Регулятор давления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

<ц974344

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.04.81 (21) 3277344/18-24 с присоединением заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень йй 42

Дата опубликования описания 15.11.82 (5! )М. Кл.

Gi 05 Э 16/04

1ооуАеротеенный комитет

СССР

ho делам изобретений и открытий (53) УДК621.646.. 4(088. 8) :.,.1. !, 11,; ст

Б. Н. Фреййин. P. А. Нелепин, И. Н. Чернихо скфй йй :АГйй..йусьйц J

1. » „, Лifc, ) 1" ." д

Научно-производственное объединение по иссЛедо и проектированию энергетического оборудования. им.И. И. Ползунова и Ленинградский ордена Ленина кораблестроительный институт (72) Автори изобретения (71) Заявители (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и предназначено для автоматического поддержания давления рабочей жидкости, например мазута в системах горения котлоагрегатов, и может быть, использовано в качестве защитного устройства в гидросис темах.

Известен регулятор давления прямого действия, содержащий подпружиненный поршень, воспринимающий давление рабочей

t0 жидкости, перемещающийся во втулке, снабженной сливными окнами (1) .

Недостатком этого регулятора является наличие проточек рабочей жидкости и трения между поршнем и втулкой, что не поз-15 воляет применить его при загрязненных рабочих жидкостях.

Известен регулятор давления прямого действия мембранного типа, содержащий го корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий орган типа клапан-cegло и пружину задания, причем клапан жестко связан с мембраной и подвижным концом пружины задания, а седло сообщено с выходным (сливным) патрубком f2), Недостатком известного регулятора

t давления мембранного типа является возрастание уровня напряжений в мембране с увеличением давления рабочей жидкости.

При нормальном же уровне напряжений работоспособность мембран ограничена их циклической прочностью. Регуляторы мембранного типа применяются, как правило, только на низкие давления. Кроме того, возможно нарушение устойчивости этих регуляторов с увеличением содержания нерастворенного воздуха в рабочей жидкости. Все это приводит к понижению надежности работы регулятора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубком и регулирующий орган типа сопло-заслонка, сопло которого связано с входным патрубком, а заслонка расположена на рычаге, шарнирно эа97434 крепленном в корпусе и связанном с пружиной задания 13) .

Известный регулятор характеризуется недостаточной точностью поддержания давления и возможностью нарушения его устойчивости с увеличением содержания в рабочей жидкости нерастворенного воздуха, что снижает надежность работы регулятора.

1Лелью изобретения является повыше- 30 ние точности и надежности регулятора давления.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления, содержащем кор- пус с входным и выходным патрубками и регулирующим органом типа сопло-заслонка, сопло которого связано с входным патрубком, а заслонка расположена на рычаге, шарнирно закрепленном в корпусе и связанном с пружиной задания, заслонка gp выполнена в виде установленного соосно соплу козырька с цилиндрической камерой, в которой установлен связанный с соплом поршень, надпоршневая полость которого сообщена с полостью входного патрубка, д причем часть внутренней поверхности ко« зырька выполнена тороидальной формы, он содержит ограничительный упор, установленный в корпусе с возможностью контакта с рычагом. 50

На чертеже показан предлагаемый регулятор давления.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным (сливным) 3 патрубками и регулирующий орган типа сопла-заслонка, сопло 4 которого установлено в корпусе 1 и связано с входным патрубком 2, а заслонка 5 выполнена в виде козырька, установленного соосно соплу 4 на рычаге 6, шарнирно закрепленном в корпусе 1 и связанном с пружинбй за дания 7, настройка которой осуществляется винтом 8,. В козырьке 5 выполнена цилиндрическая камера 9, в которой уста новлен связанный с соплом 4 поршень 10, надпоршневая полость 1 1 которого сообщена с полостью входного патрубка 2 через отверстие 12 в поршне 10. Часть внутренней. поверхности 13 козырька 5 выполнена тороидальной формы.. Положение

50 опоры 14 рычага 6 можно изменять посредством прокладок 15. Перемещение рычага 6 ограничено упором 16. Для герметизации корпуса 1 применена колпачковая гайка 17.

Регулятор работает следующим обра55 зом.

Входной патрубок 2 соединяется с магистралью, в которой необходимо поддер4 4 живать давление, а выходной патрубок 3с линией слива. Рабочая жидкость через входной патрубок 2, сопло 4 и отверстия

12 поступает к поршню 10 и через радиальный зазор между поверхностями поршня 10 и камеры 9 в надпоршневую полость

11, ограниченную торцом поршня 10.

Давление рабочей жидкости в полости 11 воздействует на заслонку 5, являющуюся одновременно измерительным органом.

При увеличении давления рабочей жидкости, например вследствие уменьшения расхода жидкости в линии потребителя, заслонка 5 перемещается вверх, соответственно возрастает слив рабочей жидкости из регулятора через патрубок 3. При уменьшении давления рабочей жидкости. заслонка перемещается вниа, что приводит к уменьшению слива. Таким образом, осуществляется поддержание регулятором давления рабочей жидкости в пределах неравномерности регулирования, зависящей от жесткости пружины и гидродинамических сил, приложенных к заслонке.

При перемещении заслонки появляется демпфирующее усилие, обеспечивающее устойчивую работу регулятора. Это усилие, пропорциональное скорости перемещения заслонки 5, возрастает с уменьшением радиального зазора между поршнем

10 и камерой 9 и увеличением диаметра поршня 10.

Заслонка 5 свободно расположена относительно пружины 7, а между заслонкой и пружиной размещен жесткий рычаг

6, перемещение которого ограничено упором 16. Это позволяет, во-первых, исключить воздействие на заслонку 5 несоосной составляющей усилия пружины 7, и во-вторых, обеспечить при работе регулятора наличие радиального зазора между поршнем 10 и заслонкой 5 по всей окружности, т, е, исключить возможность появления сухого трения между поршнем и клапаном. Радиальный зазор между поршнем 10 и заслонкой 5 самоустанавливается и сохраняется при работе регулятора, если осуществить предварительно подъем заслонки до упора посредством гидравлического давления. При этом зазор ф между рычагом 6 и упорбм 16 принимается равным Д (1,3 - 1,5) Й, где Qрабочий ход заслонки, соответствующий максимальному расходу рабочей жидкости через регулятор. При положении заслонки на сопле 4 следует обеспечить контакт между соприкасаемыми плоскостями за9743

5 слонки 5 и рычага 6 путем подгонки прокладок 15.

При подъеме клапана струя жидкости за счет заслонки, выполенной в виде козырька 5, поворачивается, вследствие 5 чего создается реактивное усилие, прило женное к заслонке 5 и противодействующее усилию пружины 7. Тородальный профиль внутренней поверхности 13 козырька 5 позволяет осуществить плавный поворот струи на угол с 180 относи« тельно направления скорости жидкости в сопле. При с = 180 величина реактивной силы приближенно может быть определена по формуле N =(бф),, где G/й- массовый расход жидкостич через регулятор, — скорость жидкости, покидающей коН .,зырек. Как следует из приведенной фор мулы, величина реактивной силы Pl возрастает с увеличением расхода жидкости л скорости истечения. Скорость истечения . увеличивается с повышением давления рабочей жидкости. Влияние реактивной силы М приводит к уменьшению неравномерИ ности регулирования, т. е. повышению статической точности поддержания давления регулятором.

Таким образом, предлагаемое техничес+ кое решение позволяет повысить надежность работы регулятора давления прямого дей- ствия, повысить его чувствительность и упростить сборку, повысить точность поддержания давления. Предлагаемый регулятор может быть также применен в качесто ве регулирующего и защитного устройства 35 в других гидравлических системах регулирования и управления.

Экономический эффект от использования регулятора для поддержания давления мазута в системах горения котлов определя- ется повышением надежности работы системы топливоснабжения котельной и экономией топлива. Проведенный расчет показывает, что при внедрении регулятора

44 годовая экономия топлива на котельную составляет не менее 200 т. Экономическая эффективность в денежном выражении от внедрения предлагаемого регулятора может быть определена по мере конкретизации и расширения объема внедрения.

Формула изобретения

1. Регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, и регулирующим органом типа соплозаслонка", сопло которого связано с входным патрубком, а заслонка расположена на рычаге, шарнирно закрепленном в корпусе и связанном с пружиной задания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулятора, заслонка выполнена в виде установленного соосно соплу козырька с цилиндрической камерой, в которой установлен связанный с соплом поршень, надпоршневая полость которого сообщена с полостью входного патрубка, причем часть внутренней поверхности козырька ймеет тороидальную форму.

2. Регулятор по и. 1, о т л и ч а юm и и с я тем, что он содержит ограничительный упор, установленный в корпусе с возможностью контакта с рычагом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гребень М. А. и др. Регулирование паровых турбин. М., Госэнергоиздат, 1959, с. 86.

2. Слупкин Л. А.и др. Автоматизация котлоагрегатов типов АПВ и АВ, И., НИИЭИНФОРИЭНЕРГОМАШ. 1-77,32, 1977, с. 23.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 156808, кл. F 15 С 3/14, 1961 (прототип) .

974344

Составитель Л. Подшибихин

Редактор Н. Горват Техред А.Бабинеп Корректор М. Шароши

Заказ 8703/66 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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