Регулятор вакуума

 

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в регуляторах вакуума доильных установок. Сущность изобретения: регулятор вакуума содержит корпус 1 с входными 2 и выходными 3 патрубками, клиновидный клапан 4 с мембраной 5 и подвижной стенкой 6, жестко связанной с отражателем 7, установленной с возможностью перекрытия выходного патрубка и делящей корпус на камеры переменного и постоянного вакуума, последняя из которых сообщена с компенсатором давления. В камере переменного вакуума установлен сильфон 11, в котором смонтирован жестко соединенный посредством упоров с отражателем, подвижный конусообразный серповидный клапан 14. В отражателе выполнено перепускное отверстие, перекрываемое клапаном, выполненным в виде серповидного конуса. Расположение центральных осей конусных серповидных клапанов выполнено по радиусу с центром у вершины клиновидного клапана. 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к регуляторам вакуума для доильных установок.

Цель изобретения - повышение точности регулировки.

На чертеже схематично изображен регулятор вакуума.

Регулятор вакуума содержит корпус 1 (камера переменного давления) соединенный при помощи входного патрубка 2 с вакуумной системой доильной установки (не показана) и выходного патрубка 3 с источником вакуума. В корпусе 1 расположен клапан 4 с эталонным давлением (камера постоянного давления), выполненный в виде клина. Клиновидный клапан 4 состоит из мембраны 5 и подвижной стенки 6, жестко связанной с отражателем 7, при этом подвижная стенка 6 установлена с возможностью перекрытия выходного патрубка 3. Внутренняя полость клиновидного клапана 4 сообщена через корпус 1 с компенсатором 8 давления, вакуумметром 9, контролирующим величину эталонного давления, и вентилем 10. Сильфон 11 соединяет корпус 1 с отражателем 7, его внутренняя полость сообщена посредством трубопровода 12 с выходным патрубком 3. Один из конусообразных серповидных клапанов 13 установлен в сильфоне 11 над отверстием 15 трубопровода 12 с возможностью изменения его сечения до полного перекрытия. Клапан 13 соединен посредством упоров 16 с отражателем 7, выполненным заодно с подвижной стенкой 6. Другой конусообразный серповидный клапан 14 жестко связан с корпусом 1 и установлен с возможностью изменения сечения выполненного в отражателе 7 перепускного отверстия 17 до его полного открытия. Центральные оси конусных серповидных клапанов 13 и 14 выполнены по радиусу с центром у вершины клиновидного клапана 4.

Регулятор вакуума работает следующим образом.

При отключенном источнике вакуума мембрана 5 сжата, подвижная стенка 6 смещена вниз к корпусу 1, перепускное отверстие выходного патрубка 3 открыто, объем компенсатора 8 давления увеличен, сильфон 11 несколько сжат. При этом отверстие 15 трубопровода 12 перекрыто подвижным конусообразным серповидным клапаном 13, а перепускное отверстие 17 в отражателе 7 в верхней стенке сильфона 11 максимально открыто.

При включении вакуумной установки и подведении вакуума к выходному патрубку 3 из объема корпуса 1, а значит, через входной патрубок 2 и из всей вакуумной системы доильной установки, через перепускное отверстие выходного патрубка 3 происходит отсос воздуха. Давление в регулируемой системе и корпусе 1 понижается, постепенно приближаясь к внутреннему (эталонному) давлению в клиновидном клапане 4. При этом перепад давления между вакуумом, заключенным в корпусе 1 и клапане 4, уменьшается, мембрана 5 разжимается, подвижная стенка 6 перемещается вверх, в результате постепенно перекрывается перепускное отверстие выходного патрубка 3. При этом за счет вязкости рабочего тела, движущегося из камеры переменного давления в выходной патрубок 3, возникает сила присасывания подвижной стенки 6 к корпусу 1 регулятора вакуума, чем меньше перепускное отверстие (подвижная стенка 6 - корпус 1 регулятора), тем больше эта сила, уравновешивание которой автоматически происходит за счет выполнения в верхней стенке сильфона 11 регулируемого неподвижным конусообразным серповидным клапаном 14 перепускного отверстия 17 и регулирования перепускного сечения отверстия 15 подвижным конусообразным серповидным клапаном 13. При полностью открытом выходном патрубке 3 и отсутствии сил присасывания подвижной стенки 6 к корпусу 1 отверстие 15 перекрыто подвижным конусообразным серповидным клапаном 13, давление в сильфоне 11 в результате максимального открытого перепускного отверстия 17 равнозначно давлению в камере переменного давления. С понижением давления в камере переменного давления, перемещением подвижной стенки 6 и перекрытием ею выходного патрубка 3 происходит увеличение силы присасывания этой стенки к корпусу 1, вместе с подвижной стенкой 6 перемещается вверх отражатель 7, в результате чего перекрывается неподвижным конусообразным серповидным клапаном 14 перепускное отверстие 17 и открывается отверстие 15 трубопровода 12. В результате в сильфоне 11 образуется разрежение, возрастающее по мере перемещения отражателя 7 вверх, что приводит к увеличению результирующей силы, возникающей от перепада давлений в камере переменного давления и камере сильфона 11, равнозначной и уравновешивающей силу присасывания. С увеличением объема клапана 4 объем соединенного с ним компенсатора 8 давления уменьшается. Суммарный объем - внутреннее давление клапана 4 и компенсатора 8 давления остается неизменным. При достижении равенства давлений в корпусе 1 и клапане 4 (в камерах переменного и постоянного давления) мембрана 5 принимает свое естественное (разгруженное) положение, подвижная стенка 6 упирается в кромку перепускного отверстия выходного патрубка 3 и плотно перекрывает его сечение, разъединяя источник вакуума и регулируемую систему.

При изменении давления в регулируемой системе воздушный поток достигает регулятора вакуума, воздействует на отражатель 7 подвижной стенки 6, заставляя последнюю переместиться вниз открыв при этом перепускное отверстие выходного патрубка 3, обеспечив "ускорение" начала отсоса поступившего в регулируемую систему воздуха. Дальнейшее перемещение подвижной стенки 6 до образования стабильного, автоматически поддерживаемого (зазора) сечения перепускного отверстия выходного патрубка 3 обеспечивается за счет разности давлений в корпусе 1 и конусообразном клапане 4.

Ускорение начала открытия перепускного отверстия выходного патрубка 3 обусловлено не только увеличением рычага-плеча приложения силы - потока движущегося воздуха, но и тем, что отражатель 7 посредством сильфона 11 и трубопровода 12 сообщен с выходным патрубком 3. Сила присасывания подвижной стенки 6 к отверстию выходного патрубка 3 уравновешена противодействующей ей силой, приложенной к отражателю 7 со стороны сильфона 11, при этом момент закрытия, отключения выходного патрубка 3 от регулируемой системы не заторможен этим сильфоном благодаря наличию подвижного 13 и неподвижного 14 конусообразных серповидных клапанов, противоположно изменяющих сечение перепускных отверстий, благодаря чему достигается равновесие равнодействующих сил: силы присасывания и результирующей силы.

Применение данного устройства для регулирования вакуумной системы доильной установки позволяет уменьшить влияние пневматических и гидравлических ударов, возникающих при надевании доильных стаканов, т.е. при резком (отклонение вакуума) перепаде давлений между внутренним давлением клапана 4 и внешним давлением, поступившим из регулируемой системы в корпус 1. Регулятор вакуума реагирует на это резким увеличением внутреннего объема корпуса 1 за счет максимальной деформации - сжатия мембраны 5 - и максимального перемещения подвижной стенки 6 клапана 4 (с резким уменьшением угла при вершине клиновидного клапана 4) в направлении корпуса 1, повышенная чувствительность которой обеспечивается мембраной 5, сильфоном 11, а также постоянством заданного внутреннего давления клиновидного клапана 4, обусловленного неизменностью суммарного объема клапана 4 и компенсатора 8 давления. В результате этого обеспечивается максимальность открытия отверстия выходного патрубка 3, что резко увеличивает отсос (перепуск) повышенного давления воздуха, срезая пик вакуумной неравномерности, защищая обслуживаемых животных от его неблагоприятного воздействия.

Формула изобретения

РЕГУЛЯТОР ВАКУУМА, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, клиновидный клапан с мембраной и подвижной стенкой, жестко связанной с отражателем, установленной с возможностью перекрытия выходного патрубка и делящей корпус на камеры переменного и постоянного вакуума, последняя из которых сообщена с компенсатором давления, вакуумметром и вентилем, а в камере переменного вакуума установлен сильфон, соединяющий корпус с отражателем и сообщенный посредством трубопровода с выходным патрубком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулировки, он снабжен конусообразными серповидными клапанами, один из которых установлен в сильфоне над отверстием трубопровода с возможностью изменения его сечения до полного перекрытия и жестко соединен посредством упоров с отражателем, выполненным за одно с верхней подвижной стенкой сильфона, а другой жестко связан с корпусом и установлен с возможностью изменения сечения выполненного в отражателе перепускного отверстия до его полного открытия, причем расположение центральных осей конусных серповидных клапанов выполнено по радиусу с центром у вершины клиновидного клапана, а изменения указанных сечений отверстий - равнозначно противоположные.

РИСУНКИ

Рисунок 1