Пружинный регулятор давления

Пружинный регулятор давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ пружинного регулятора цавления.

К патенту иы-ца Германа Зеффге (Hermann Soffge), в г. Бохуме, Германия, заявленному 21 февраля 1927 года (заяв. свид. ¹i 14398).

0 выдаче патента опубликовано 30 сентября 1934 года.

Действие патента распространяется на 15 л=r -от 30 сентября 1931 года.

Известны регуляторы давления с пружиной, у которых открывание клапана регулируется посредством включения кулачковой шайбы таким образом, что в зависимости от вновь установле-IHoH силы натяжения пружины мечяется длина действуюшего рычага пружины, вследствие чего дросселирующий клапан имеет возможность устанавливать давление желаемой высоты. Однако, эти приборы не вполне достигают цели, так как при изменении натяжения пружины, в целях получения иного давления, необходимо изменить также форму кулачковой шайбы. Это соответствие достигается настоящим изобретением, причем в противоположность известным до сих пор приборам меняется не только натяжение пружины в соответствии с желаемым давлением среды, но меняется также и относительное положение самой пружины. Делается это таким образом, что оба конца пружины независимо друг от друга могут передвигаться вдоль направляющих и быть закрепляемы таким образом, что момент усилия, действующего на клапан, может быть регулируем как изменением натяжения пружины, так и изменением длины плеча рычага пружины. Конечно, вместо кулачковой шайбы можно применять соответственным образом скомбинированную рычажную передачу. Действие (4И) п ружины совершенно не зависит от того, ! работает ли она на растяжение, сжатие, изгиб и т. и. Также не имеет существенного значения, применяется ли винтовая, спиральная или какая-либо иная пружина;, в зависимости от рода пружины вносятся только соответственные изменения в конструкцию прибора. Наконец, вместо пружины можно применять ка кую-либо эл астичную и ро кладку.

Изобретение может быть осуществлено различным способом. Так например, можно сделать, чтобы обе конечные точки пружины могли передвигаться вдоль направляющих, из которых одни закреплены неподвижно, а другие, соединенные с кулачковой шайбой, могут быть устроены в виде качающегося рычага, на который действует пружина.

При этом кулачковая шайба может вращаться вокруг неподвижной оси; кроме этого она может быть устроена также в виде передвижного блока, так что ее положение, в зависимости от установки прибора, а также во время работы последнего, будет меняться. В случае, если эта шайба устроена в виде блока, она, конечно, должна быть направляема канатом или цепью, причем этот канат или цепь можно соединить с механизмом для установки пружины таким образом, чтобы заставить его набегать на барабан, являющийся в то же время перекидным блоком для каната, производящего натяжение пружины, причем передвижной блок должен быть подвешен на канате, как полиспаст.

Регулирующий прибор имеет обыкновенно только одну мембрану, имеющую целью уменьшать давление газообразной рабочей среды до постоянного уровня, Однако, прибор этот можно приспособить и для регулирования давления двух газов, по отношению друг к другу, снабдив его двумя мембранами, между которыми образуется клапанная камера для одной газообразной среды, производящей давление, причем одна из мембран подвергается воздействию на свою наружную поверхность со стороны другой среды; подобное устройство имеется в генераторных установках.

Регулятор давления может быть так сконструирован, чтобы, по закрытии регулирующего отверстия, мембрану можно было видоизменить или сменить, а также чтобы благодаря устройству промежуточной камеры и всасывающих сопел энергия истечения протекающих газов не оказывала вредного воздействия на мембрану.

На чертеже изображены три примера осуществления изобретения. Фиг. 1 изображает способ выполнения изобретения с кулачковой шайбой, вращающейся около неподвижной оси, и с конечными точками пружины, перемещающимися вдоль направляющих; фиг, 2— устройство, подобное изображенному на фиг. 1, но с той разницей, что кулачная шайба устроена в виде передвижного блока, и что прибор имеет две м MopB ны; фиг. 3 — устройство с передвижным блоком и набегающим на барабан канатом, направляющим этот блок.

Устройство, согласно фиг. 1, имеет одну мембрану, прикрепленную к диску

2, укрепленному на клапанной тяге 3.

Регулирование проходного отверстия 4 производится движением двойного клапана 5, поддерживаемого тягой 3, которая под действием мембраны 1 либо подымается, либо опускается, и тем самым в большей или меньшей мере перекрывая в той или иной мере проходные отверстия 4 в зависимости от степени желаемого редуцирования газовой среды. Для регулирования давления мембраны 1, определяющего давление в камере 7, тяга 3 соединена с регулирующим механизмом, находящимся под влиянием действия пружины 8. Механизм этот состоит из кулачковой шайбы 9, вращающейся вокруг неподвижной оси 10; на эту шайбу набегает канат 11, соединенный с тягой 3. Друго" канат !2 набегает на эксцентричную часть шайбы таким образом, что расстояние сбегающей части каната 12 от оси?О кулачковой шайбы изменяется в зависимости от псворота последней. Канат 12 соединен с качающимся рычагом 13, вращающимся вокруг болта 14 и несущим на себе гайку 15, могущую передвигаться вдоль полого рычага 13 по его внутренней винтовой нарезке. Таким образом, рычаг 13 играет роль направляющих для гайки 15, ушко 17 которой захватывает конец пружины 8. Друго" конец пругкины 8 зацеплен за крючок 18 продольно передвигаемого стержня 19, изменяющего натяжение пружины 8. Крючок !8 закреплен в супорте 20, передвигающемся вдоль направляющих салазок 21 при вращении шайбы 22.

В соответствии с высотой подъема клапанов 5, определяемой положением и натяжением пружины 8, и в соответствии с размером поперечного сечения проходного отверстия для газа, идущего из трубы б в камеру 7, а из последней в трубу 26, получается вполне определенное уменьшение давления в камере или в трубе 26.

При изменении давления подводимого га" à изменения эти передаются мембране 1, которая при повышении давления поднимается, поднимая тягу 3, которая, с одной стороны поднимаемая клапанами 5, суживает проходные отверстия

4, а с другой стороны растягивает пружину 8, но так как одновременно с этим расстояние между точкой набегания каната 12 на кулачковую шайбу 9 и ее центром уменьшается, то получающееся при таком растяжении пружины увеличение ее напряжения компенсируется эксцентричностью кулачковой шайбы, в результате чего достигается постоянное обратное давление. Кривую очертания кулачной шайбы следует выбирать таким образом, чтобы это постоянство сопротивления имело место при любом положении клапана. Этим достигается черезвычайно точная регулировка давления, при которой минимальные изменения в давлении автоматически уравновешиваются.

Если в трубопроводе 26 желательно получить другое, например, меньшее давление, то пружину 8 передвигают вверх обоими ее концами: одним — вдоль неподвижных направляющих 21, а другим — вдоль вращающегося около оси 14 рычага 13. Таким образом, желаемое уменьшение обратного действия пружины на мембрану достигается отчасти уменьшением натяжения пружины 8, а отчасти укорочением плеча рычага. Правильным выбором угла наклона неподвижных направляющих 21 и правильно выбранными размерами перемещенкя пружины вверх параллельно самой себе вновь создается состояние равновесия, причем дей твующая на мембрану в обратном направлении сила остается постол нной.

Uàëåñîoáðàçuo неподвижные направляющие 21 устраивать в виде наклонной плоскости, так как в этом случае для установки иного давления требуется только перемещение пружины параллельно самой себе. Но возможно также расположить направляющие 21 вертикально, но в этом случае придется, кроме изменения в длине плеча, у рычага пружины произвести необходимое изменение в натяжении пружины посредством поворота гайки 19 . Наконец, можно допустить такое устройство, при котором перемещался бы только правый конец пружины, между тем как левый конец был бы неподвижно закреплен. В этом случае кроме перемещения одного конца пружины потребовалось бы еще для достижения желаемого действия изменение натяжения пружины посредство." маховичка 19 .

Устройство согласно фиг. 2 соответствует таковому согласно фиг. 1, с тем однако различием, что качающиеся направляющие 13а по конструкции отличаются от направляющих 13 на фиг. 1.

Далее кулачковая шайба 9 вращается не около неподвижной оси, а устроена в виде передвижного блока, подвешенного на канате 23, наматывающемся на оарабан 24. При поднятии или опускании тяги 3 канат 11 наматывается или сматывается с круглой части кулачковой шайбы 9, в соответствии с чем изменяется и высота положения шайбы 9. В этом случае канат 12 набегает на эксцентричную часть шайбы 9 или сходит с нее, в зависимости от подъема или опускания тяги 3. Таким образом достигается неизменяющаяся установка рычага по отношению к центру шайбы 9, как это имело место и при устройстве согласно фиг. 1.

Изоораженное здесь устройство является особенно пригодным для генераторных установок благодаря наличию кроме мембраны 1 еще второ". мембраны 25, вследствие чего клапанная камера 7 окаэывается перекрытой сверху и снизу двумя мембранами. Воздух для генераторной установки поступает через трубу 6 и выходит по трубе 2б, а газ поступает в закрытую камеру 28 по патрубку 27. При увелкчении давления газа тяга 3 подымается на высоту, находящуюся в зависимости от обратного воздействия пружины 8, через кулачко. вую шайбу.

В устройстве согласно фиг. 3 шайба

9 выполнена также в форме передвижного блока, как и в устройстве согласно фиг. 2, однако подвешивание на канате

28, который здесь обозначен через 23а, производится иначе. Барабан 30, являющийся одновременно перекидным блоком для натяжного каната 31, захватываю цего конец 32 пружины, расположен не на оси вращения шайбы 9, но ось

его закреплена неподвижно в стенках прибора. Шайба 9 подвешена как полиспаст на канете 23а, сдвигающемся при установке конца 32 пружины до тех пор, пока он не ляжет на круговую часть шайбы 9. Изменение в положении конца 32 пружины влечет за собой, следовательно, и изменение в положении шайбы 9, но не путем поворота, а только путем смещения, не влекущего за собой изменения точки наоегания каната

12 на кулачковую шайбу 9.

Дальнекшим усовершенствованием в этом у тройстве, изображенном на фиг. 3, является то, что энергия течения протекающего и регулированного в своем течении газа не оказывает воздействия на камеру регулирования. Это достигается тем, что эта камера снабжена полым дном 33 с отверстием 34, расположенным в направлении выхода газа; кроме того, полость дна соединена отверстием 35 с камерой регулирования. ,Цабы не ставить сальника в месте прохождения клапанной тяги 3 в камеру регулирования, в устройстве применено кольцевое сапло, устроенное таким образом, что просачивающийся в месте 37 газ выходит из кольцевого сопла в точке 38 и увлекается далее потоком газа.

Таким образом, в сопловой камере 39 получается давлейие, пониженное до ничтожных размеров, чем устраняется возможность просачивания газа в местах прохождения тяги через мембрану.

Отверстие 35 в полости 33 может быть перекрыто диском 40 в тех случаях, когда необходимо сменить мембрану. Дно 41 мембраны для этой цели разъемно соединено с мембраной 1.

Предмет патента.

1. Пружинный регулятор давления, обладающий постоянным сопротивлением открытию клапана, снабженный постоянной кулачковой шайбой, компенси-, рующей изменение длины плеч рычага, действующего на пружину, отличающийся тем, что точки прикрепления концов пружины выполнены подвижными и устанавливаются в положение, соответствуЮщее регулируемому давлению газа, 2. Форма выполнения регулятора no, и. 1, отличающаяся тем, по -акреплен-, ные концы пружины 8 перемещаются в направляющих ры ча гов 13 — 13a — 21, причем конец качающегося рычага 13, 13а связан канатом с кулачковой шайбой.

3. Форма выполнения регулятора по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что непсдвижные направляющие 21 с направляю-, щими 13, сделанными в виде качающегося рычага, расположены друг к другу под углом.

4. Форма выполнения регулятора по и. 1, отличающаяся тем, что кулачковая шайба подвешена как передвижной блок, положение которой изменяется в зависимости от наматываемого на нее каната 23 и 23а.

5. Форма выполнения регулятора по пп. 1 и 4, отличающаяся тем, что передвижной блок подвешен как полиспаст на устанавливающем его положение канате 23а, наматываемом одним концом на неподвижный барабан30, привспимый во вращение натяжным канатом 21 пружины. б. Форма выполнения регулятора давления по пп, 1 — 5, отличающаяся тем, что связанная с кулачковой шайбой 9 мембрана 1 имеет разъемную промежуточную часть 41, которая при смене мембраны изолирует промежуточное дно 33.

7. Форма выполнения регулятора по пп. 1 — б, отличающаяся тем, что камера регулирования снабжена двумя мембранами 1 и 25, между которыми помещается клапанная камера 7 и на одну из которых с наружно"., по отношению к камере, стороны действует рабочий газ, отличный от того, который протекает через камеру регулирования.

8. Форма выполнения регулятсра по пп. 1 — 7, отличающаяся тем, что место, где клапанная тяга 3 проходит через дно камеры регулирования, перекрыто коль; цевым соплом 39, «которое в силу энергии течения поступающих газов оказывает в этом месте всасывающее действие и препятствует просачиванию газов в камеру регулирования, в которую газы поступают через отверстие 34 в полом дне, имеющем устье, направленное в сторону течения газов.