Регулятор давления

О П И С А Н И Е 974344ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5 )М. Кл. 605 Э 16/04 3 Ъоудеротеенный комитет СССР Ьо делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15. 1 1.82 не :.,1:1 У,1 ;иБ. Н. Фрнйини, Р. А. НЕЛЕЛИН, И. Н. ЧЕрининеиЙ иН:ААРМ.,Буеенц.,(ене1 н,ре 1 еле й) 1 "ее,йНаучно-производственное объединение по иссЛедои проектированию энергетического оборудования. им.И. И. Ползуноваи Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к автоматике ипредназначено для автоматического поддержания давления рабочей жидкости, например мазута в системах горения котлоагрегатов, и может быть, использовано вкачестве защитного устройства в гидросистемах,Известен регулятор давления прямогодействия, содержащий подпружиненный поршень, воспринимающий давление рабочей0жидкости, перемещающийся во втулке,снабженной сливными окнами 1 11 . Недостатком этого регулятора являетсяналичие проточек рабочей жидкости и трения между поршнем и втулкой, что не позволяет применить его при загрязненных рабочих жидкостях.Известен регулятор давления прямого действия мембранного типа, содержащийго корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий орган типа клапан-седло и пружину задания, причем клапан жестко связан с мембраной и подвижным концом пружины задания, а седло сообщено с выходным (сливным) патрубком 21,Недостатком известного регулятора давления мембранного типа является возрастание уровня напряжений в мембране с увеличением давления рабочей жидкости. При нормальном же уровне напряжений работоспособность мембран ограничена их циклической прочностью. Регуляторы мембранного типа применяются, как правило, только на низкие давления. Кроме того, возможно нарушение устойчивости этих регуляторов с увеличением содержания нерастворенного воздуха в рабочей жидкости. Все это приводит к понижению надежности работы регулятора. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубком и регулирующий орган типа сопло-заслонка, сопло которого связано с входным патрубком, а заслонка расположена на рычаге, шарнирно эа крепленном в корпусе и связанном с пружиной задания 3 .Известный регулятор характеризуетсянедостаточной точностью поддержаниядавления и возможностью нарушения егоустойчивости с увеличением содержанияв рабочей жидкости нерастворенного воздуха, что снижает надежность работы регулятора.1 Лелью изобретения является повышение точности и надежности регуляторадавления,Указанная цель достигается тем, чтов регуляторе давления, содержащем кор-пус с входным и выходным патрубками и 15регулирующим органом типа сопло-заслонка, сопло которого связано с входным патрубком а заслонка расположена на рычаге, шарнирно закрепленном в корпусе исвязанном с пружиной задания, заслонка двыполнена в виде установленного соосносоплу козырька с цилиндрической камерой,в которой установлен связанный с сопломпоршень, надпоршневая полость которогосообщена с полостью входного патрубка, Юпричем часть внутренней поверхности козырька выполнена тороидальной формы, онсодержит ограничительный упор, установленный в корпусе с возможностью контакта с рычагом. 50На чертеже показан предлагаемый регулятор давления.Регулятор давления содержит корпус 1с входным 2 и выходным (сливным) 3патрубками и регулирующий орган типасопла-заслонка, сопло 4 которого установлено в корпусе 1 и связано с входнымпатрубком 2, а заслонка 5 выполнена ввиде козырька, установленного соосно соплу 4 на рычаге 6, шарнирно закрепленномв корпусе 1 и связанном с пружинбй задания 7, настройка которой осуществляется винтом 8,. В козырьке 5 выполненацилиндрическая камера 9, в которой установлен связанный с соплом 4 поршень 10,надпоршневая полость 1 1 которого сообщена с полостью входного патрубка 2 через отверстие 12 в поршне 10. Частьвнутренней. поверхности 13 козырька 5выполнена тороидальной формы., Положение50опоры 14 рычага 6 можно изменять посредством прокладок 15. Перемещениерычага 6 ограничено упором 16. Для герметизации корпуса 1 применена колпачковая гайка 17,Регулятор работает следующим обра 55зом.Входной патрубок 2 соединяется с магистралью, в которой необходимо поддер 4 4живать давление, а выходной патрубок 3- с линией слива, Рабочая жидкость через входной патрубок 2, сопло 4 и отверстия 12 поступает к поршню 10 и через радиальный зазор между поверхностями поршня 10 и камеры 9 в надпоршневую полость 11, ограниченную торцом поршня 10, Давление рабочей жидкости в полости 11 воздействует на заслонку 5, являющуюся одновременно измерительным органом,При увеличении давления рабочей жидкости, например вследствие уменьшения расхода жидкости в линии потребителя, заслонка 5 перемешается вверх, соответственно возрастает слив рабочей жидкости из регулятора через патрубок 3, При уменьшении давления рабочей жидкости. заслонка перемещается вниз, что приводит к уменьшению слива. Таким образом, осуществляется поддержание регулятором давления рабочей жидкости в пределах неравномерности регулирования, зависящей от жесткости пружины и гидродинамическихсил, приложенных к заслонке. При перемещении заслонки появляется демпфирующее усилие, обеспечивающее устойчивую раббту регулятора, Это усилие, пропорциональное скорости перемещения заслонки 5, возрастает с уменьшением радиального зазора между поршнем 10 и камерой 9 и увеличением диаметра поршня 10,Заслонка 5 свободно расположена относительно пружины 7, а между заслонкой и пружиной размещен жесткий рычаг 6, перемещение которого ограничено упором 16. Это позволяет, во-первых, исключить воздействие на заслонку 5 несоосной составляющей усилия пружины 7, и во-вторых, обеспечить при работе регулятора наличие радиального зазора между поршнем 10 и заслонкой 5 по всей окружности, т, е, исключить возможность появления сухого трения между поршнем и клапаном. Радиальный зазор между поршнем 10 и заслонкой 5 самоустанавливается и сохраняется при работе регулятора, если осуществить предварительно подъем заслонки до упора посредством гидравлического давления. При этом зазор К между рычагом 6 и упором 16 принимается равным Д = (1,3 - 1,5) Й, где %- рабочий ход заслонки, соответствующий максимальному расходу рабочей жидкости через регулятор. При положении заслонки на сопле 4 следует обеспечить контакт между соприкасаемыми плоскостями за9743 44 5слонки 5 и рычага 6 путем подгонкипрокладок 15,При подъеме клапана струя жидкостиза счет заслонки, выполенной в виде козырька 5, поворачивается, вследствие 5чего создается реактивное усилие, приложенное к заслонке 5 и противодействующее усилию пружины 7, Тородальныйпрофиль внутренней поверхности 13 козырька 5 позволяет осушествить плавныйповорот струи на угол с180 относительно направления скорости жидкости всопле, При с = 180 величина реактивнойсилы приближенно может быть определенапо формуле И =(бф)н, где бф- массовый расход жидкостич через регулятор,- скорость жидкости, покидающей коН,эырек, Как следует из приведенной формулы, величина реактивной силы 1 М возрастает с увеличением расхода жидкости лскорости истечения. Скорость истеченияувеличивается с повышением давления рабочей жидкости. Влияние реактивной силы М приводит к уменьшению неравномерИности регулирования, т. е. повышению статической точности поддержания давлениярегулятором.Таким образом, предлагаемое техничес-;кое рещение позволяет повысить надежностьработы регулятора давления прямого дей-ствия, повысить его чувствительность иупростить сборку, повысить точность поддержания давления. Предлагаемый регулятор может быть также применен в качествве регулирующего и защитного устройства Мв других гидравлических системах регулирования и управления.Экономический эффект от использованиярегулятора для поддержания давления мазута в системах горения котлов определи-фется повышением надежности работы системы топливоснабжения котельной и экономией топлива. Проведенный расчет показывает, что при внедрении регулятора годовая экономия топлива на котельнуюсоставляет не менее 200 т, Экономическая эффективность в денежном выраженииот внедрения предлагаемого регулятораможет быть определена по мере конкретизации и расширения объема внедрения. формула изобретения 1, Регулятор давления, содержащийкорпус с входным и выходным патрубками,и регулирукнцим органом типа соплозаслонка", сопло которого связано с входным патрубком, а заслонка расположенана рычаге, шарнирно закрепленном в корпусе и связанном с пружиной задания, о тл и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюповышения точности и надежности регулятора, заслонка выполнена в виде установленного соосно соплу козырька с цилиндрической камерой, в которой установленсвязанный с соплом поршень, надпоршневая полость которого сообщена с полостьювходного патрубка, причем часть внутренней поверхности козырька ймеет тороидальную форму,2. Регулятор по и. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что он содержит ограничительный упор, установленный в корпусес возможностью контакта с рычагом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Гребень М, А. и др. Регулированиепаровых турбин. М Госэнергоиэдат,1959, с. 86.2. Слуцкин П. А.и др. Автоматизациякотлоагрегатов типов АПВ и АВ, М.,НИИЭИНфОРМЭНЕРГОМАШ. 1-77,32,1977, с, 23,3, Авторское свидетельство СССРМ 156808, кл. Р 15 С 3/14, 1961Составитель Л. ПодшибихинРедактор Н, Горват Техред А.Бабинеп Корректор М. ШарошиЗаказ 8703/66 Тираж 914 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4