты от седел 3 и 10. Пружина 17 сжата до усилия, которое при незаполнен ной полости 6 обеспечивает давление в выходной полости 4, нескош.ко меньше требующего давления. При подаче входного давления газ через кольцевой зазор между 1шапаном 2 и седлом 3 поступает в выходную полость 4 и по каналу 11 в полость 12 и через кольцевой зазор меж ду клапаном 9 и седлом 10 по каналу 8 в полость 6. Регутфовочная пружина 14,настроенная на требуемое выходное давление, по мере возрастания давления в полости 12, действуклцего на поршень 13, сжимается, а клапан 9 перекрывает седло 10, уменьшая приток газа в йолость 6. В установившихся процесс ах давле нияв полостях 4 и 12 равны, а давление полости ё устанавливается таким, что воздействуя на кояьдевую площадь порш, ня 5, совместно с усилием пружины 17 уравновешивается выходное давление на поршне 5. В случае уменьшения давитения в вькр ной полости поршень 13 перемещается вниз, клапан 9 в большей степени приоткрьтает седло 10, приток среды в полость 6 увеличивается, давление в ней воз растает. При этом поршень 5 через толкатель отткимает клапан 2 от седла 3, давление в выходной полости 4 за счет увеличенного притока среды через седло 3 возрастает до нормального для данной регулировки. При увеличении давления в выходной полости 4 и в полости 12 поршень 13 перемешается вверх, клапан 9 в большей степени или полностью перекрывает седло 10. Давление в полости 6за счет оттока среды через дроссель 7уменьшается, поршень 5 перемешается вверх, клапан 2 прижимается к седлу 3, приток среды в выходную полость 4 и давление в ней уменьшаются. Полость 15 с дросселем 16 улучшактг характеристику усилителя как интегрирующего звена, внося в нее элемент дифференцирования, обеспечивают реакцию на ci.opOCTb наполнеагая полости 6. Так при значительном уменьшении выходного давления приток среды в полость, б через седло 10 становится значительным. При :ограниченном истечении среды через дроссели 7,- и 16 скорость Возрастания давлслия в полости 6 соответствует требующейся, при которой осуществляется быстрая коррекция выходного давления. При достижении заданного выходного давления приток среды в полость 6 через седло Ю уменьшается, а излишнее на данный момент давление в ней достаточно быстро уменьшается за счет заполнения полости 15, рост давления в которой всегда отстает от роста давления в полости 6. Однако с изменением обьема выходной магистрали ее характеристика, как обьекта регулированияJ меняется. Изменения имеют место и при изменении номинальнойго выходного давления, а также давления входного. Нелинейные газодинамические процессы в усилителе в этих условиях также значительно меняются и требуется дополнительная коррекция работы этого звена. Наиболее эффективно такая коррекция достигается изменением рабочего обьема полости 15. Обьемы камер, например А, Б и В , разделенных жесткими перегородками 18 и запорными элементами 19, определяются в процессе отработки реального образца, исходя из требований точности, динамической усгойчивости, быстродействия давлений и расходов среды и обьемов выходной магистрали. Испытаниями подтверждено, что дискретное изменение рабочего обьема полости 15 обеспечивает нуткную динамику редуктора. Таким офазом, разделение полости 15 на камеры жесткими перегородками и запорными устройствами позволяет улучшать динамику рецуктора, умены1гать откло- нения выходного давления в переходных