Регулятор давления

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 905797яв делам нэабретеннй я вткрцтяя(71) Заявитель Тульский политехнический институт(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в балонных редукторах давления,к которым предъявляются повышенные требования по статической точностиработы в широком диапазоне изменения входных давлений и наличию вибраций или других внешних возмущающих воздействий, возбуждающих автоколебания,Известен газовый редуктор прямого действия, представляющий собой размещенный в корпусе подпружиненный золотниковый клапан, перемещение которого достигается посредством сухаря и толкателей разной длины. 1 тот редуктор обеспечивает повышенную устойчивость к автоколебаниям при максимальных расходах газа за счет возникновения сил трения на направляющих клапана, пропорциональных величине открытия клапана 13 .Недостатком названного редуктора является то, что из-за прямого включения клапана сила трения при повышенин входного давления уменьшается, что ведет к снижению запаса устойчивости при максимальных входныхдавлениях, т.е. в наиболее критической точке, требующей максимального запаса устойчивости. Известен газовый редуктор, в корпусе которого расположен обратный клапан с пружиной, воспринимающей воздействие толкателя и нагруженного регулируемой пружиной поршня, в котором, с целью повышения устойчивости к автоколебаниям, между толкателем 1 с тарелью ) и поршнем помещен слой шариков, контактирующих со стенками корпуса. В этом редукторе максимальные силы трения, а следовательно, и максимальный запас устойчивости обеспечиваются в наи-. более критический момент, т.е. при максимальном входном давлении, когда коэффициент передачи по контуру максимален 123.5797 4 510 15 20 25 30 40 45 50 3 90Недостатком этого газового ре" дуктора является то, что введение толкателя с тарелью и слоем шариков увеличивает массу подвижных частей, что ведет к уменьшению запаса устой" чивости за счет увеличения инерци" онности, Кроме того, усложняется конструкция редуктора.Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, с расположенным в нем чувствительным элементом, соединенным с регулирующим органом через подпружиненный шток, связанный тормозным элементом демпфера трения, в котором для улучшения динамических характеристик регулятора демпфер трения вйнолнен в виде сильфона, установленного в камере корпуса, соединенной с выходным каналом, а внутренняя полость сильфона соединена с входным каналом, на одном из оснований силь- фона закреплена подпружиненная втулка с коническим торцом тормозного элемента, выполненного в виде сухари. ков. Применение этого регулятора способствует повышению устойчивости при максимальных входных давлениях, что позволяет увеличить коэффициент передачи, а следовательно, и точ ность регулирования выходного давления при широком диапазоне изменения входных давлений 33.Недостатком этого регулятора является конструктивная сложность, а следовательно, и повь 1 шенная стоимость, заключающаяся в постановке дополнительного чувствительного эле" мента и тормозного устройства 1 азванные причины ограничивают применение этого устройства в редукторах . широкого промышленного назначения.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор давления, содержащий корпус, в котором расположены чувствительный элемент с настроечной пружиной, соединенной штоком, расположенным в направляющем отверстии, с дросселирующим подпружиненным клапаном обратного хода, снабженным направляющими в виде втулок, концентрически входящих друг в друга. Данный регулятор конструктивно прост и технологичен 41.Недостатком регулятора давления 55 является мальпЪ запас устойчивости к автоколебаниям при максимальных вход ных давлениях, что ограничивает максимально допустимый коэффициент передачи при максимальном входном давлении, следовательно, и статическуюточность при малых входных давленияхи изменении расхода,Целью изобретения является повышение устойчивости регулятора к.автоколебаниям при максимальных входныхдавлениях,Поставленная цель достигается тем,что в регуляторе давления, содержащем корпус, между входным и выходным патрубками которого в направляющей установлен клапан, связанный через шток с подпружиненным чувствительным элементом, направляющая клапана расположена под углом 5-400 коси штока.На чертеже изображен регулятордавления, разрез,Регулятор даеления состоит изкорпуса 1, в котором расположены подпружиненный настроечной пружиной 2чувствительный элемент 3, соединенныйштоком 4 с клапаном 5, которыйжестко соединен с втулкой б, установленной в направляющей 7 и поджатой к штоку 4 пружиной 8, входной9 и выходной 10 патрубки. Направляющие штока и клапана выполнены в виде отверстий в корпусе 1. Ось,направпяющей втулки 6 клапана 5 выполоиена под углом 5-40 к оси штока 4.При отсутствии входного давления( Р = О), подаваемого в полость А,чувствительный элемент 3 поднятвверх до упора, клапан 5 открыт и полость А сообщена с каналом Б и полостью чувствительного элемента В.Регулятор давления работает следующим образомПри подаче давления Р 0 в полостьА газ проходит через щель клапана 5и заполняет канал Б и полость В чувствительного элемента 3. Чувствительный элемент 3 со штоком 4 опускается, и клапан 5 прикрывается нанеобходимую величину, обеспечиваязаданный расход при настроечном давлении Ры. В установившемся режиме состороны клапана 5 на шток 4 действует сила шт 0 к 0 н) где Г 0, .1, - предварительное поджатие пружины клапана 5 и ее жесткость соответственно. 51 А, х - площадь седла клапана и ход клапана от седла.блятора давления способствует повышению точности регулирования в заданном рабочем диапазоне изменения входного давления. Регулятор давления позволяет более полно испольэовать запасаемый в баллонах газ беэ дополнительных настроек и повысить точность регулирования и устойчивость к автоколебаниям при наличии вибрации, что способствует повь:шению надежности работы пневмоавтомагиги. Г = Г созе.и боковую силу ГОК- Г51 П АПродольная сила Г, передается на чувствительный элемент 3, а боковая Г вызывает перекос штока60 к4 в направляющем отверстии корпуса 1 и создает силы трения, пропорцио з нальные силе Г = ГрГтр.Аналогично на втулке 6 клапана возникают силы трения под действием .силы реакции штока на клапан В 1 = - - Гщт 20Силы трения Гшт, и йн, пропорциональные перепаду давлений Р - Р 11), тормозят перемещение подвижных частей, что способствует повышению запаса устойчивости при максимальном И входном давлении. Статическая ошибка, возникающая от сил сухого трения, компенсируется повышенной точностью регулирования при высоких входных давлениях. 30Исходя из минимально допустимого запаса устойчивости, можно увеличить коэффициент передачи по контуру, например уменьшая жесткость пружины 2 или увеличивая площадь чувстви- тельного элемента 3. Увеличение коЭЗ эффициента передачи по контуру регуформула изобретения Регулятор давления, содержащий корпус, между входным и выходным патрубками которого в направляющей установлен клапан, связанный через шток с подпружиненным чувствительным элементом, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения устойчивости регулятора к автоколебаниям ври максимальных входных данлеииях, направляющая клапана раслоложена под углом 5-40 к оси штока.оИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 11 319789, кл. С 05 О 16/06, 1970.2. Авторское свидетельство СССР У 338726, кл. С 05 О 16/00, 1970.3. Авторское свидетельство СССР Р 444164, кл. Й 05 О 16/06, 972.4, Авторское свидетельство СССР В 393733, кл. 6 05 О 16/06, 1971 (прототип). 5 905797Так как ось направляющей штока иось направляющей клапана развернутыотносительно друг друга на уголсила Гразлагается на продольнуюатсилу 5905797 Подписнота СССР Заказ 61/63 Тираж 907 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раущс"Патент Ужгород лиал Составитель Н.Гондаксазоватор Л,Повхан Техред М, Надь Корректор Г. Н