Регулятор давления

(2 д)Приоритет 9 юаударстевей квинтет СССР ав делам изобретений в открытий(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Изобретавтоматике ах. но в пневмосист По основному а 1 т 73584 я, содервыходной установган, свяр давлениодной икоторымирующий ор известен регуля жащий корпус с полостями мхд лен первый регу занный с первым ментом, выполне чатого поршня,ствител ступен с корм т метоная 1е относится к пневмо может быть испольэопусом первую управляющую полость,второй регулирующий орган, установленный между выходной и первойуправляющей полостями, связанньйс вторым чувствительным элементом,образующим с корпусом вторую управляющую полость, сообщенную с выходной полостью, третий регулирующийорган, связанный с вторым чувствительным элементом, четвертый регулирующий орган, вход которогосоединен с первой управляющей полостью, а выход с атмосферой, связанный с рабочим поршнем, образующим с корпусом рабочую полость,которая сообщена через дроссель сатмосферой и через канал во второмчувствительном элементе с выходомтретьего регулирующего органа, входкоторого соединен с второй управляющей полостью, причем второй и третий регулирующие органы механически связаны 1 1,Известному регулятору давлениясвойственны, в зависимости одики настройки, либо пониженточность настройки, либо пониженнаяэкономичность, объясняемые следующим.Точность и устойчивость астатических регуляторов давления связаны в основном с наличием силовойлинии регулирования - первого регулирующего органа и первого чувстви-тельного элемента.Эта линия обеспечивает быстродействие и достаточный статиэм систе932472 мы в переходных режимах. Точностьв установившихся режимах обеспечивается работой второго чувствительного элемента и второго регулирующего органа, питающего первую управляющую полость. Точность и устойчивость обусловлены также малым усилием, достигаемым за счет малой кольцевой площади ступенчатого поршняи малого давления в первой управляющей полости. Энергозатраты регулятора, особенно при работе на дорогостоящих средах, например гелии,повышаются. Кроме того, шумы и потоки, сопрОвождающие сброс среды, 5затрудняют определять некоторые характеристики регулятора герметичность уплотнений, плавность перемещения подвижной системы и пр.) . Недостаточная точность настройки силовой линии обуславливает либо недостаточный запас давления в усилителев сторону его увеличения и соответственно увеличенные и смещенные амплитуды выходного давления в процессенастройки, либо недостаточный запасдавления в усилителе в сторону егоуменьшения, В последнем случае настройка редуктора может оказаться такженестабильной.ЭОЦелью изобретения - повышение точности настройки и повышение экономичности регулятора давления,Поставленная цель достигается тем,что регулятор давления содержит допол 35нительный регулирующий орган, связанный с ручным друхпозиционным приводоми с дополнительным подпружиненным поршнем, образующим с корпусом дополнительную полость сообщенную с первой управ-У40ляющей полостью, причем вход дополнительного регулирующего органа связанс выходом третьего регулирующего органа, а выход с рабочей полостью.На чертеже схематично изображен предлагаемый регулятор. давления.Регулятор давления имеет корпус 1с входной 2 и выходной 3 полостями,первый регулирующий орган-затвор 4 иседло 5, первый чувствительный эле 50мент - ступенчатый поршень 6, образую-,ций с корпусом первую управляющую полость 7. Второй чувствительный элемент - поршень 8 - образует с корпусом вторую управляющую полость 9, сообценную с выходной полостью 3 и свя - 55зан с вторым регулирующим органом -затвором 10 и седлом 11, обеспечивающими приток рабочей среды в первую управляющую полость 7, Пружины 12 и13 обеспечивают задающее усилие напоршнях 6 и 8, третий регулирующийорган - затвор 14 и седло 15 - обеспечивает сброс среды из полостей 9и 3, сообщенных каналом 16, при избыточном давлении в полостях. Пневмопривод, состоящий из рабочего поршн17, образующего с корпусом рабочуюполость 18 и полость 19 пружины, взаимодействующего с ним уплотненного толкателя 20, пружины 21, предназначендля воздействия на четвертый регулирующий орган - затвор 22, и седло 23,разобщаюций и сообщаюций полость 7с атмосФерой. Каналы 24 и 25 сообщаютсоответственно выход третьего регулирующего органа с рабочей полостью 18и первую управляющую полость 7 с четвертым регулирующим органом, Дроссель26 определяет реакцию поршня 17 наминимальный пневматический сигнал,поступающий по каналу 24, а также интенсивность и продолжительность сброса давления из полости 7. Канал 27предназначен для сообщения выходадросселя 26 и полости 19 пружины через канал 28 с атмосФерой. Канал29 обеспечивает подвод среды отвторого регулирующего органа в полость 7, а дроссель 30 - отток среды из полости 7, создавая переменное давление в ней. Входная полость2 является непосредственным источником питания для первого регулирующего органа и своей емкостью обеспечивает нормальную работу регулятора в расходном режиме, Дополнительный регулирующий орган, состоящийиз затвора 31 и седла 32 предназначен для сообщения - разобщения полостей 9. и 18. Дополнительный подпружиненный поршень 33, образующий скорпусом дополнительную полость34 и находяцийся под воздействиемвозвратной пружины 35, взаимодействует своим концевым элементом с затвором 31, а также через толкатель36 с ручным двухпозиционным приводом,включаюцим в себяэксцентриковый элемент 37. Паз 38 предназначен для Фиксации эксцентрикового элемента винтом 39 после поворота элемента поокончании настройки регулятора. Регулятор давления работает следующим образомВ исходном положении, когда регулятор настроен и готов к работе,5 9324первый чувствительный. элемент (ступенчатый поршень 6) и второй чувствительный элемент (поршень 8) поджаты пружинами 12 и 13 к корпусу 1,затворы 4 и 10 отжаты от седел 5 и1,а затворы 14 и 22 перекрываютседла 15 и 23. Сила сжатия пружины13 соответствует усилию выходногодавления на площадь поршня 8, а сжатие,пружинь 1 12 соответствует усилию 10несколько меньшему, чем усилие выходного давления на большую ступеньпоршня 6. Затвор 31 отжат от седла32 концевым элементом дополнительного поршня 33, а сам поршень смецен 15влево толкателем 36. Эксцентриковыйэлемент 37 заФиксирован по боковымповерхностям паза 38 винтом 39,При подаче входного давления газиз входной полости 2 поступает в10выходную полость 3 и по каналу 16во вторую управляющую полость 9. Вустановившемся режиме работы с рас-,ходом ипи без расхода среды ступенчатый поршень 6 уравновешен с одной 25стороны, выходным давлением на большую ступень и с другой стороны пружиной 12 и некоторым давлением впервой управляющей полости 7 на кольцевую площадь, равную разнице плоцадей большей и меньшей ступеней поршня 6, Давление в первой управляюцейполости 7 зависит от степени нагружения пружины 12 и меняется автоматически по мере изменения усилия наподвижной системе регулятора, например, вследствиеизменения хода затвора4 при колебаниях расхода рабочей среды и входного давления,Увеличение давления в полости 740происходит при уменьшении выходногодавления путем реакции поршня 8 наэто уменьшение, его воздействия иазатвор 10, отжатия затвора 10 от седла 11 и увеличения протока среды в45полость 7,При увеличении выходного давленияпоршень 8 перемещается в направлениисжатия пружины 13, зазор между затвором 1 О и седлом 11 уменьшается, приток среды в полость 7 также уменьшается, давление в полости 7 за счетоттока среды через дроссель 30 такжеуменьшается.Таким образом работой второго чувФ55ствительного элемента (поршня 8),второго регулирующего органа (затвора 10) и седла 11 осуществляетсяавтоматическое изменение давления в 72 бпервой управляющей полости 7, т.е.автоматическая коррекция выходногодавления. При быстром уменьшении расхода среды через выходную полость3 давление в полости 7, а следовательно и выходное давление становятся избыточными. При этом поршень 8вместе с затвором 14 перемецаютсяв направлении сжатия пружины 13 доконтакта затвора 14 ф с жестким упоромна корпусе 1. При дальнейшем перемецении поршня 8 канал 24 становитсяоткрытым и рабочая среда через седло 32 поступает в рабочую полость18 и к .дросселю 26, Вследствие ограниченного расхода среды дроссель26 давление в рабочей полости 18возрастает, и поршень 17, сжимая пружину 21, через толкатель 20 отжимает затвор 22 от седла 23.Среда из первой управляющей полости 7 по каналу 25 дренирует в атмосферу. При этом давление в полости7, а следовательно и в выходной полости 3, быстро уменьшается.В случае избыточного сброса средыиз полости 7 давление в ней достаточно быстро восстанавливает за счет подпитки по каналу 29.Настройка регулятора на требуюцееся выходное давление и взаимодействие. элементов регулятора в процессе,настройки следуюцие.Перед настройкой регулятора пружины 12 и 13 разгружены, эксцентриковыйэлемент 37 повернут на 180 относительоно полохения, Фиксируемого винтом39, дополнительный поршень 33 смещенсторону толкателя 36, Седло 32 перекрыто затвором 31 - канал 24 разобцен от атмосферы и рабочей полости18, Настройка начинается с нагружения пружины 12, При подведенном входном давлении по мере возрастания выходного давления поршень 8 перемещается в направлении сжатия пружины 13, затвор 14 контактирует с корпусом - седло 15 становится открытым, Но поскольку седло 32 перекрыто затвором 31, расхода среды в атмосФеру не происходит. По достижении выходного давления, несколько меньшего требующегося выходного давления, необходимо нагружение пружины 13, По мере нагружения пружины 13 с некоторого момента поршень 8 начинает перемецаться, при этом последовательно седло 15 перекрывается затвором 14 и затвор 10.отходит от сед2472 20 Формула изобретения 7 93ла 1 - начинается подпитка первойуправляющей полости 7 и дополнительное возрастание выходного давления,Давление из полости 7 по каналу 25передается к седлу 23, перекрытомузатвором 22, и в полость 34.Дополнительный поршень 33, сжимая возвратную пружину 35, отжимает затвор 31 от седла 32. В процессе нагружения пружины 13 до получения требуюцегося выходного давлениявозможно избыточное наполнение первой управляюцей полости 7 и избыточное увеличение выходного давления,Эти отрицательные проявления процесса настройки особенно заметны в схемах с дросселем в канале 29, когдамежду седлом 1 и указанным дроссе-лем получается аккумулирующая емкость, При избыточном увеличениивыходного давления поршень 8 перемещается, седло 5 некоторое времястановится открытым, избыточные количества среды из первой и второйуправляющих полостей 7 и 9, а следовательно, и из выходной полости3 сбрасываются.Таким образом, в процессе настройки канал 24 в основном остается перекрытым - сначала затвором 31,а затем затвором 14, причем послеперекрытия седла 15 затвором 14 седло 32 становится открытым и готовымдля краткоимпульсного сброса средыиз полостей 3, 9 и 7, необходимогодля осуществления нормального процесса настройки, Вместе с тем безпринудительного отжатия дополнительного поршня 33 толкателем 36 открытие - перекрытие седла 32 затвором31 зависит от наличия давления в полостях 7 и 34, что снижает надежность регулятора,Так, при значительных объемахвыходных магистралей и в случае пе 1 рекрытия запорного элемента на выходе повышенное выходное давление неуспевает сброситься за время сбросадавления из первой управляюцей по лости 7. Полости 7 и 34 опоражниваются, затвор 31 перекрывает седло 32, и давление в выходной полости 3 остается завышенным, Поэтомудля нормального функционирования ре- О гулятора после настройки затвор 31посредством поршня ЗЗ, толкателя36 и эксцентрикового элемента 37отжимается от седла 32 принудительно.15 Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точностьрегулирования давления в пневмосистемах и снизить энергозатраты приих эксплуатации.,Регулятордавления по авт, св, 25 9 773584, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целвю повышения точностинастройки и повышения экономичностирегулятора, он содержит дополнительный регулирующий орган, связанный с ЗО ручным двухпозиционным приводом ис дополнительным подпружиненнымпоршнем, образующим с корпусом дополнительную полость, сообщенную с первой управляющей полостью, причемвход дополнительного регулируюцегооргана связан с выходом третьего регулирующего органа, а выход с рабочей полостью. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 773584 ф кл. 6 05 О 6/00, 979932472 Составитель Н.Гроздоведактор Е.Папп ТехредМ. Надь Корректор И.Муска Проектная г, Уж Роду Заказ 3783/68 ВНИИП 1 по 113035ираж 908 Государств елам изобре Москва, ЖПодписноенного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5 ГУ 12