Регулятор давления

 

- :"» ъiая паэеы:ы . е» к ес лм к Б

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к акт. свкд-ву (5()M. Кл.

G 05 D 16/06 (22) ЗаЯвлено 04.02.74 (21) 2000721/18-24 с присоединением заявки.%

Государственный комитет (23) Приоритет ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.04.80. Ьк>ллетень J% 14

Дата опубликования описа>>кя 15.04.80 (53) УДК 621.646. .4 (088.8) (72) Автор, изобретения

В. Н. Веллер (71) заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматики.

Известны регуляторы давления (1), которые, воспринимая подпружиненным поршневым элементом импульс от регулируемой среды, преоб. разуют его в команду последующим звеньям системы регулирования.

Недостатком таких регуляторов является повышенная нечувствительность из-за трения портпня о цилиндр и протечки через зазор регулируемой среды.

Известны также регуляторы давления мембранного типа (2), в которых импульс от регулируемой среды передается на мембрану (сильфон) и уравновешивается пружиной. Передача импульса выполняется с помощью следящего" поршня. В этой конструкции в импульсной части полностью исключено трение и нет пере-тока регулируемой среды через неплотности; но давление жидкости из сопла следящего элемента передается на мембрану регулятора давления.

Поэтому при изменении давления рабочей жидкости изменяется положение передающего элемента в мембране. Чтобы уменыпить влияние этого давления, сопло следящего поршня выбирают малым и тем уменьшают быстродействие следящего поршня. Это, в свок> очередь, приводйт к"необходимости увеличения числа усиливающих элементов:

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является регулятор давления, содержащий корпус с установленным в нем чувствительнкй г элеь1ейтом;ъыйо>т йенным в виде подпружиненного блока двух мембран, тО разделяющих корпус на полости подвода и отвода регулируемой среды н полость управляющей среды (31.

Такой регулятор не обеспечивает требуемого

15 быстродействия и точности.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности регулятора давления.

Цель достигается тем, что в регуляторе давления в полости отворота регулируемой среды уста- новлен элемент" "сопло-заслонка", сопло которого расположено на жестком" центре мембраны и соединено каналом с полостью подвода регулируемой среды, а заслонка установлена на корпусе, а также тем, что в полости управляклцей

72811 среды установлен дросселирующий элемент, выполненный в виде. уравновешенного сдвоенного цилиндрического и щелевого сопла, заслонками которого являются жесткие центры мсмбран.

Регулятор давления представлен на чертеже.

Регулятор содержит корпус 1, в котором расположен чувствительный элемент 2. состоящий из блока двух мембран 3 и 4 с жесткими центрамн 5 н 6. Мембраны разделяют корпус на полости подвода 7 и отвода 8 регулируемой среды и 1р

1 полость 9 управляющей среды. В полости 8 установлен элемент "сопло-заслонка", сопло 10 которого расположено на.жестком центре 6 мембраны

4 и соединено каналом 11 с полостью 7, а заслонка 12 установлена на винте 13 в корпусе 1, 15

Блок двух мембран связан с пружиной 14, В полости 9 установлен дросселнрующий элемент

15, выполненный в виде сдвоенного цилиндрического и щелевого сопла, заслонками которого являются жесткие центры мембран 5 и 6 и кото. эр рое соединено с входным патрубком 16, в котором установлены диафрагма 17 и штуцер 18, Пружина 14 регулируется механизмом 19, выполненным в виде винта. Для ограничснйя регулятора установлен упор 20. 25 .Работа регулятора осуществляется следующим образом.

Давление регулируемой среды подводится в полость 7. Это давление воздействует на мембрану 3 с жестким центром 5, жестко соединен- зр ную с мембраной 4 с жестким центром 6, опирающимся на пружину 14.

Давление управляющей среды подводится через диафрагму 17 к дросселирующему элементу

15„имеющему два выходных отверстия: одно З5 (верхнее) — круглое, второе (нижнее) — коль1 цевое. Слив из верхнего отверстия регулируется жестким центром 5, а из нижнего — жестким центром 6. Площади верхнего — круглого и нижнего — кольцевого отверстий выбираются с 4р таким расчетом, чтобы усилия управляющей среды, воздействующие как на жесткий центр 5, так и на жесткий центр 6, были одинаковыми.

: Этим исключается влияние управляющей среды на работу регулятора. Периметр отверстия, че- 45 ! рез которое сливается среда вверху, в несколько раэ меньше периметра отверстия, через которое сливается среда внизу. Поэтому, при изменении давления регулируемой среды в камере 7 и соответствующем перемещении мембран 3 и 4, @ величина сливного сечения изменится значительно. При увеличекчи давления управляющей среды суммарное сливное сечение увеличится, а при уменьшении — уменьшится. В первом случае давление в дросселирующем элементе 15

55 уменьшится, во втором — увеличится. Изменение этого давления будет передаваться через штуцер 18 последующим звеньям системы регулирования, 8 4

Из полости 9 управляющая среда сливается в пространство с атмосферным или другим, но значительно меньшим давлением, чем наименьшее давление в дросселирующем элементе 15.

При этом изменение давления в полости 9 не будет влиять на величину импульсного давления, передаваемого на пружину 14, поскольку активные площади мембран 3 и 4 одинаковы. В полость 8 регулируемая среда подводится по каналу 11 через дроссель на выходе, а из полости 8 вытекает через дроссель, управляемый с помощью привода.

На жестко связанные мембраны 3 и 4 действует разность давлений в полостях 7 и 8.

При этом в полости 8 устанавливается относительно малое давление, не превышающее трех расчетных неравномерностей давления управляющей среды.

Разность усилий на мембраны 3 и 4 уравно. вешивается пружиной 14.

Вытекание регулируемой среды через канал 11 перекрываетея заслонкой 12, установленной на винте 13. Зазор между заслонкой 12 и соплом 10 устанавливается исходя из следующего. Г1ри нормальных условиях эксплуатации и нормальном давлении регулируемой среды в полости 7 зазор 8 выбирается таким, чтобы при относительно малых перемещениях мембран 3 и 4 количество регулируемой среды, поступающей в полость 8, практически оставалось постоянным. При аварийном повышении давления в полости 7 зазор " уменьшается настолько, что уменьшается пропуск регулируемой среды в полость 8, Это вызывает уменьшение давления в этой полости и, как следствие, большее перемещение мембран 3 и

4. Соответственно давление в дросселирующем элементе 15 уменьшится больше, чем это соот.ветствовало бы статическому изменению давления в полостях 7 и 8. В данном случае появляется включающая связь и при относительно большом уменьшении зазора "О" мембраны 3 и 4 переместятся до упора и сразу откроют максимальный слив среды дросселирующего элемента 15. Это вызовет появление максимальной команды последующим звеньям регулирования.

Ручное или дистанционное изменение давления регулируемой среды осуществляется с помощью механизма 19, воздействующего на натяжение пружины 14. Изменяя натяжение пружины 14, можно изменять спивное сечение из дросселирующего элемента 15 при неизменном давлении в полости 7 и тем воздействовать на агрегат для изменения давления регулируемой среды в желаемом направлении.

По техническим условиям иногда требуется ограничивать действие регулятора при уменьшении давления регулируемой среды сверх уста72В!

ЦНИИПИ Заказ 1137/47 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП "Патент", Г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 новленного предела. Для этой цели служит перемещаемый упор 20.

Предлагаемый регулятор позволяет повысить быстродействие и точность устройства.

Формула иэобpетення

1. Регулятор давления, содержащий корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде подпружиненного> блока двух мембран, разделяющих корпус на полости подвода и отвода регулируемой среды и полость управляющей среды, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения быстродействия регулятора, в полости отвода регулируемой среды установлен элемент "соплозаслонка", corno которого расположено на жестком центре мембраньi-и соединено каналом

6 с полостью подвода регулируемой среды, а заслонка установлена на корпусе.

2, Регулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и й-, с я тем, что, с целью повьпиения точности, в полости управляющей среды установлен дросселирующий элемент, выполненный в виде уравновешенного сдвоенного цилиндрического и щелевого сопла, заслонками которого являются жесткие центры мембран.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кириллов И. И. Регулирование паровых и газовых турбин, Тосэнергоиздат", 1952, с. 45, фи . 24.

2. Кириллов И. И. Регулирование паровых и газовых турбин. Госэнергоиздат", 1952, с. 47, фиг. 2б.

3: Авторское свидетельство ГССР Ю 3)1256, кл, С 05 D 16/06, 1969 (прототип).