Регулятор давления

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл 2 С 05 О 16/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано в различных пневматических системах для понижения давления рабочей среды.Известны регуляторы давления, состоящие из корпуса с входным и выходным каналами и седлом, подпружиненного дросселируюшего клапана, взаимодействующего через толкатель с чувствительным элементом, нагруженным посредством регулировочного винта рабочей пружиной (1.Недостатком этих регуляторов является невысокая точность регулирования при больших давлениях и расходах газа.Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является регулятор давления, содержащий 20 корпус с входной и выходной полостями, с установленными в нем подпружиненным дросселирующим клапаном, соединенным через толкатель с чувствительным элементом поршневого типа, связанным с регулируемой пружиной 2,Недостатком такого регулятора является невысокая точность его работы при больших выходных давленид и расходах газа. Точность поддержания выходного давления у этого регулятора может быть повышена главным образом за счет увеличения площади чувствительного элемента, что приведет к росту действующей на нее силы выходного давления. Для компенсации этой силы требуется более мощная рабочая пружина. В результате габариты регулятора увеличатся, а выигрыш в точности окажется небольшим из-за увеличения жесткости пружины,Целью изобретения является повышение точности регулятора. Для достижения этой цели седлоклапана выполнено в виде подпружиненного в сторону чувствительного элемента двухступенчатого поршня, меньшаяступень которого обращена к входной,а большая ступень - к выходной полостям,При этом выходное давление воздействует как на чувствительный элемент, так и на поршневое седло, выходное давление стремится чувствительный элемент поднять вверх, а седлопод его воздействием опускается вниз.В обоих случаях величина дросселируюшей щели уменьшается. Изменениевыходного давления передается на величину дросселирующей щели как черезперемещение чувствительного элемента,так и через перемещение седла, ОбаФактора в своем влиянии на дросселирующую щель складынаются. Такое исполнение устройства эквивалентноили увеличению плошади чувствительного элемента (при неизменной жесткости пружины), или уменьшению жесткости рабочей пружины (при неизменной площади чувствительного элемента) . В обоих случаях точность поддержания величины выходного давления повышается.На чертеже приведен описываемыйрегулятор, продольный разрез,Регулятор состоит из корпуса 1 свходной 2 и выходной 3 полостями,седла 4, выполненного н виде двухступенчатого поршня с каналами 5 и 6,нагруженного пружиной 7 дросселирующего клапана 8, взаимодействующегочерез толкатель 9 с чувствительнымэлементом поршневого типа 10, Поршень10 нагружен регулируемой пружиной11, второй конец которой через тарель12 нзаимоцейстнует с регулироночнымвинтом 13.Между ступенями седла и корпусаобразована полость 14, в которойразмещены пружины 15, поднимающиеседло 4 вверх, Торцовая поверхностьменьшей ступени седла 4 обращена квходчой полости 2, а торцовая поверхность большей ступени седла обращенак выходной полости 3, Чувствительныйэлемент поршневого тяпа закрыт стаканом 1 б, Между стаканом и корпусомразмещена проставка 17. Чувствительный элемент может быть мембранным,Регулятор работает следующим образом.В исходном положении седло 4 поддействием пружин 15 занимает верхнее(у ограничителя проставки 17) положение. Регулировочный винт 13 вывернут, регулируемая пружина 11 расслаблена, поршень 10 под давлением пружины 7 через клапан 8 и толкатель9 поднят в крайнее верхнее положение Канал 5 седла 4 перекрыт клапаном 8,Газ высокого давления подаетсячерез входную полость 2 к торцовойповерхности меньшей ступени седла 4и к клапану 8, который дополнительнок его пружине 7 прижимается входнымдавлением среды к седлу и не пропускает газ н полость низкого давленияза седлом 4,При настройке регулятора (поворотом винта 13) регулируемая пружина11 сжимается и через поршень 10 итолкатель 9 стремится открыть клапан 7, Герметичность уплотненияклапана нарушается и газ проникает поканалам 5 и б н выходную полость 3(в полость за седлом 4), где егодавление на поршень 10 уран новешивает усилие регулируемой пружины 11,Это же выходное давление среды действует на торцовую поверхность большойстугени седла 4, перемещая последнеевниз и уравновешивая усилие пружин15. Если выход из регулятора закрыт,то при определенном давлении (давлении настройки) эа седлом 4 клапан 8снова герметично перекроет седло. Если по какой-либо причине выходное давление (давление за седлом 4)понизится, то величина дросселирующей щели между клапаном 8 и седлом 4увеличится как за счет опусканияпоршня 10 под действием пружины 11таЫ и за счет подъема седла поддействием пружин 15, Это приведетк увеличению расхода газа в полостьза седлом и к носстановлению прежнего выходного давления.В обоих случаях изменения величины давления на выходе редукторастепень его воздействия на величину дросселирующей щели определяетсясуммарным (равным сумме абсолютныхперемещений поршня 10 и седла 4)перемещением чувствительного элемента и седла,В предлагаемом пружинном редукторе площадь чувствительного элемента увеличена на величину неуравновешенной по выходному давлению площади торцовой поверхности большейступени седла 4 (поверхности седла,обращенной к выходной полости)Приэтом жесткость рабочей пружины неувеличена. Следствием этого является повышение точности регулятора,4 О 45 5 О 55 60 При отборе газа н объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на поршень 10 и седло 4 (со стороны выходной полости 3) снижаются. Это приводит к подъему вверх седла 4 и опусканию вниз поршня 10, что, в свою очередь, приводит к открытию клапана 8 и дросселированию газа н образовавшейся щели между клапаном и седлом 4, Давление в ходкой полости (за седлом) снова повышается и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели, Величина дросселируюшей щели определяется взаимным положением поршня 10 и седла 4, Увеличение выходного давления уменьшает величину дросселируюшей щели как за счет подъема поршня 10, так и за счет опускания седла 4,Это приводит к уменьшению поступления газа на выход регулятора и, следовательно, к восстановлению величины низкого давления редуктора.741243 Формула изобретения Соответствующим подбором жесткостей пружин 11 и 15 и их предварительным сжатием можно обеспечитьрасширение пределов регулированиявыходного давления регулятора, чтоможет быть реализовано последовательным включением в работу указанныхпружин,Соответствующим выбором параметровпружин 11 и 15 можно обеспечить повышение точности регулятора не на всехрежимах работы (давлениях настройки),а только на определенных выходныхдавлениях, при которых точность работы может быть понижена вследствие,например, нелинейной возрастающейупругой характеристики рабочей15пружины,Параметры пружин 11 и 15, при которых они работают одновременно, обуславливают повышение точности работырегулятора на этих режимах. Чем 2 Обольше неуравновешенная по выходномудавлению площадь седла превышаетплощадь седла, неуравновешенную повходному давлению, тем большим будетэффект повышения точности регулятора. 25Предлагаемый регулятор давленияобладает высокой чувствительностьюи обеспечивает значительное повышение точности поддержания величины выходного давления беэ существенного усложнения конструкции,Регулятор давления, содержащийкорпус с входной и выходной полостями, с установленньм в нем подпружиненным дросселирующим клапаном,соединенным через толкатель с чувствительным элементом поршневого типа,связанным с регулируемой пружиной,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности регулятора,седло клапана выполнено в виде подпружиненного в сторону чувствительного элемента двухступенчатого поршня, меньшая ступень которого обраше"на к входной, а большая - к выходнойполостям,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРР 360648, кл, С 05 1 Э 16/10, 1970,2, Аграновский И.М, Силовыепневматические системы, И 1965,с,36, рис. 23 б (прототип). ИИПИ Заказ 3203/47раж 956 Подписное лиал ППП Патент,Ужгород, ул. Проектная,4