Двухступенчатый регулятор давления

О П И С А Н И Е922676ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советск ниСоцнапнстнчесиниРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6 ) Дополнительное к авт, свид-ву й 809099 (22) Заявлено 31. 03. 80 (21) 2902106/18-24 с присоединением заявки Рйоо делаи изооретеиий и открытийДата опубликования описания 23,04.82 Э.И. Савин(54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к силовойпневмоавтоматике и может быть исполь.зовано в пневматических системахдля понижения давления газа и под"держания с высокой точностью пони"5женного давления,По основному авт.св,1 Г 809099известен двухступенчатый регулятордавления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, последова 10тельно установленные первый и второйдросселирующие клапаны, связанныетолкателями с чувствительными эле"ментами и пружиной задания. Чувствительные элементы расположены соосно,15,и первый чувствительный элемент подпружинен относительно второго чувствительного элемента 0 .Трение и инерционность первогочувствительного элемента (первой ступени редуцирования)обусловливают запаздывание реакции первой ступениредуцирования (первого чувствительного элемента) на изменения величины выходного давления регулятора. Особенно это проявляется при резких изменениях расхода и давления на выходе, Неодновременная реакция чув" ствительных элементов на изменения параметров рабочей среды на выходе приводит к снижению точности и чув" ствительности регулирования.Цель изобретения - повышение точности регулятора давления,Для достижения укаэанной цели двухступенчатый регулятор давления содержит закрепленную на втором чувствительном элементе емкость с вязкой средой, в которой расположен пор" шень, связанный штоком с первым чувствительным элементом, причем над" поршневая и. подпоршневая полости емкости сообщены каналом с дросселем.При таком исполнении регулятора при перемещении второго чувствительного элемента (второй ступени редуцирования) имеет место .перемещение поршня в емкости с вязкой средой, в76 4ком 29 связан с чувствительным элементом 17,Регулятор давления работает следующим образом.В исходном положении регулировочныж винтом 18 пружина 20 заданиясжата, под действием которой чувствительный элемент 17 опущен вниз доупора в корпусе 1. Клапан 22 черезтолкатель 21 поршнем 17, максимальноотжат от седла 10. Чувствительныйэлемент 16 первой ступени редуцирования под воздействием пружины 15опущен вниз, клапан 12 первой ступени поршнем 16 через толкатель 14отжат от седла 4, проходное сечениекоторого при этом максимально открыло. Входной канал 2 сообщен с выходным ка: налом 3 через канал 5, полость 6, каналы 7, 8 и 9 и полость 11. 9226 результате чего возникают силы,стремящиеся переместить первый .чувствительный элемент в ту же сторону,что и второй чувствительный элемент,Эти силы компенсируют действующиена первый чувствительный элементсилы трения и инерционные силы, чемуменьшается (исключается) запаздывание реакции первого чувствительного элемента на изменения выходного 1 едавления регулятора, реакция (перемещение) чувствительных элементов.становится более синхронной, точность регулятора давления повышается. На чертеже представлен двухсту 15 пенчатый регулятор давления, разрез,Регулятор давления содержит кор" пус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе выполнены седло 4 с каналом 5, полость 6, сообщенная каналами 7 и 8 через канал 9 седла 10 с выходной полостью 11 регулятора. Выходная полость 11 регулятора сообщена с полостью выходного канала 3.В корпусе 1 установлен первый25 дросселирующий клапан 12 с пружиной 13, взаимодействующий посредст 0 вом толкателя 14 с нагруженным пружиной 15 первым чувствительным элементом 16. Второй кенец пружины 15 ф взаимодействует с вторым чувствительным элементом 17 второй ступени редуцирования, нагруженном посредством регулировочного винта 18 через тарель 19 пружиной задания 20. Второй З 5 чувствительный элемент 17 взаимодействует через проходящий в канале 9 седла 10 толкатель 21 со вторым дрос" селирующим клапаном 22 с пружиной 23.Чувствительные элементы 16 и 17 4 ф. выполняют как в виде поршней, так и мембранными.На втором чувствительном элементе 17 закреплена, емкость 24 с вязкой средой 25 и поршнем 26, разделя ющим внутреннюю полость емкости на две полости - надпоршневую 27 и падпоршневую 28. Поршень 26 штоком 29 связан с чувствительным элементом 16 первой ступени редуцирования, Надпорш 56 невая полость 27 и подпоршневая полость 28 сообщены между собой каналом 30 с дроссельным устройством 31. Канал 30 может быть выполнен как в поршне 26 (как показано на чертеже), 55 так и в стенке емкости 24, Емкость 24 может быть закреплена на чувствительном элементе 16,а поршень 26 штоПри подаче рабочей среды во входной канал 2 она поступает по указанным выше магистралям в выходной ка"нал 3, Давление газа в полостях 6и 11 повышается, увеличивается силадавления среды на чувствительныеэлементы 16 и 17, которые по мереповышения давления поднимаются вверх,сжимая пружины 15 и 20. Дросселирующие клапаны 12 и 22 при этом подвоздействием пружин 13 и 23 и давления газа в каналах 2, 7 и 8 такжеподнимаются вверх, уменьшая величинудросселирующих щелей первой и второйступеней устройства. Если выходнойканал 3 регулятора закрыт, то придавлении в выходной полости 11, равном давлению настройки, клапаны 12и 22 .сядут на седла 4 и 20, герметично перекрыв их каналы 5 и 9,При отборе газа в обьем за регулятором давление среды в выходной полости 11 снижается, сила его воздеиствия на чувствительный элемент 17уменьшается. Поршень 17 под действием пружины 20 опускается вниз. Приэтом поршень 17 через толкатель 21опускает вниз клапан 22, образуямежду ним и седлом 1 О щель, черезкоторую газ дросселируется в выходную полость 11. Одновременно с этимчувствительный элемент 16 под воздействием пружины 15 (так как поршень 17опускается вниз)опускается такжевниз, открывая толкателем 14 клапан 12 Ьт седла 4. Между клапаном 12и седлом 4 образуется щель, черезкоторую газ дросселируется из выходформула изобретения 5 92267 ного канала 2 в полость 6, восполняя расход газа через канал 9 в выходную полость 11 при отборе среды через выходной канал. В результате открытия клапанов 12 и 22 давление в полости 115 снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, установится динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу 10 газа через выходной канал 3. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующих щелей между клапаном 22 и седлом 10 и между клапа ном 12 и седлом 4.При изменении давления газа в выходной полости 11 (при изменении расхода) чувствительный элемент 17 перемещается соответствующим обра зом. При этом также перемещается емкость 24, в которой происходит перетекание вязкой среды 25 между полостями 27 и 28 по каналу 30 и дроссельному устройству 31, При передав ливании вязкой среды 25 создается сила сопротивления, которая через толка тель 29 передается чувствительному элементу 16. Эта сила дополнительно к пружине 15 перемещает чувствитель- з 0 ный элемент 16 в ту же сторону, в которую перемещается чувствительный элемент 17. Дополнительная сила от штока 29 компенсирует тормозящее перемещение поршня 16 силы трения и инерционные силы, В результате быстродействие чувствительного элемента 16 увеличивается, он более быст. ро реагирует на изменения давления среды на выходе регулятора, реакция чувствительных элементов 16 и 17 на изменения параметров газа на выходе устройства становится более синхронной, следствием чего является повышение стабильности давления газа на выходе первой ступени редуцирования (в полости 6). Это, в свою очередь, приводит к повышению точности поддержания величины выходного давления регулятора.50С другой стороны, при колебаниях давления газа во входном канале 2 чувствительный элемент 16, реагируя 6 6на изменения в первую очередь, соот. ветствующим образом перемещает клапан 12. При этом поршень 26 также перемещается в емкости 24, вязкая среда 25 перетекает по каналу 30 через дроссель 3 1. При передавливании вязкой среды 25 возникают силы гидравлического сопротивления, передаваемые через емкость 24 на чувствительный элемент 17. Эти дополнительные силы, действующие на поршень 16, компенсируют инерционные силы и силы трения на этот же поршень, который быстрее изменяет свое положение, предупреждая изменение давления газа в полости 11, обусловленное изменением входного давления газа в канале 2. Стабильность давления в канале 3 повышается в обоих случаях.Повышение быстродействия чувстви-. тельных элементов регулятора приводит к повышению чувствительности его работы, Более синхронная реакция цувствительных элементов на изменения как входного, так и выходного 1 давления обусловливает значительное повышение точности регуяятора давления.Повышение синхронности работы чувствительных элементов снижает воз" можность возбуждения автоколебаний регулятора, увеличивает устойчивость его работы Двухступенчатый регулятор да вления по авт., св. У" 809099, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит закрепленную на втором чувствительном элементе емкость с вязкой средой, в которой расположен поршень, связанный штоком с первым чувствительным элементом, причем надпоршневая и подпоршневая полости емкости сообщены каналом с дросселем.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 809099, кл. 6 05 0 16/10, 1978 (прототип).