Устройство для стабилизации давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 05 016 ПИСА ОБРЕТ ЕЛЬСТ ТОРСНОМУ СР О. здеоереой ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАВИЛИ ДАВЛЕНИЯ, содержащее корпус, р ленный мембраной на первую и в рую камеры, причем в первой ка установлена связанная с мембра пружина задания, а вторая каме соединена с выходным патрубком ЯО, 121170 входным,патрубком через регулирующийорган, затвор которого выполнен напервом конце штока, соединенного смембраной,о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно снабжено постоянным магнитом, установленным во второй камере, мембранаснабжена жестким центром из магнитомягкого материала, шток установленв центральном отверстии мембраныи в первой камере и его второй конесвязан со средством переключениярегулирующего органа, закрепленнымна корпусе, а щ первом конце штокавыполнена заслонка, образующая свходным патрубком дросселирующийэлемент сопло-заслонкаИзобретение относится к машиностроению, в частности к пневматическим устройствам стабилизации давления для контрольно-иэмерительньжприборов,Цель изобретенйя - повышениеточности и упрощейие устройства.На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства,разрез; на фиг.2 - график сил, действующих в стабилизаторе, .Устройство содержит корпус 1,разделенный мембраной 2 с жесткимцентром 3 на две камеры 4 и 5. Впервой камере 4 образовано седло 6и установлен постоянный магнит 7с отверстием 8 для прохода газа.Шток 9, жестко соединенный с центром 3 мембраны 2, одним концом,содержащим клапан 10, торец которогообразует заслонку 11 дросселирующего элемента "сопло-заслонка" с седлом 12, расположен в камере 4 корпуса 1Второй конец штока 9 " хвостовик 13, а также пружина 14 и шайба 15 расположены во второй камере 5корпуса 1 Камера 4 входным патрубком 16 с седлом 12 соединяется с источником сжатого газа, а выходнымпатрубком 17 - с потребителем стабилизированного давления. На корпусе 1 со стороны камеры 5 установлено средство переключения регулирующего органа в виде гайки 18, атакже имеется гайка 19, регулирующая величину выходного рабочегодавления устройства. Устройство работает следующимобразом,Газ от источника питания по патрубку 16 через зазор Б, образованный заслонкой 11 штока 9 и седлом 12, а также через зазор Б , образованный клапаном 10 и седлом 6,поступает в камеру 4, а затем попатрубку 17 выходит из устройства.В зависимости от величины входногодавления в патрубке 16, расхода газа в патрубке 1, а также от величины зазора Я 1, образованного междуторцовыми плоскостями гаек 18 и 19,стабилизатор давления газа находится в одном иэ трех состояний: врабочем, в холостом режиме, в выключенном состоянии,В рабочем режиме при,постоянномвходном давлении в патрубке 16, припостоянном расходе газа через пат 5 10 15 25 30 35 40 45 50 55 рубок 17, а также при величине зазора Б, превышающем величину зазора Б, образованного заслонкой 11и седлом 12, сила давления газа,действующая на мембрану 2 в камере 4 снизу вверх (по чертежу), уравновешена суммой двух сил (Г ), действующих на мембрану 2 сверху вниз(по чертежу), силой упругости пру"жины 14 (Р), действующей в камере 5на жесткий центр 3 мембраны 2, исилой магнитного поля (Г) постоянного магнита 7, притягивающего вполости камеры 4 жесткий центр 3мембраны 2 (Р,=Р+Рм),При этом шток 9, жестко соединенный с центром 3 мембраны 2, поднятвверх (по чертежу), зазор Б, образованный между клапаном 10 и седлом 6, является критическим, величина его определяет рабочее давлениев камере 4 и патрубке 17, Результирующая сила, проводящая шток 9 склапаном 10 в движение, равна нулю.При изменении входного давления впатрубке 16 и в камере 4, например,при уменьшении его нарушается равновесие сил, действующих на мембрану 2,В результате этого мембрана 2и шток 9 перемещаются вниз (по чертежу), зазор Б увеличивается. Увеличение рабочего зазора Б приуменьшении входного давления происходит с значительно большей чувствительностью по сравнению с известнымиконструкциями, так как при перемещении штока 9 вниз (по чертежу)уменьшается зазор Бэ, образованныйторцовой поверхностью жесткого центра 3, и рабочей поверхностью магни"та 7, При этом сила притяжения Рмагнитом 7 жесткого центра 3 мембраны 2 возрастает значительно быстрее, вследствие нелинейности характеристики,изменения магнитной силы Р,от зазора Б (фиг.2), чем уменьшается сила упругости Р пружины 14, Суммарная сила Р , действующая на мембрану 2 сверху вниз, где Р =Г+Рг 1не только остается постоянной, но ивозрастает, а в известных конструкциях с пружиной - она уменьшается.На фиг,2 на плоскости Г ОБ з - силы Г и Рд,действующие на мембрану 2сверху вниз (по чертежу), Для сравнения дан график силы упругости Рпружины известных устройств, Наплоскости РОБ сила давления газаГ, действующая на мембрану снизу211706 3 1 вверх (по чертежу) и проекции сил Р и Г(обозначены Р и Г). Таким образом, результирующая сила действующая на мембрану 2 открывает клапан 10 при значительно меньшем изменении давления в камере 4, чем в известных устройствах. Настроечное давление восстанавливается со значительно большей точностью. При восстановлении давления результирующая сила равна нулю, При увеличении входного давления в патрубке 16 и в камере 4 мембрана 2 с центром 3 поднимает шток 9 вверх (по чертежу), и клапан 10 перекрывает зазор Я, Чувствительность устройства к повышению давления в камере 4, как и в случае понижения давления, остается высокой, так какпри перемещении штока 9 вверх (по чертежу) зазор Я з увеличивается, сила упругости пружины 14 возрастает (как в известных устройствах), но одновременно с этим снижается сила магнитного поля Р . При этом суммарная сила, действующая на мембрану 2 сверху вниз (по чертежу) уменьшается (в известных устройствах она возрастает), Результирующая сила, действующая на мембрану 2,закрывает клапан 10 при значительно меньшем изменении входного давления, чем в известных устройствах. Отсюда восстановление настроечного давления в камере 4 происходит с значительно большей точностью, чем в известных устройствах. При изменении расхода в патрубке 17 в камере 4 создается давление., обратно пропорциональное величине этого расхода, При увеличении расходадавление, действующее снизу вверх (по чертежу) на мембрану 2, снижается. Так как камера 4 для патрубка 16 и патрубка 17 общая, то процесс восстановления давления в ней аналогичны процессу восстановления давления при уменьшении входного давления в патрубке 16. При уменьшении расхода в патрубке 17 давление в камере 4 возрастает, Регулировка его происходит аналогично регулировке при увеличении входного давления в патрубке 16.При одновременном изменении входного давления в патрубке 16 и расхода газа в патрубке 17 вследствие общности камеры 4 для обдих патрубков (16 и 17) процессы регулировки выходкого давления аналогичны вышееуказанным.При значительном увеличении расхода газа в патрубке 17, что имеетместо при эксплуатации стабилизатора давления газа с контрольно-измерительными приборами (при снятииконтролируемой детали с измерительной позиции), давгение газа в каме ре,4 снижается шток 9 опускаетсявниз (по чертежу), а критическимсечением становится величина зазора Я через зазор Ягаз проходит.беэ дросселирования. При этом стаби лизатор.давпения газа работает вхолостом режиме. Величина зазора Я,определяется, например по дежурному положению поплавка в индикаторнойтрубкепневматического длиномера, 20 укомплектованного стабилизаторомдавлечия газа, при отсутствии контролируемой детали на измерительнойпозиции и настраивается положениемгайки 18 выключателя относительно 25 торцовой поверхности гайки 19 посленастройки стабилизатора на величину выходного давления. При установке величины зазора Я , образованного торцовыми поверхностями гаек 18и 19, больше величины зазора Я ипри пониженном давлении в камере 4стабилизатор давления газа находится в выключенном состоянии, Этонеобходимо, например, для снижения 35непроизводительного расхода газамногомерным прибором при наличии внем неработающих измерительных позиций, Чтобы перевести устройствоиз нерабочего состояния в рабочеедостаточно установить зазор. Я меньше зазора Я. Из состояния холостого режима работы стабилизатор. переходит в рабочее состояние авто,матически при появлении давления вкамере 4.45Для настройки рабочего давленияна выходе патрубка 17, питающегоконтрольно-измерительный прибор,гайку 19 вращают относительно корпуса 1. Оперативное выключение и 50оперативное изменение выходного давления требуется, например, для периодической поверки как самого стабилизатора давления газа,так и измерительного устройства на стабиль ность настройки, а также для продувки измерительной системы газомповышенного давления. Оперативноевыключение и оперативное изменение1211106 выходного давления осуществляется на- ка 9 или оттягиванием его за гайку 18жатием на торец хвостовика 13 што- от корпуса 1. Составит Н,Гондаксазоинец ед Техре Редактор Ю.С ректор И.Мус Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ б 40/52 Тираж 837 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, РаПодписио комитета СССРий и открытийшская наб., д. 4/5