Регулятор давления — SU 1767481 (original) (raw)
(19) (11) 16/10 1)5 БРЕТЕН ин ий,пневс,35,по арв. Л иче- ионнальнятый за прототип н. Д.Ф.Гуревича и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Конструкторское бюро общего мастроения(56) Аграновский М,М. и др, Силовыемоавтоматические системы. М,: 1965,рис, 22.Гуревич Д, Ф, и др, Сп ра вочникматуре для газо- и нефтепроводо1988, с. 282-283, рис. 6,8.(57) Изобретение относится к пневмским системам, служащим для дистанного перекрытия магистралей.изобретения - расширение функцио Изобретение относится к пневматическим системам, а именно к устройствам, предназначенным для автоматического перекрытия подачи рабочей среды, для регулирования давления и расхода, а также для предотвращения превышения давления в магистралях сверхдопустимого.Известен целый ряд элементов автоматического регулирования пневмосистем: регуляторы (редукторы) давления, предохранительные клапаны, дроссели, отсечные клапаны, пневмоклапаны и т,пнапример, пневматическая арматура по кн. М.М.Аграновского и др. Силовые пневмоавтоматические системы, М., 1965, рис, 22, с.35 (газовый редуктор), рис. 36, с. 63 (предохранительный клапан) и рис. 83, с. 156(пневмоклапан). Газовый редуктор состоит из расположенных в корпусе с патрубками чувных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного и отсечного клапанов, а также повышение точности и надежности регулятора, Регулятор содержит заключенные в корпусе с патрубками основной и вспомогательный чувствительные элементы, кинематически соединенные между собой и с запорно-регулирующим органом двуплечим рычагом. Запорно-регулирующий орган выполнен в виде подпружиненного клапана, жестко закрепленного на свободном конце рычага. Вспомогательный чувствительный элемент содержит клапан сброса, Все патрубки соединены между собой и с чувствительными элементами каналами с установленными в них запорньми элементами, 4 ил,ствительного элемента, подпружиненногозапорно-регулирующего органа и каналов.Предохранительный клапан состоит из расположенных в корпусе с патрубками чувст- Овительного элемента изапорно-регулирующего органа, Пневмок- флапан состоит из расположенного в корпусе: СОс патрубками подпружиненного запорно -, арегулирующего органа,К общим недостаткам приведенныханалогов относится невозможность использо-: - д1вания одних и тех же по конструкцииустройств в качестве различных по назначению элементов пневмоавтоматики: регулятор (редуктор) давления,предохранительный, отсечной, пневмоклапаны и т,п,Известен также прирегулятор давления по кдр, Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов, Л., 1988, рис, 6,8, с. 282 и 283, состоящий из расположенных в корпусе с входным, выходным, управляющим патрубками и патрубком сброса чувствительных элементом в виде основной (большой) и малой мембран, сбросного клапана, регулировочного винта, запорно-регулирующегооргана, связанного с основной мембранойрычажной системой, и каналов.Недостатками прототипа являются невозможйость его использования в качестве предохранительного клапана, пневмоклапана и т,д., относительная низкая надежность в работе и точность выдаваемогорабочегопродукта потребителю, а также ограниченный по давлению диапазон работы из-за использования в качестве чувствительных элементов мембран, отсутствия связи запорно-регулирующего органа с чувствительнымиэлементами, а их - между собой, отсутствие единой проточной камеры для сообщения входного, выходного патрубков с чувствительными элементами и запорно-регулирующим "органом.Общими недостатками аналогов и прототипов являются большое разнообразиепо конструкцииустройств, габаритам, присоединительным размерам, установочнымразмерам, Указанные недостатки затрудняют проведение унификации систем, приво"дит к усложнению конструкции систем, агрегатов, их изготовления, монтажа и экс плуатации,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного, отсечного клапанов, а также повышения точности и надежностирегулятораНа фиг. 1 изображен регулятор давления в закрытомположении; на фиг. 2 - то же, в открытом положении; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на ,фиг. 2.Регулятор содержит корпус 1 с входным2, выходным 3 и управляющим 4 каналами, в котором установлены запорно-регулирующий орган 5, основной 6 и вспомогательный 7 чувствительные элементы и клапан сброса8, Основной 6 и вспомогательный 7 чувствительные элементы выполнены в виде основного и вспомогательного поршней, оси которых а и б параллельны друг другу, а сами поршни связаны между собой двуплечим рычагом 9, ось 10 которого расположена между поршнями 6 и 7. На одном из плечрычага 9 закреплен запорно-регулирующийорган 5 с возможностью разобщения входного 2 и выходного 3 каналов, Вспомога 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тельный поршень 7 упруго связан с клапаном сброса 8 посредством пружины 11. Управляющие полости 12 и 13 поршней соединены с входным 2, выходным 3 и управляющим 4 каналами проточками 14 - 19 через запорные органы 20 - 22. Основной поршень 6 подпружинен регулировочной пружиной 23, Каждый из поршней 6 и 7 снабжен уплотнительными кольцами 24, а основной поршень 6 - также регулировочным винтом 25, являющимся задатчиком давления, В корпусе 1 со стороны клапана сброса 8 выполнен жиклер 26.Регулятор давления работает следующим образом.1, В режиме регулятора давления (расхода), дросселя, отсечного клапана (регулятора с управлением выходным давлением).В исходном положении запорные органы 20 и 22 закрыты, а запорный орган 21 открыт, основной поршень 6 отжат регулировочной пружиной 23 в крайнее нижнее положение (настройка осуществляется регулировочным винтом 25), а вспомогательный поршень 7 - в крайнее верхнее положение (усилие пружины 23 больше усилия пружины 11). При этом двуплечий рычаг 9 с закрепленным на его свободном конце запорнорегулирующим органом 5 занимает положение, когда выходное отверстие запорно-регулирующего органа 5 открыто, а жиклер 26 закрыт клапаном сброса 8,При подаче во входной канал 2 рабочей среды высокого давления она через отверстие запорно-регулирующего органа 5 и выходной канал 3 поступает к потребителю, Одновременно рабочая среда через проточку 15, открытый зэпорный орган 21 и проточки 17 - 19, поступает в полости 12 и 13 поршней 6 и 7, При этом давление рабочей среды воздействует на поршни 6 и 7 и, преодолевая сопротивление пружины 23, перемещает их соответственно вверх и вниз, поворачивая двуплечий рычаг 9 с расположенным на его свободном конце запорнорегулирующим органом 5 по часовой стрелке вокруг оси 10, частично прикрывает отверстие запорно-регулирующего органа 5. До определенной величины давления рабочей среды в полостях 12 и 13 поршней 6 и 7 отверстие жиклера 26 перекрыто клапаном сброса 8, при этом вспомогательный поршень 7 работает как усилитель (компенсирует действие сил трения трущихся пар). По достижении определенной величины давления рабочей среды зазор Ь(зазор между буртом клапана сброса 8 и заплечиками дополнительного поршня) становится равным нулю. клапан сброса 8 открывается от седла отверстия жиклера 26 и небольшаячасть рабочей среды сбрасывается (дренируется) в атмосферу,При заданном давлении настройки регулятора усилие от действия рабочей среды на основной поршень 6 уравновешивает усилие регулировочной пружины 23. Наступает положение равновесиядействующих сил. При этом в зависимости от режима работы потребителя (в расходном или безрасходном) запорно-регулирующий орган 5 перекрывает соответственно отверстие частично или полностью. Жиклер 26 дает возможность поддерживать с достаточно высокой точностью давление в потребителе при его работе в безрэсходном режиме, например, при зарядке емкости доопределенного давления, компенсируя допускаемую негерметичность по запорному органу.При падении давления или расхода рабочей среды в потребителе падает давление и в полостях 12 и 13 поршней 6 и 7 равновесие действующих сил нарушается и регулировочная пружина 23 перемещает основной поршень 6 вниз, а вспомогательный поршень 7 вверх, при этом рычаг 9 с расположенным на свободном конце запорно-регулирующим органом 5 поворачивается против часовой стрелки, увеличиваящель в отверстии запорно-регулирующего органа 5 и восстанавливая давление (расход) рабочей среды на выходе из регулятора до заданного.Таким образом постоянно поддерживается заданный режим работы регулятора давления (расхода) рабочей среды, автоматического дросселя или отсечного клапана.И. В режиме работы предохранительного клапана или дозэтора (регулятора давления рабочей среды с управлением входным давлением),В исходном положении запорные органы 21 и 22 закрыты, запорный орган 20 открыт, поршни 6 и 7 находятся в том же положении, что и в предыдущем режиме работы регулятора (регулятора с управлением выходным давлением рабочей среды), только отверстие запорно-регулирующего органа 5 полностью перекрыто),В режиме работы предохранительного клапана входной канал 2 связан с потребителем, выходной - с дренажной магистралью(не показана), При подаче во входной канал 2 рабочей среды с рабочим давлением она воздействует на запорно-регулирующий орган 5 и обеспечивает заданную герметичность уплотнения, Одновременно рабочая среда поступает через проточку 14, запорный орган 20, проточки 16, 19, 17, 18 в полости 12 и 13 поршней 6 и 7. При рабочем давлении в сети потребителя усилие от действия этого давления уравновешивается регулировочной пружиной 23, но отверстиежиклера 26 и выходное отверстие запорнорегулирующего органа закрыты. При повышении рабочего давления в сетипотребителя сверхдопустимого равновесиесил нарушается и поршни 6 и 7 начинаютперемещаться (аналогично предыдущемурежиму работы), сжимая пружину 23, приэтом зазор Л уменьшается до нуля и клапансброса 8 орывается от седла отверстияжиклера 26 и избыточное давление сбрасывается через жиклер в атмосферу. При дальнейшем увеличении давления рабочейсреды поршни б и 7 поворачивают рычаг 9 срасположенным на его конце запорно-регулировочным органом 5 по часовой стрелке иоткрывает выходное отверстие - избыточное давление через выходной канал 3 в дренажную магистраль (в атмосФеру),При снижении давления в ети потребителя до рабочего регулировочная пружина23 перемещает чувствительные элементы(поршни) б и 7 назад, при этом запорно-регулировочный орган, 5, закрепленный насвободном конце двуплечего рычага 9, поворачивается против часовой стрелки, закрывая последовательно вЫходное отверстиезапорно-регулирующего органа 5 и отвеостие жиклера 26 (клапаном сброса 8),В режиме работы дозатора входной кана 2 связан с источником высокого давления (не показан), а выходной канал 3 - спотребителем, например, с емкостью (не показана), При подаче во входной канал 2 рабочей среды с давлением выше давленйянастройки регулятора дальнейшая его работа происходит аналогично работе в режимеиредокранительного клапана, с той лишь40 разницей, что при открытии запорно-регу. -лирующего органа 5 рабочая среда из выходного канала 3 попадает к потребителю, ане в дренажную магистраль, При этом сни 45жается давление во входном канале 2 довеличины, равной давлению настройки регулятора (дозатора), запорно-регулирующий орган 5 и жиклер 26 закрываются -потребитель получил заданную дозу рабочей среды,Ш, В режиме работы пневмоклапана.В исходном положении запорные органы 20 и 21 закрыты, а запорный орган 22открыт, эапорно-Регулирующий орган 5 закрыт, регулировочная пружина 23 нагруже 55 на незначительно и работает только каквозвратная пружина, входной канал 2 свя-зан с источником давления, выходной канал3 - с потребителем, управляющий канал 4связан с источником управляющего давления посредством проточки 18 и запорного1767481 ленигюг,органа 22. В качестве запорного, органа может быть использован, например, малорасходный электропневмоклапан с дренажом. При подаче рабочей среды во входной канал 2 она закрывает запорно-регулирующий ор ган 5.При необходимости подачи рабочей среды потребителю включением электропневмоклапана подается управляющее давление в управляющий канал 4 и через 10 проточки 18, 17, 16, 19 в полости 12 и 13 поршней 6 и 7. Последние перемещаются аналогично вышеописанным режимам работы регулятора и, поворачивая двуплечий рычаг 9 по часовой стрелке, открывают за порно-регулирующий орган 5, который перемещается и обеспечивает поступление рабочей среды к потребителю.При снятии управляющего давления регулировочная пружина 23 возвращает по движные части назад и запорно-регулирующий орган закрывается.Таким образом, предложенный регулятор давления обеспечивает высокую точность и надежность работы в качестве 25 регулятора давления и расхода, предохранительного, отсечного и пневмоклапанов. Это повышает его эксплуатационные характеристики, снижает ст оимость систем, в которых данный регулятор может быть использован,Формула изобретения Регулятор давления, содержащий корпус с входным, выходным и управляющим каналами, в котором установлены запорнорегулирующий орган, основной и вспомогательный чувствительные элементы и клапан сброса, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного и отсечного клапанов, а также повышения точностии надежности регулятора, основной и вспомогательный чувствительные элементы выполнены в виде установленных в корпусе основного и вспомогательного поршней, оси которых взаимно параллельны, и связанных между собой двуплечим рычагом, ось которого расположена между поршнями, а на одном из плеч рычага закреплен запорно-регулирующий орган с возможностью разобщения входного и выходного каналов, вспомогательный поршень упруго связан с клапаном сброса, при этом управляющие полости поршней соединены с входным, выходным и управляющим каналами через запорные органы,1767481 оставитель А, Павливкеехред М,Моргентал Редак Петров изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 3548 ВНИИПИ Тираж арственного комитета по 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССаушская наб., 4/5