Регулятор давления
Иллюстрации
Реферат
<))842321
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.05.78 (21) 2615167/25-08 с присоединением заявки № 2617063/25-24 (51) М. Кл.>
F 16 К 17/04//
G 05 D 16/10
Гесударетееиимй комитет (23) Приоритет—
Опубликовано 30.06.81. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 05.07.81 (53) УДК 621.646 (088.8) до делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
Э. И. Савин и В. В. Матекин (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к арматуростроению.
Известны регуляторы давления после себя (1) и до себя (2), состоящие из основного и вспомогательного клапанов.
В этих устройствах вспомогательный клапан повышает их чувствительность, но значительно усложняет конструкцию.
Известны также регуляторы давления, содержащие нагруженный основной пружиной чувствительный элемент, связанный с регулирующим элементом (3).
Эти устройства состоят из одного основного клапана, что снижает их чувствительность. Чувствительность устройств может быть повышена за счет увеличения эффективной плошади чувствительного элемента, что приведет к росту действующей на поршень силы давления. Для компенсации этой силы потребуется более мощная рабочая пружина. В результате габариты клапана вырастут, пропускная спосббность уменьшится, а выигрыш в точности и чувствительности окажется небольшим из-за увеличения жесткости рабочей пружины.
Цель изобретения — повышение чувствительности.
Поставленная цель достигается тем, что чувствительный элемент выполнен из нескольких, по крайней мере двух, размещенных соосно друг в друге поршней, причем основной пружиной нагружен наибольший поршень, с регулирующим элементом связан наименьший поршень, а из каждых двух соседних поршней меньший нагружен дополнительной пружиной относительно большего поршня.
На фиг. 1 изображен регулятор давления до себя (предохранительный клапан); на фиг. 2 — регулятор давления после себя.
На чертежах эквивалентные элементы обозначены одинаковыми позициями.
В корпусе 1 устройств выполнены входной 2 и выходной 3 каналы и седло 4. Регулирующий элемент 5 нагружен в сторону седла пружиной 6. Чувствительный элемент выполнен из нескольких размещенных соосно друг в друге поршней. Наибольший поршень 7 нагружен основной пружиной 8, усилие которой регулируется винтом 9. Наименьший поршень 10 нагружен дополнительной пружиной 11 относительно большего со седнего поршня и связан с чувствительным
842321
3 элементом с помощью толкателя 12 (на фиг. 1 толкателем является сам поршень 10)
В регуляторе давления до себя (фиг. 1) чувствительный элемент выполнен из двух поршней, а в регуляторе давления после себя (фиг. 2) — из трех, где дополнительно установлены поршень 13 и пружина 14.
Регулятор давления до себя (фиг. 1) работает следующим образом.
В исходном положении основная пружина 8 винтом 9 сжата. Поршень 7 опущен вниз до соприкосновения своим упором с днищем корпуса. Регулирующий элемент 5 пружиной 6 прижат к седлу 4 и перекрывает выходной канал 3. Пружина 11. предварительно сжата на величину минимального рабочего давления в системе, т. е. на величину, равную (или близкую) силе давления на поршень 10 рабочей среды, давление которой соответствует наименьшему номинальному (рабочему) давлению.
Рабочая среда (газ) поступает через входной канал 2 и дополнительно прижимает регулирующий элемент 5 к седлу 4.
Под действием давления газа поршень 7 перемещается вверх, сжимая пружину 8 относительно корпуса 1, а поршень 10 относительно поршня 7. Пружина 11 сжимается давлением рабочей среды на поршень 10. При рабочем давлении в предохраняемой системе (в канале 2) поршень 7, поднявшись вверх, займет определенное положение, при котором пружина 8 сжата силой рабочего давления, на площадь, ограниченную уплотнительной манжетой поршня
7, а пружина ll сжата силой рабочего давления на площадь, ограниченную уплотнительной манжетой поршня 10.
При повышении давления сверх допустимой величины равновесие подвижных частей нарушается, поршень начинает перемещаться вверх, увлекая за собой регулирующий элемент 5, перемещение вверх которого происходит как за счет перемещения пор: шня 7 относительно корпуса 1 (при этом сжимается пружина 8), так и за счет подьема поршня IO относительно поршня 7 (при этом сжимается пружина 11 ) . Регулирующий элемент 5 отрывается от седла 4, между ними образуется щель, через которую газ (рабочая среда) стравливается в атмосферу (дренажную магистраль) . При уменьшении давления среды до рабочего поршень 7 опускается вниз, регулирующий элемент 5 садится на седло 4, перекрывая канал 3.
Регулятор давления после себя (фиг. 2) работает следующим образом.
В исходном состоянии поршень 7 занимает крайнее верхнее положение, пружина 8 расслаблена. Пружины 11 и 14 находятсяпод предварительным сжатием. Регулирующий элемент 5 под воздействием пружины 6 поднят вверх, седло 4 перекрыто.
Газ высокого давления подается через входной канал 2 к регулирующему элемен4 ту 5, который дополнительно к его пружине 6 прижимается входнымм давлением среды к седлу 4 и не пропускает газ в полость низкого давления за седлом.
При настройке регулятора (поворотом винта 9) рабочая пружина 8 сжимается и через поршень 7, пружину 14, поршень 13, пружину 11, поршень IO и толкатель 12 стремится открыть регулирующий элемент 5.
Герметичность уплотнения нарушается, и газ проникает в полость выходного канала 3 (в полость за седлом 4), где его давление на поршень 7 уравновешивает усилие рабочей пружины 8. Это же выходное давление среды действует на внутренние поршни
10 и 13, перемещая их вверх и сжимая пружины 11 и 14. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении (давлении настройки) за седлом 4 элемент 5 снова герметично перекроет седло.
При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия
20 на поршень 7 (со стороны выходного канала 3) снижаются. Это приведет к опусканию вниз поршня 7, что, в свою очередь, приведет к открытию элемента 5 к дросселированию газа в образовавшейся щели.
Давление в выходной полости (за седлом) снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Есзо ли расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. Величина дросселирующей щели определяется взаимным положением поршней чувствительного элемента и наружного поршня относительно корпуса. Увеличение выходного давления приводит к уменьшению величины дросселирующей щели как за счет подъема поршня 7, так и за счет подъема поршней IO, è 13. Это приводит к уменьшению поступления газа на
4О выход регулятора и, следовательно, к восстановлению величины низкого давления регулятора.
Если по какой-либо причине выходное давление (давление за седлом 4) понизится, то поршень 7 под воздействием пружины 8
4 опустится вниз, под воздействием пружины 14 поршень 13 опустится вниз относительно поршня 7. Поршень же 10 под действием пружины ll опустится вниз относительно поршня 13. Элемент 5 опустит о ся вниз на суммарную величину перемещений поршней 10, 13 и 7. Щель между элементом 5 и седлом 4 увеличится. Это приведет к увеличению расхода газа в полость за седлом и к восстановлению прежнего выходного давления.
В обоих случаях изменений величины давления на выходе регулятора степень его воздействия на величину дросселирующей щели определяется суммарным относитель842321 ным перемещением поршней чувствительного элемента.
Формула изобретения
Регулятор давления, содержащий нагруженный основной пружиной чувствительный элемент, связанный с регулирующим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, чувствительный элемент выполнен из нескольких, по крайней мере двух, размещенных соосно друг в друге поршней, причем основной пружиной нагружен наибольший поршень, с регулирующим элементом связан наименьший поршень, а из каждых двух соседних поршней меньший нагружен дополнительной пружиной относительно большего поршня.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 426099, кл. G 05 D 16/10, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР № 304392, кл. F 16 К 17/10, 1969.
3. Авторское свидетельство СССР № 524035, кл. F 16 К 17/04, 1974.
842321
Составитель И. Мордвинников г едактор Е. Папп Техред А. Бойкас Корректор Г. Назарова
Заказ 5018/35 Тираж 1006 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий
I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4