Регулятор давления

386387 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик Зависимое от авт. свидетельства- Заявлено 021971 ( 1620418/18-24) с присоединением заявки-М, Кл, 6 050 16/06 Государственный комитеСовета Министров СССРно делам изобретенийн открытий ПриоритетОпубликовано 14.Ч.1973, БюллетеньДата опубликования описания 22.1 Х.19 21-555.6 (088.8) Авторыизобретен идоренк аявит РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИ Изобретение относится к регуляторам давления и может найти применение всюду, где есть необходимость поддерживать постоянное давление, например, для поддерживания давления в криостате, применяемом в криогенной технике, особенно для стабильного поддерживания давления.Известен регулятор для поддержания давления в криостате, применяемый в криогенной технике для поддержания стабильного давле ния, состоящий из регулирующего элемента, в виде тонкостенной резиновой трубки, установленной в разрыве трубопровода, соединяющего рабочий объем с насосом и помещенного в герметичный объем с оливкой для откачки, 15 в котором фиксируется опорное давление.Поставленная цель достигается тем, что в герметичный объем установлен дополнительный регулирующий элемент коаксиально основному, а между регулирующими элементами 20 расположена перегородка, являющаяся распределителем потока газа и имеющая отверстия в средней части, с помощью которых полости между регулирующими элементами и терегородкой сообщаются между собой. Кро ме того, полость между дополнительным регулирующим элементом и перегородкой со стороны входа регулятора соединена трубопроводом через вентиль с газгольдером, а со стороны выхода регулятора - трубопроводом, 30 проходящим через полость между перегородкой и регулирующим элементом, с выходом регулятора, а полость между регулирующим элементом и перегородкой и полость между дополнительным регулирующим элементом и стенками герметичного объема соединены с выходом регулятора трубопроводами, снабженными вентилями, Такое введение глубокой пневматической отрицательной обратной связи по давлению обеспечивает высокую чувствительность регулятора к изменению давления в рабочем объеме.На фиг. 1 изображен регулятор давления, включенный в схему регулирования; на фиг. 2 - схема регулятора в работе; на фиг. 3 - сравнительные регулировочные характеристики регуляторов давления.Регулятор давления состоит из герметичного объема 1, в стенки которого впаяны две трубки 2 и 3, являющиеся газопроводом, а на концах трубок, обращенных внутрь герметичного объема 1, уплотнена на вакуум эластичная, например, резиновая тонкостенная трубка 4, являющаяся регулирующим элементом. Коаксиально регулирующему элементу 4 установлена вторая аналогичная эластичная тонкостенная трубка, являющаяся дополнительным регулирующим элементом 5 и уплотненная своими концами в стенках герметичного объема 1,Пространство между регулирующим элементом 4 и дополнительным регулирующим элементом 5 разделено на две полости б и 7 перегородкой 8, представляющей собой, например, цилиндр и являющейся распределителем потока газа. В перегородке 8, в средней ее части, выполнен ряд отверстий 9, с помощью которых полости б и 7 сообщаются, Перегородка 8 вакуумноплотно укреплена к внутренней стенке герметичного объема. Полость 6 со стороны входа регулятора соединена трубопроводом через вентиль 10 с газгольдером, а со стороны выхода регулятора соединена трубопроводами 11, проходящими через полость 7, с выходом регулятора.Полость 12, ограниченная стенками герметичного обьема 1 и дополнительным регулирующим элементом 5, а также полость 7, ограниченная перегородкой 8 и регулирующим элементом 4, соединены с выходом регулятора трубопроводами через соответственно вентили 13 и 14.Регулятор давления работает следующим образом.В исходном положении вентили 13, 14 и 10 закрыты. При этом в рабочем объеме 15 и в полостях 12, б и 7 - атмосферное давление. Включают вакуумный насос 16. Регулирующий элемент 4 под действием атмосферного давления со стороны рабочего объема 15, атмосферного давления в полости 7 и вакуумного насоса 16 со стороны выхода регулятора приобретает форму, показанную на фиг. 2 а. Поскольку насос 16 создает на выходе регулятора давление О мм рт. ст а снаружи давление, регулирующий элемент 4 закрывается разностью давлений.Дополнительный регулирующий элемент 5 прижмется к отверстиям в распределителе потока газа, после того как будет откачан газ из полости 6, и так как в полости 12 - атмосферное давление, то он займет положение, показанное на фиг. 2 а,Затем открывают вентили 10 и 14 так, чтобы через вентиль 14 откачивалась приблизительно половина потока газа, поступающего из газгольдера через вентиль 10. Этот дополнительный поток газа необходим для введения пневматической отрицательной обратной связи по давлению. В зависимости от давления, которое необходимо поддерживать в рабочем объеме 15, поток газа может меняться от 0,5 см/сек до 10 смз/сек, определяя глубину обратной связи. Удобно иметь вентили 10 и 14 с приводом от одной ручки. Поток газа, поступающий через вентиль 1 О, делится на две части: одна часть потока проходит через отверстия 9 в перегородке и откачивается через вентиль 14, вторая часть потока (поскольку другого пути у него нет, так как через вентиль 14 откачивается определенное количество газа) приподнимает дополнительный регулирующий элемент 5 над отверстиями и поступает в насос 16. Так как в полости 12 - атмосферное давление, то и в полости б будет поддерживаться давление, близкое к ат.мосферному, благодаря открыванию и закрыванию отверстий дополнительным регулирующим элементом 5 (тонкостенной резиновойтрубкой) при увеличении или уменьшениидавления в газгольдере.Это же давление передается через отверстия 9 в распределителе потока газа в полость 7, и регулирующий элемент 4 будет10 поддерживать давление в рабочем объеме 15,близкое к атмосферному за счет измененияего проходного сечения. Для понижения давления в рабочем объеме 15 необходимо открыть вентиль 13. В полости 12 давление при15 этом понижается, тонкостенная трубка 5 приподнимается над отверстиями в распределителе потока газа и давление в полостях б и 7также понижается. Это понижение давлениязаставляет увеличить проходное сечение регу 20 лирующего элемента 4, отчего давление в рабочем объеме 15 также понижается. Когдаустановится необходимое давление в рабочемобъеме 15, вентиль 13 закрывают. Теперь регулятор будет поддерживать установленное25 давление относительно давления, зафиксированного в полости 12 (опорное давление).Необходимо отметить, что благодаря постоянному натеканию газа через вентиль 10, до.полнительный регулирующий элемент 5 будетЗ 0 поддерживать давление с точностью не менее0,05 мм рт. ст. (см. фиг. 3, кривые 17 и 18),Из графика видно, что при постоянном натекании газа в рабочий объем (станционарныйрежим) даже простой регулятор давления55 точно поддерживает заданное давление.Целью изобретения является увеличениеточности регулирования при резких изменениях давления в рабочем объеме.Предположим, что давление в рабочем обь 40 еме резко увеличилось (уменьшилось). Приэтом тонкостенная трубка 4 (см. фиг. 2 б),увеличивая (уменьшая) свое проходное сечение, прикрывает (приоткрывает) отверстия 9в перегородке 8.45 Благодаря этому в полости 7 давление резко понижается (повышается), так как черезвентиль 14 откачивается определенное количество газа. Понижение (повышение) давления в полости 7 вызывает еще большее при 50 крывание (приоткрывание) отверстий 9, а это,в свою очередь еще большее понижение (повышение) давления в полости 7, что способствует быстрому открыванию (закрыванию)регулирующего элемента 4,55 Этот процесс происходит подобно процессам в электрических схемах с обратной связью, обеспсчивая высокую чувствительностьрегулятора к изменению давления в рабочемобъеме.60 Глубину обратной связи можно регулировать изменением потока газа через вентили10 и 14. Чем больше этот поток, тем чувствительнее регулятор к изменению давления врабочем объеме. Дополнительный поток газа65 необходимо подавать в разумных пределах, 386387чтобы избежать перегрузки вакуумного насоса.Предлагаемый регулятор давления способен поддерживать давление в рабочем объеме в диапазоне 2 - 760 мм рт. ст, с точностью 0,07 мм рт. ст. (по меньшему давлению) при изменении скорости испарения сжиженного газа от 0 до 150 см/сек.По оси ординат (см. фиг. 3) отложено отношение давления в рабочем объеме к начальному давлению, по оси абсцисс - скорость испарения сжиженного газа в смз 1 сек (логарифмический масштаб) .Кривые 17 и 18 - для простых регуляторов типа Уолкера, кривые 19 и 20 - для предлагаемого регулятора давления. Из графиков видно, что предлагаемый регулятор имеет значительно лучшие регулировочные характеристики, чем регулятор типа Уолкера.Предмет изобретенияРегулятор давления, содержащий заключенный в герметичный объем регулирующий элемент, например эластичную трубку, установленную в разрыве трубопровода, соединяющего рабочий объем с насосом, атлачаюагийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования давления и увеличения точности работы устройства, в него введены газгольдер и вентили, а герметичный объем снабжен установленным коаксиально основному дополнительным регулирующим эле- И ментом и перегородкой с отверстиями в средней части, расположенной между регулирующими элементами, причем вход полости, образованной дополнительным регулирующим элементом и перегородкой, соединен через 15 вентиль с газгольдером, а выход ее трубопроводом, расположенным в полости между перегородкой и регулирующим элементом, соединен с выходом регулятора, а полость между регулирующим элементом и перего родкой и полость между дополнительным регулирующим элементом и стенками герметичного объема соединены с выходом регулятора трубопроводами, снабженными вентилями.аказ 2564/5 Изд.1658 Тираж 780НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СовМосква, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное Министров СССР