Устройство для стабилизации давления

Устройство для стабилизации давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

- SU 121170 (51) y G 05 D 16/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3675432/24-24 (22) 15. 12. 83 (46) 15.02.86. Бюл. У 6 (72) Е.И.Штягин (53) 62.1.646.4 (088.8) Sg

7

d (56) Авторское свидетельство СССР

В 346713, кл. С 05 D 16/10, 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 481742, кл. С 05 D 16/06, 1973. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ДАВЛЕНИЯ, содержащее корпус, разделенный мембраной на первую и вторую камеры, причем в первой камере установлена связанная с мембраной пружина задания, а вторая камера соединена с выходным патрубком и с входным .патрубком через регулирующий орган, затвор которого выполнен на первом конце штока, соединенного с мембраной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно снабжено постоянным магнитом, установленным во второй камере, мембрана снабжена жестким центром из магнитомягкого материала, шток установлен в центральном отверстии мембраны и в первой камере и его второй конец связан со средством переключения регулирующего органа, закрепленным на корпусе, а нщ первом конце штока выполнена заслонка, образующая с входным патрубком дросселирующий элемент "сопло-заслонка".

1211

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пневматическим устройствам стабилизации давления для контрольно-иэмерительньж приборов, 5

Цель изобретенйя — повышение точности и упрощейие устройства.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемого устройства, разрез; на фиг.2 - График сил, дейст- 10 вующих в стабилизаторе, .

Устройство содержит корпус 1, разделенный мембраной 2 с жестким центром 3 на две камеры 4 и 5. В первой камере 4 образовано седло 6 15 и установлен постоянный магнит 7 с отверстием 8 для прохода газа.

Шток 9, жестко соединенный с центром 3 мембраны 2, одним концом,содержащим клапан 10, торец которого 20 образует заслонку 11 дросселирующего элемента "сопло-заслонка" с седлом 12, расположен в камере 4 корпуса 1 ° Второй конец штока 9 - хвостовик 13, а также пружина 14 и шай- 25 ба 15 расположены во второй камере 5 корпуса 1. Камера 4 входным патрубком 16 с седлом 12 соединяется с источником сжатого газа, а выходным патрубком 17 - с потребителем ста- 30 билизированного давления. На корпусе 1 со стороны камеры 5 установлено средство переключения регулирующего органа в виде гайки 18, а также имеется гайка 19, регулирующая величину выходного рабочего давления устройства.

Устройство работает следующим образом.

Газ от источника питания по патрубку 16 через зазор 5, образованный заслонкой 11 штока 9 и седлом 12, а также через зазор S o6разованный клапаном 10 и седлом 6, поступает в камеру 4, а затем по патрубку 17 выходит иэ устройства.

В зависимости от величины входного давления в патрубке 16, расхода raФ за в патрубке 1?, а также от величины зазора S, образованного между торцовыми плоскостями гаек 18 и 19, стабилизатор давления rasa находится в одном иэ трех состояний: в рабочем, в холостом режиме, в выключенном состоянии. 55

В рабочем режиме при,постоянном входном давлении в патрубке 16, при постоянном расходе rasa через пат706 2 рубок 17, а также при величине зазора S превьппающем величину зазора S<, образованного заслонкой 11 и седлом 12, сила давления rasa-, действующая на мембрану 2 в камере 4 снизу вверх (по чертежу), уравновешена суммой двух сил (Г ), действующих на мембрану 2 сверху вниз (по чертежу), силой упругости пружины 14 (F„), действующей в камере 5 на жесткий центр 3 мембраны 2, и силой магнитного поля (Г„) постоянного магнита 7, притягивающего в полости камеры 4 жесткий центр 3 мембраны 2 (Fс=Гп+F )

При этом шток 9, жестко соединенный с центром 3 мембраны 2, поднят вверх (по чертежу), зазор S, образованный между клапаном 10 и седлом 6, является критическим, величина его определяет рабочее давление в камере 4 и патрубке 17, Результи рующая сила, проводящая шгок 9 с клапаном 10 в движение, равна нулю.

При изменении входного давления в патрубке 16 и в камере 4, например, при уменьшении его нарушается равновесие сил, действующих на мембрану 2,В результате этого мембрана 2 и шток 9 перемещаются вниз (по чертежу), зазор S< увеличивается. Увеличение рабочего зазора S при уменьшении входного давления происходит с значительно большей чувствительностью по сравнению с известными конструкциями, так как при перемещении штока 9 вниз (по чертежу) уменьшается зазор S» образованный торцовой поверхностью жесткого центра 3, и рабочей поверхностью магни" та 7. При этом сила притяжения Г„ магнитом 7 жесткого центра 3 мембраны 2 возрастает значительно быстрее, вследствие нелинейности характеристики.изменения магнитной силы Г, от зазора S (фиг.2), чем уменьшается сила упругости Г„ пружины 14. Суммарная сила F, действующая на мембрану 2 сверху вниз, где F =F„+Fry не только остается постоянной, но и возрастает, а в известных конструкциях с пружиной - она уменьшается.

На фиг.2 на плоскости F 0S э — силы F„ H F„,äåéñòâóþùèå на мембрану 2 сверху вниз (по чертежу). Для сравнения дан график силы упругости Г„ „ пружины известных устройств. На плоскости F>0Sэ сила давления газа

Г9, действующая На мембрану снизу

211706

3 1 вверх (по чертежу) и проекции сил Р и Г„ „ (обозначены Р и Г„„). Таким образом, результирующая сила действующая на мембрану 2 открывает клапан 10 при значительно меньшем изменении давления в камере 4, чем в известных устройствах. Настроечное давление восстанавливается со значительно большей точностью. При восстановлении давления результирующая сила равна нулю. При увеличении входного давления в патрубке 16 и в камере 4 мембрана 2 с центром 3 поднимает шток 9 вверх (по чертежу), и клапан 10 перекрывает зазор $ . Чувствительность устройства к повышению давления в камере 4, как и в случае понижения давления, остается высокой, так какпри перемещении штока 9 вверх (по чертежу) зазор S > увеличивается, сила упругости пружины 14 возрастает (как в известных устройствах), но одновременно с этим снижается сила магнитного поля F . При этом суммарная сила, действующая на мембрану 2 сверху вниз (по чертежу) уменьшается (в известных устройствах она возрастает). Результирующая сила, действующая на мембрану 2,закрывает клапан 10 при значительно меньшем изменении входного давления, чем в известных устройствах. Отсюда восстановление настроечного давления в камере 4 происходит с значительно большей точностью, чем в известных устройствах.

При изменении расхода в патрубке 17 в камере 4 создается давление, обратно пропорциональное величине этого расхода. При увеличении расхода давление, действующее снизу вверх (по чертежу) на мембрану 2, снижается. Так как камера 4 для патрубка 16 и патрубка 17 общая, то процесс восстановления давления в ней аналогичны процессу восстановления давления при уменьшении входного давления в патрубке 16.

При уменьшении расхода в патрубке 17 давление в камере 4 возрастает, Регулировка его происходит аналогично регулировке при увеличении входного давления в патрубке 16.

При одновременном изменении входного давления в патрубке 16 и расхода газа в патрубке 17 вследствие общности камеры 4 для обдих патрубков (16 и 17) процессы регулировки выходкого давления аналогичны вьппеуказанным.

При значительном увеличении расхода газа в патрубке 17, что имеет место при эксплуатации стабилизатора давления газа с контрольно-измерительными приборами (при снятии контролируемой детали с измерительной позиции), давгение газа в каме10 ре,4 снижается шток 9 опускается вниз (по чертежу), а критическим сечением становится величина зазора $,, через зазор $ газ проходит .беэ дросселирования. При этом стабилизатор.давпения газа работает в холостом режиме. Величина зазора S определяется, например по дежурному положению поплавка в индикаторной трубке пневматического длиномера, 20 укомплектованного стабилизатором давлечия газа, при отсутствии контролируемой детали на измерительной позиции и настраивается положением гайки 18 выключателя относительно

25 торцовой поверхности гайки 19 после настройки стабилизатора на величину выходного давления. При установке величины зазора S, образованного торцовыми поверхностями гаек 18 и 19, больше величины зазора S< и при пониженном давлении в камере 4 стабилизатор давления газа находится в выключенном состоянии. Это необходимо, например, для снижения

35 непроизводительного расхода газа многомерным прибором при наличии в нем неработающих измерительных позиций. Чтобы перевести устройство из нерабочего состояния в рабочее достаточно установить зазор. $ меньше зазора $ . Из состояния холостого режима работы стабилизатор

- переходит в рабочее состояние авто,матически при появлении давления в камере 4.

Для настройки рабочего давления на выходе патрубка 17, питающего контрольно-измерительный прибор, гайку 19 вращают относительно корпуса 1. Оперативное выключение и

50 оперативное изменение выходного давления требуется, например, для периодической поверки как самого стабилизатора давления газа,так и измерительного устройства на стабиль55 ность настройки, а также для продувки измерительной системы газом .повышенного давления. Оперативное выключение и оперативное изменение

1211706

Составитель Н.Гондаксазова

Техред А.Бабинец

Редактор Ю.Середа

Корректор И.Муска

Тираж 837

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д, 4/5

Заказ б40/52

Подписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 выходного давления осуществляется на- ка 9 или оттягиванием его за гайку 18 жатием на торец хвостовика 13 што- от корпуса 1.