RU2393523C1 - Pressure controller - Google Patents

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed pressure controller comprises body with intake and discharge chambers accommodating two aligned control valves with control chambers, and draining system. First control member represents a hydraulic gate valve housing second control member representing a valve. This valve rod has one end accommodating a barrel turned upside down and arranged between intake chamber and discharge chamber seat. Rod second end represents a piston around which arranged is third control member aligned with the former, and representing circular piston with control chamber. First and second control members are spring loaded for them to be returned into initial position. Jacket with channels and working chamber is arranged around first control member to along its surface to prohibit working medium from ingress into pressure controller. Control chambers of all control members and jacket are communicated with pressure controller inlet chamber.

EFFECT: fast operation, expanded operating performances, optimised design.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, регулирующим расход газов в системах газоснабжения, в частности в пусковых устройствах различных систем.The invention relates to devices that regulate the flow of gases in gas supply systems, in particular in the starting devices of various systems.

Известен двухступенчатый регулятор давления по а.с. № 396517, 1970 г., содержащий два последовательно соединенных, регулирующих расход рабочей среды органа.Known two-stage pressure regulator as.with. No. 396517, 1970, containing two series-connected regulating the flow of the working environment of the body.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является «Двухступенчатый регулятор давления» по патенту РФ №771629 от 15.10.80 г., МПК G05D 16/10, содержащий корпус с входной и выходной полостями, внутри которого расположены два последовательно соединенных соосно регулирующих органа с управляющими полостями, два чувствительных элемента, регулировочную пружину с винтом для настройки регулятора на определенную величину выходного давления, а также систему дренирования.Closest to the technical nature of this invention is the "Two-stage pressure regulator" according to the patent of Russian Federation No. 771629 from 10.15.80, IPC G05D 16/10, containing a housing with input and output cavities, inside of which are located two serially connected coaxially regulating bodies with control cavities, two sensing elements, an adjustment spring with a screw for adjusting the regulator to a certain value of the outlet pressure, as well as a drainage system.

Недостатками известных устройств является относительно большое время выхода на рабочий режим регуляторов давления после открытия запорных элементов, дискретность характеристик рабочих параметров регулирующих органов и необходимость вручную производить настройки регуляторов давления перед работой.The disadvantages of the known devices are the relatively long time for the pressure regulators to reach the operating mode after opening the locking elements, the discreteness of the operating parameters of the regulatory bodies and the need to manually adjust the pressure regulators before operation.

Техническое решение предлагаемого регулятора давления газа как управляющего устройства направлено на повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей в сочетании с оптимизацией конструкции самого регулятора.The technical solution of the proposed gas pressure regulator as a control device is aimed at increasing speed and expanding functionality in combination with optimization of the design of the regulator itself.

Технический результат достигается тем, что в корпусе регулятора давления газа с входной и выходной полостями расположены два последовательно соединенных соосно регулирующих органа с управляющими полостями и система дренирования, первый регулирующий орган выполнен в виде цилиндрического затвора входной полости. Второй регулирующий орган размещен внутри первого регулирующего органа и выполнен в виде клапана, на одном конце штока которого установлен элемент в форме перевернутого стакана, запирающего седло выходной полости регулятора, а другой конец штока выполнен в виде поршня, вокруг которого соосно установлен третий регулирующий орган в виде кольцевого поршня со своей управляющей полостью. Первый и второй регулирующие органы подпружинены с возможностью возврата в исходное положение после отсечки поступления рабочей среды. В корпусе регулятора вокруг первого регулирующего органа размещена рубашка с внутренними каналами для прохода рабочей среды с возможностью ее перемещения в сторону седла с образованием рабочей полости между корпусом и рубашкой.The technical result is achieved by the fact that in the case of the gas pressure regulator with the inlet and outlet cavities there are two serially connected coaxially regulating bodies with control cavities and a drainage system, the first regulatory body is made in the form of a cylindrical shutter of the inlet cavity. The second regulatory body is placed inside the first regulatory body and is made in the form of a valve, on one end of the rod of which an element is installed in the form of an inverted cup, which closes the saddle of the output cavity of the regulator, and the other end of the rod is made in the form of a piston around which the third regulatory body is coaxially mounted annular piston with its control cavity. The first and second regulatory bodies are spring-loaded with the ability to return to their original position after cutting off the flow of the working medium. A jacket with internal channels is placed in the regulator body around the first regulator for passage of the working medium with the possibility of its movement towards the saddle with the formation of a working cavity between the body and the jacket.

Управляющие полости всех регулирующих органов сообщены с входной полостью регулятора через электропневмокпапаны с программным управлением. Для стравливания избыточного давления рабочей среды после срабатывания регулятора в системе дренирования также установлен электропневмоклапан с программным управлением его включения.The control cavities of all regulatory bodies are in communication with the input cavity of the regulator through electro-pneumatic control valves with programmed control. To relieve excess pressure of the working medium after the regulator has been activated, an electro-pneumatic valve with programmed control of its inclusion is also installed in the drainage system.

Конструктивно регулирующие органы представляют собой затворы, с помощью которых по управляющей программе, в соответствии с заданием, устанавливаются размеры проходных для рабочей среды сечений регулятора.Structurally, the regulatory bodies are gates, with which, according to the control program, in accordance with the task, the sizes of the regulator cross-sections for the working medium are established.

Предлагаемая конструкция регулятора давления делает возможным благодаря введению третьей ступени регулирования величины зазора для прохождения рабочей среды в выходную полость устройства, используя электропневмоклапаны с программным управлением, распределение поступающего из входной магистрали потока рабочей среды по управляющим полостям трех регулирующих органов по заданной функции, обусловленной внешними условиями работы пусковых систем. На фиг.2 представлена зависимость изменения эффективного проходного сечения (µf, м²) регулятора от времени (t, сек), в результате чего каждый из трех регулирующих органов перемещается на предусмотренную в конструкции корпуса величину, что позволяет значительно сократить время открывания проходных сечений, исключить предварительные настройки регулятора и уменьшить габариты устройства (фиг.2).The proposed design of the pressure regulator makes it possible due to the introduction of the third stage of regulating the gap for the passage of the working medium into the output cavity of the device using electropneumatic valves with programmed control, the distribution of the flow of the working medium coming from the input line through the control cavities of the three regulatory bodies according to a given function, due to external working conditions starting systems. Figure 2 shows the dependence of the change in the effective cross-section (μf, m ² ) of the controller on time (t, sec), as a result of which each of the three regulatory bodies moves by the value provided in the housing design, which significantly reduces the opening time of the cross-sections, to exclude the preset settings of the controller and reduce the dimensions of the device (figure 2).

Предлагаемое техническое решение регулятора давления представлено на фиг.1 - регулятор давления в разрезе.The proposed technical solution of the pressure regulator is presented in figure 1 - sectional pressure regulator.

Регулятор давления состоит из корпуса 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, конструктивно связанными седлом 4 с эластичным уплотнением 5 и каналами 6 для подвода входной среды. В корпусе 1 установлен с функцией затвора первый регулирующий орган 7, подпружиненный пружиной 8, внутри него соосно размещен второй регулирующий орган, на штоке 9 которого в форме перевернутого стакана выполнен замыкающий седло 4 элемент 10 с каналами 11 и пазом 12, с возможностью его перемещения и возврата в исходное положение пружиной 13. Другой конец штока 9 выполнен в виде поршня 14 с управляющей полостью 15, на который соосно установлен третий регулирующий орган в виде кольцевого поршня 16 с управляющей полостью 17. В корпусе 1 с образованием полости 18 установлена рубашка 19 с управляющей полостью 20 с возможностью перемещения вдоль цилиндрической поверхности первого регулирующего органа до упора с эластичным уплотнением 5 седла 4. Подвод рабочей среды из входной полости регулятора в управляющие полости 15, 17, 20, 21 регулирующих органов осуществляется через электропневмоклапаны с программным управлением 22, 23, 24, а электропневмоклапан 25 обеспечивает режим отсечки доступа рабочей среды в выходную полость регулятора с помощью рубашки 19.The pressure regulator consists of a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 cavities, structurally connected by a saddle 4 with an elastic seal 5 and channels 6 for supplying an input medium. In the housing 1, a first regulatory body 7, spring-loaded with a spring 8, is installed with a shutter function, a second regulatory body is coaxially placed inside it, on the stem 9 of which in the form of an inverted cup a closing saddle 4 has an element 10 with channels 11 and a groove 12, with the possibility of its movement and return to the initial position by the spring 13. The other end of the rod 9 is made in the form of a piston 14 with a control cavity 15, on which the third regulatory body is coaxially mounted in the form of an annular piston 16 with a control cavity 17. In the housing 1 with the formation of the floor On shaft 18, a shirt 19 with a control cavity 20 is installed with the possibility of moving along the cylindrical surface of the first regulatory body to the stop with an elastic seal 5 of the seat 4. The medium is supplied from the input cavity of the regulator to the control cavities 15, 17, 20, 21 of the regulatory bodies through electropneumatic valves with program control 22, 23, 24, and the electro-pneumatic valve 25 provides a cut-off mode for access of the working medium to the output cavity of the regulator using a shirt 19.

Работает регулятор давления следующим образом: в исходном положении (до подачи давления рабочей среды на устройство) первый регулирующий орган 7 поджат пружиной 8 к уплотнителю 5 седла 4, элемент 10 второго регулирующего органа пружиной 13 жестко прижат к седлу 4.The pressure regulator operates as follows: in the initial position (before applying the working medium pressure to the device), the first regulatory body 7 is spring loaded 8 to the seal 5 of the seat 4, the element 10 of the second regulatory body spring 13 is firmly pressed against the seat 4.

Перед подачей давления на регулятор система управления выставляет временные параметры подачи электропитания на электромагнитные приводы электропневмоклапанов.Before applying pressure to the regulator, the control system sets the time parameters for supplying power to the electromagnetic actuators of the electro-pneumatic valves.

Подается питание на электропневмоклапан 22 и рабочая среда под давлением поступает в управляющую полость 21 первого регулирующего органа 7, преодолевает усилие поджатия пружины 8 и отводит его от седла 4. Рабочая среда поступает через пазы 12 элемента 10 второго регулирующего органа в выходную полость 3. Через заданное время подается электропитание на электропневмоклапан 23 и рабочая среда под давлением поступает в управляющую полость 17 для перемещения кольцевого поршня 16 третьего регулирующего органа и при достижении усилия превышающего усилие поджатия пружины 13 отводит элемент 10 от седла 4 до упора в корпусе 1, определяющего крайнее положение элемента. При подаче питания на электропневмокпапан 24 рабочая среда под давлением поступает в полость 15, управляющую перемещением поршня 14, и при достижении усилия воздействия на поршень, превышающим усилие поджатия пружины 13, перемещает его до упора в крайнее положение, отводя тем самым шток 9 от седла 4, что приводит к увеличению подвода рабочей среды в выходную полость 3.Power is supplied to the electro-pneumatic valve 22 and the working medium under pressure enters the control cavity 21 of the first regulatory body 7, overcomes the force of the spring 8 and draws it away from the seat 4. The working medium enters through the grooves 12 of the element 10 of the second regulatory body into the output cavity 3. Through a predetermined time, power is supplied to the electro-pneumatic valve 23 and the working medium under pressure enters the control cavity 17 to move the annular piston 16 of the third regulatory body and when a force exceeding Leah preload spring 13 removes from the valve seat member 10 to the stop 4 in the housing 1, defining the extreme position of the element. When power is applied to the electro-pneumatic valve 24, the working medium under pressure enters the cavity 15, which controls the movement of the piston 14, and when the force exerted on the piston is greater than the pressure of the spring 13, it moves it all the way to the extreme position, thereby withdrawing the rod 9 from the seat 4 , which leads to an increase in the supply of the working medium to the output cavity 3.

Для прекращения подвода рабочей среды в выходную полость подается электропитание на электропневмоклапан 25, который открывает доступ рабочей среды в управляющую полость 18 для перемещения рубашки 19 до упора в эластичное уплотнение 5 седла 4, что приводит к прекращению доступа рабочей среды из входной полости 1 в выходную полость 3 регулятора давления.To stop the supply of the working medium to the outlet cavity, power is supplied to the electro-pneumatic valve 25, which opens the access of the working medium to the control cavity 18 to move the shirt 19 to the stop in the elastic seal 5 of the seat 4, which leads to the termination of the access of the working medium from the inlet cavity 1 to the outlet cavity 3 pressure regulators.

Для приведения регулятора давления в исходное положение рабочая среда дренируется из входной полости и из управляющих полостей всех регулирующих органов, снимается электропитание с электропневмоклапанов, снимается усилие сжатия пружин, последние приводят затворы в исходное положение.To bring the pressure regulator to its initial position, the working medium is drained from the inlet cavity and from the control cavities of all regulatory bodies, the power supply is removed from the electro-pneumatic valves, the compression force of the springs is removed, the latter bring the valves to their original position.

Таким образом, работа регулятора давления осуществляется в автоматическом режиме только управляющими командами системы управления без вмешательства оператора.Thus, the operation of the pressure regulator is carried out in automatic mode only by the control commands of the control system without operator intervention.

Claims (1)

Регулятор давления, включающий корпус с входной и выходной полостями, внутри которого расположены два последовательно соосно соединенных регулирующих органа с управляющими полостями, и систему дренирования, отличающийся тем, что первый регулирующий орган выполнен в виде цилиндрического затвора, внутри которого размещен второй регулирующий орган в виде клапана, на одном конце штока которого установлен элемент в форме перевернутого стакана, расположенный между входной и седлом выходной полостей, другой конец штока выполнен в виде поршня, вокруг которого соосно установлен третий регулирующий орган, представляющий собой кольцевой поршень с управляющей полостью, при этом первый и второй регулирующие органы подпружинены с возможностью возврата их в исходное положение, а вокруг первого регулирующего органа размещена рубашка с каналами и рабочей полостью с возможностью ее перемещения вдоль поверхности последнего для прекращения доступа рабочей среды в регулятор давления, при этом управляющие полости всех регулирующих органов и рубашки сообщены с его входной полостью через электропневмоклапаны. A pressure regulator comprising a housing with inlet and outlet cavities, inside of which there are two serially connected regulating bodies with control cavities, and a drainage system, characterized in that the first regulatory body is made in the form of a cylindrical shutter, inside which the second regulatory body is placed in the form of a valve , on one end of the rod of which an element is installed in the form of an inverted cup located between the inlet and the saddle of the outlet cavities, the other end of the rod is made in the form of a piston I, around which the third regulatory body is coaxially mounted, which is an annular piston with a control cavity, while the first and second regulatory bodies are spring-loaded with the ability to return them to their original position, and around the first regulatory body there is a shirt with channels and a working cavity with the possibility of its movement along the surface of the latter to stop access of the working medium to the pressure regulator, while the control cavities of all regulatory bodies and the shirt are in communication with its input cavity h cut electropneumatic.

Images