SU1409985A1 - Pressure regulator - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к пневмо- арматуре и может быть использовано в пневмосистемах. Цель изобретени  - повышение точности работы и улучшение динамических характеристик регул тора . В регул торе давлени  газа чувствительный орган задатчика давлени  1 выполнен в виде поршн  21 с внутренней полостью 22, в которой размещен св занньш посредством толкаThe invention relates to pneumatic valves and can be used in pneumatic systems. The purpose of the invention is to improve the accuracy of work and improve the dynamic characteristics of the controller. In the gas pressure regulator, the sensitive element of pressure setting device 1 is made in the form of a piston 21 with an internal cavity 22 in which a connected body is placed by means of

Description

(Л(L

со со сх елwith co c ate

тел  23 с чувствительным элементом 18 редуктора клапан 24. Полость 22 сообщена каналом 25 седла 26 с под- мембранной полостью 27 чувствительного элемента 18  вл нмцейс  одновременно и управл ющей полостью редуктора и выходной полостью задатчика давлени  2j сообщенной каналом 28 с выходной полостью редуктора 5 С другой стороны из полости 22 выходит канал 295 седло 30 которого перекрыто клапаном 24 и полость которого сообщена с выполненной на нар-ужной поверхности портн  21 между уплотни-- тельн№ш манжетами 31 и 32 кольцевойbodies 23 with a sensitive element 18 of the reducer valve 24. The cavity 22 is in communication with channel 25 of the seat 26 with a sub-membrane cavity 27 of the sensitive element 18 and simultaneously controls the control cavity of the reducer and the output cavity of the pressure setting device 2j communicated by channel 28 with the output cavity of the reducer 5 C another from the cavity 22, the channel 295 goes out; the saddle 30 of which is blocked by the valve 24 and the cavity of which is communicated from the tailgun 21, which is made on the loading surface of the tailpipe 21, between the sealing cuffs 31 and 32

проточкой 335 полостью которой каналом 34 сообщена с входной полостью 4 регул тора. Дросселирующий клапан редуктора 8 выполнен в виде ступенчатого поршн ,, больша  ступень 12 на- дополнительной регулируемой пр гжиной и через канал 13 в толкателе 14 выходным давлением регул тора, Регул тор давлени  газа обеспечивает высокую точность поддержани  давлени  газад исключает обратное движение среды резкое возрастание давле ки  при резком открытии системы питани  высоким давлениемо Точность регу лировани  возрастает в 2 раза 1 ил.the groove 335 cavity of which channel 34 communicates with the input cavity 4 of the regulator. The throttling valve of the gearbox 8 is made in the form of a stepped piston, a large step 12 by an additional adjustable pin and through the channel 13 in the pusher 14 by the output pressure of the regulator. The gas pressure regulator provides high accuracy of pressure maintenance; gas eliminates the reverse movement of the medium. with a sharp opening of the high-pressure feed system, the accuracy of the regulation increases by a factor of 2 1.

1one

Изобретение относитс  к пневмо- арматуре и может быть использовано в пневмосистемах.The invention relates to pneumatic valves and can be used in pneumatic systems.

Цель изобретени  - повышение точ- ности работы и улучшение динамических характеристик регул тора.The purpose of the invention is to improve the operation accuracy and improve the dynamic characteristics of the controller.

На чертеже схематически изображен регул тор давлени  газаThe figure schematically shows a gas pressure regulator.

Регул тор давлени  газа содержит редуктор 1 и задатчик 2 давлени  вьшолненные в общем корпусе 3 с входной 4 и выходной 5 полост ми. Между входной и выходной полост ми редуктора вьтолнено седло 6, канал 7 KOTO рого перекрыт дросселирующим клапаном 8 5 нагруженнь м регулируемой посредством винта 9 через поршень 10 пружиной 11, Дросселирующий клапан 8 вьшолнен ступенчатым его больша  ступень 12 контактирует с пружиной 11 и нагружена выходным давлением подаваемым из выходной полости 5 по каналу 13 вьшолненному в толкателе 14 дросселирующего клапана 8„ Дрос- селирзтощий клапан 8 взаимодействует со штоком 15 демпфера 16, второй што 17 которого взаимодействует с мембраным чувствительным элементом 18 редуктора Полость 19 под чувствитель- ным элементом 18 каналами 20 сообщена с выходной полостью 5„The gas pressure regulator contains a pressure regulator 1 and a pressure setting device 2, implemented in a common housing 3 with an input 4 and an output 5 cavities. A saddle 6 is filled in the inlet and outlet cavities of the reducer, the channel 7 of KOTO is blocked by a throttling valve 8 5 loaded adjustable by means of a screw 9 through the piston 10 by a spring 11, the throttling valve 8 is executed step-wise; from the output cavity 5 through the channel 13 to the thrust valve 8 which is filled in the push rod 14 “The throttle valve 8 interacts with the stem 15 of the damper 16, the second shaft 17 of which interacts with the membrane The second element 18 of the gearbox Cavity 19 under the sensitive element 18 channels 20 communicates with the output cavity 5 "

Чувствительный орган задатчика 2 давлени  выполнен в виде поршн  21 с полостью 22, в которой размещен взаимодействующий посредством толка- The sensing organ of the pressure setting device 2 is made in the form of a piston 21 with a cavity 22, in which a cooperating member is housed

тел  23 с чувствительным элементом 18 клапан 24 Полость 22 сообщена каналом 25 седла 26 с надмембранной полостью 27 чувствительного элемента 18,  вл ющейс  одновременно, и управл ющей полостью редуктора и выходной полостью задатчика 2 давлени , сообщенной каналом 28 с выходной полостью 5 редуктора. С другой стороны из полости 22 выходит канал 29$, седло 30 которого перекрыто клапаном 24 и полость которого сообщена с выполненной на наружной поверхности поршн  21 между его уплотнительньи-ш манжетами 31 и 32 кольцевой проточкой 33j полостью которой каналом 34 сообщена с входной полостью 4 регул тораbodies 23 with a sensing element 18; a valve 24; a cavity 22 is communicated by a channel 25 of the seat 26 with an overmembrane cavity 27 of the sensing element 18, which is simultaneously the control cavity of the gearbox and the output cavity of the pressure setting device 2, communicated by channel 28 with the output cavity 5 of the gearbox. On the other hand, the channel 22 leaves the cavity 22, the saddle 30 of which is blocked by the valve 24 and the cavity of which is connected to the cavity 34 with the annular groove 33j of the cavity 34 which is formed on the outer surface of the piston 21 between the sealing cavity and the inlet cavity 4 of the regulator. Torah

Чувствительный орган 21 нагружен регулируемой посредством винта 35 через тарель 36 пружиной 37, В канале 28 установлен дроссель 38, Пружину 11 рассчитывают таким образом, чтобы она могла уравновешивать воздействие минимального допустимого входного давлени  на клапан 24 (на его неуравновешенную по входному давлению площадь ) ,Sensitive organ 21 is loaded with spring 37 regulated by screw 35 through plate 36, Throttle 38 is installed in channel 28, Spring 11 is calculated so that it can counterbalance the effect of the minimum allowable input pressure on valve 24 (on its unbalanced area).

Регул тор работает следующим обра- зом„The regulator operates as follows:

в исходном положении винтом 35 пружина 37 сжата на получение необходимого (настроечного) давлени  на выходе регул тора, Пр окина 11 винтом 9 сжата иптм.чъко. что входным давлением недопустимо малой дл  работы регул тора величины на неуравновешенную площадь клапана 24 усилие пружины 11 не может быть преодолено. Под действием пружины 11 дросселирующий клапан 8 подн т вверх, прижат к седлу 6 входна  4 и выходна  5 полости разобщены. Толкателем 14 штоки 15 иin the initial position by screw 35, the spring 37 is compressed to obtain the required (adjusting) pressure at the outlet of the regulator, Pr okin 11 by screw 9 is compressed iptm.ch. that the input pressure is unacceptably small for the operation of the regulator of magnitude on the unbalanced area of the valve 24, the force of the spring 11 cannot be overcome. Under the action of the spring 11, the throttling valve 8 is raised up, pressed against the saddle 6 of the inlet 4 and the outlet 5 of the cavity are separated. Pusher 14 rods 15 and

над давлением в управл ющей полости 27 чувствительный элемент 18 поднимаетс  настолько, что дросселирующий g клапан 8 садитс  на седло 6, прекратив дальнейший рост давлени  на выходе регул тора«above the pressure in the control cavity 27, the sensing element 18 rises so much that the throttling g valve 8 sits on the saddle 6, stopping the further pressure increase at the regulator outlet "

При отборе газа от регул тора его давлени  в полост х 5 и 19 несколько 17 демпфера 16 подн ты вверх, и через ,Q снижаетс . Это приводит к опусканию чувствительньй элемент 18 толкатель чувствительного элемента 18 и откры23клапана 24 прижат к седлу 30. Полость 22 разобщена от входной полости 4,When gas is withdrawn from its pressure regulator in cavities 5 and 19, a few 17 dampers 16 are raised, and through, Q decreases. This leads to the lowering of the sensitive element 18, the pusher of the sensitive element 18 and the opening of the valve 24 is pressed against the saddle 30. The cavity 22 is separated from the input cavity 4,

При подаче на вход регул тора газа 5 подвижной системе регул тора устанав- высокого давлени  оно по каналам 34 и 29 поступает и воздействует на клапан 24. Это давление через толкатель 23, % вствительный элемент 18, демпфер 16, толкатель 14 и клапан 8 вое- 2о давлени  регул тора определ етс  принимаетс  пружиной 11. Если величи- точностью поддержани  давлени  задат- на входного давлени  ниже минимально допустимого (установленного винтом 9), то его сила недостаточна дл  преодолени  усили  пружины 11, клапаныWhen a gas regulator 5 is supplied to the inlet of the gas regulator 5, it is supplied via channels 34 and 29 and acts on the valve 24. This pressure through the pusher 23, the spring element 18, the damper 16, the pusher 14 and the valve 8 2o, the pressure of the regulator is determined by the spring 11. If the accuracy of maintaining the pressure of the set input pressure is lower than the minimum allowable (established by screw 9), then its force is insufficient to overcome the force of the spring 11, the valves

24и 8 закрыты, газ на выход регул тора не поступает.24 and 8 are closed, gas does not flow to the regulator output.

При подаче на вход регул тора газа с допустимым по услови м точности иWhen a gas regulator is supplied to the input with an acceptable accuracy and

тию клапана 8, в зазор между которым и седлом 6 устремл етс  газ, компенсиру  отбор среды от регул тора. ВThe valve 8, in a gap between which and the seat 6, gas rushes, to compensate for the removal of the medium from the regulator. AT

ливаетс  динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа.Dynamic equilibrium corresponding to a specific gas flow rate is cast.

Точность поддержани  выходногоOutput Accuracy

чиком 2 давлени  в управл к цей полости 27. Точность задатчика 2 давлени  определ етс  площадью его чувствитель 25 ного органа 21 (чем больще эта площадь , тем точность выше). Так как клапан 24 взаимодействует с чувстви- .тельным элементом 18 редуктора, измен ющего свое положение в зависимосустойчивости давлением сила воздей- Q ти от давлени  в полости 27, то эле- стви  последнего на клапан 24 больше силы пружины 11. Клапан 24 отходит от седла 30, через элементы 23, 17, 15 и 14 отводит от седла 6 дросселирующий клапан 8 и оба клапана открываютс . Газ, дроссепиру сь в зазорах клапанных пар 24-26 и 6-8, поступает в полости 27 и 5. Давление в полости 5 по каналам 20 передаетс  в полостьThis means that the accuracy of the pressure setting device 2 is determined by the area of its sensitive 25 organ 21 (the larger this area, the higher the accuracy). Since the valve 24 interacts with the sensing element 18 of the gearbox, changing its position depending on the resistance pressure force Q from the pressure in the cavity 27, then the latter on the valve 24 have more spring force 11. The valve 24 moves away from the seat 30, through the elements 23, 17, 15 and 14, the throttling valve 8 is withdrawn from the saddle 6 and both valves are opened. The gas throttled in the gaps of the valve pairs 24-26 and 6-8 flows into the cavities 27 and 5. The pressure in the cavity 5 through the channels 20 is transferred to the cavity

3535

мент 18  вл етс  также чувствительным органом задатчика 2 давлени . Это эквивалентно увеличению эффективной площади чувствительного органа 21 на площадь чувствительного элемента 18, т.е. увеличению практически в два раза. В результате этого погрешность поддержани  задатчиком 2 давлени  в полости 27 уменьшаетс  в дваStep 18 is also the pressure sensing element of the pressure setting device 2. This is equivalent to an increase in the effective area of the sensitive organ 21 by the area of the sensitive element 18, i.e. almost doubled. As a result, the error in maintaining the pressure 2 in the cavity 27 by the dial 2 decreases by two.

19, По мере повышени  давлени  в по- раза. Следовательно, и точность подлости 27 сила его воздействи  на пор- держани  величины давлени  на выходе шень 21 и чувствительный элемент 18 увеличиваетс . Под действием повьш1аюредуктора значительно вьше.19, As the pressure increases in fold. Consequently, the accuracy of the meanness 27 as well, the force of its influence on the portions of the value of the outlet pressure, the pin 21 and the sensitive element 18 increases. Under the action of the gear reducer significantly higher.

Закрытое положение клапанов 24 и 8 перед подачей газа высокого давлещегос  давлени  в управл ющей полосЗакрытое положение клапанов 24 8 перед подачей газа высокого давThe closed position of the valves 24 and 8 before the supply of high pressure gas to the pressure in the control stripThe closed position of the valves 24 8 before the supply of high pressure gas

ти 27 поршень 21 поднимаетс , сжима  „„ на вход регул тора исключаетWhen the piston 21 rises 27, squeezing „„ to the regulator input eliminates

пружину 37 задани , а чувствительный элемент 18 опускаетс , перемеща  вниз элементы 17, 15 и 14 и открыва  дросселирующий клапан 8. Приток газа в полости 5 и 27 увеличиваетс , давление в них повьш1аетс . 1the spring 37 is set, and the sensing element 18 is lowered, moving down the elements 17, 15 and 14 and opening the throttling valve 8. The gas flow in the cavities 5 and 27 increases, the pressure in them increases. one

При установлении в управл ющей полости 27 необходимого настроечного- давлени  поршень 21 поднимаетс , настолько , сжав пружину 37, что клапан 24 садитс  на седло 26, перекрыв его канал 25 и разобщив полость 27 от входной полости. При малейшем преобладании давлени  в полост х 5 и 19When the required adjusting pressure is established in the control cavity 27, the piston 21 rises so that the spring 37 is compressed, so that the valve 24 sits on the seat 26, blocking its channel 25 and separating the cavity 27 from the input cavity. With the slightest predominance of pressure in cavities 5 and 19

5050

5555

резкие забросы давлени  на выходе в управл ющей полости при резком воде газа на вход. Это повьштает н дежность регул тора, исключает во можность выхода из стро  чувствит ных элементов (например, разрыва мембран, что имеет место на практ в аналогичных регул торах).sharp pressure drops at the outlet in the control cavity with sharp gas water at the inlet. This increases the reliability of the regulator, eliminates the possibility of overcoming the sensitive elements (for example, rupture of the membranes, which takes place in practice in similar regulators).

При понижении величины входног давлени  ниже допустимого значени пружиной 11 дросселирующий клапан поднимаетс  до посадки на седло 6 а клапан 24 толкателем 14 через д фер 16, чувствительньш элемент 18When the input pressure decreases below the allowable value by the spring 11, the throttling valve rises before landing on the seat 6 and the valve 24 by the pusher 14 through the center 16, the sensitive element 18

подвижной системе регул тора устанав- давлени  регул тора определ етс  точностью поддержани  давлени  задат- the movable system of the regulator of the regulator's pressure is determined by the accuracy of the pressure

тию клапана 8, в зазор между которым и седлом 6 устремл етс  газ, компенсиру  отбор среды от регул тора. ВThe valve 8, in a gap between which and the seat 6, gas rushes, to compensate for the removal of the medium from the regulator. AT

подвижной системе регул тора устанав- давлени  регул тора определ етс  точностью поддержани  давлени  задат- the movable system of the regulator of the regulator's pressure is determined by the accuracy of the pressure

ливаетс  динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа.Dynamic equilibrium corresponding to a specific gas flow rate is cast.

Точность поддержани  выходногоOutput Accuracy

5 подвижной системе регул тора устанав- о давлени  регул тора определ етс  точностью поддержани  давлени  задат- 5, the movable system of the regulator of the set pressure of the regulator is determined by the accuracy of maintaining the set pressure

чиком 2 давлени  в управл к цей полости 27. Точность задатчика 2 давлени  определ етс  площадью его чувствитель 25 ного органа 21 (чем больще эта площадь , тем точность выше). Так как клапан 24 взаимодействует с чувстви- .тельным элементом 18 редуктора, измен ющего свое положение в зависимос Q ти от давлени  в полости 27, то эле- This means that the accuracy of the pressure setting device 2 is determined by the area of its sensitive 25 organ 21 (the larger this area, the higher the accuracy). Since the valve 24 interacts with the sensing element 18 of the gearbox, which changes its position depending on Q ti from the pressure in the cavity 27, it

ти от давлени  в полости 27, то эле- from the pressure in the cavity 27, then

мент 18  вл етс  также чувствительным органом задатчика 2 давлени . Это эквивалентно увеличению эффективной площади чувствительного органа 21 на площадь чувствительного элемента 18, т.е. увеличению практически в два раза. В результате этого погрешность поддержани  задатчиком 2 давлени  в полости 27 уменьшаетс  в дваStep 18 is also the pressure sensing element of the pressure setting device 2. This is equivalent to an increase in the effective area of the sensitive organ 21 by the area of the sensitive element 18, i.e. almost doubled. As a result, the error in maintaining the pressure 2 in the cavity 27 by the dial 2 decreases by two.

раза. Следовательно, и точность поддержани  величины давлени  на выходе times. Consequently, the accuracy of maintaining the outlet pressure

редуктора значительно вьше.gearbox significantly higher.

Закрытое положение клапанов 24 и 8 перед подачей газа высокого давле„„ на вход регул тора исключаетThe closed position of the valves 24 and 8 before the gas is supplied with high pressure “to the regulator input excludes

00

5five

резкие забросы давлени  на выходе и в управл ющей полости при резком подводе газа на вход. Это повьштает надежность регул тора, исключает возможность выхода из стро  чувствительных элементов (например, разрыва мембран, что имеет место на практике в аналогичных регул торах).sudden pressure drops at the outlet and in the control cavity with a sharp supply of gas to the inlet. This increases the reliability of the regulator, eliminates the possibility of failure of sensitive elements (for example, rupture of membranes, which is the case in practice in similar regulators).

При понижении величины входного давлени  ниже допустимого значени  пружиной 11 дросселирующий клапан 8 поднимаетс  до посадки на седло 6, а клапан 24 толкателем 14 через демпфер 16, чувствительньш элемент 18 иWhen the input pressure decreases below the allowable value by the spring 11, the throttling valve 8 rises before landing on the saddle 6, and the valve 24 by the pusher 14 through the damper 16, the sensitive element 18 and

толкатель 23 поднимаетс  также до посадки на седло 30. Выходна  полость |5 разобщаетс  от входной, что также  вл етс  ценным свойством регул тора, ;так как исключаетс  его работа на режимах, на которых он не обеспечива- |ет требуемых показателей точности, надежности и устойчивости.the pusher 23 also rises before landing on the saddle 30. The output cavity | 5 is disconnected from the input, which is also a valuable property of the regulator, and its operation is excluded in modes in which it does not provide the required indicators of accuracy, reliability and sustainability.

При понижении входного давлени  ниже выходного (настроечного) вплоть до нул , что может иметь место при повреждении подающей магистрали, клапан 24 более высоким давлением в полости 27 прижимаетс  к седлу 30, а клапан 8 выходным давлением на площадь 12 и пружиной 11 прижимаетс  ic седлу 6. Выходна  полость 5 остаетс  под давлением, обратное движение газа с выхода на вход исключено, что свидетельствует также о более высо- 1СИХ динамических характеристиках егул тора, о его более высокой надежности .When the inlet pressure drops below the outlet (tuning) down to zero, which can occur if the supply line is damaged, the valve 24 with a higher pressure in the cavity 27 is pressed against the seat 30, and the valve 8 with an outlet pressure on the area 12 and the spring 11 presses ic with the saddle 6 The output cavity 5 remains under pressure, the reverse movement of the gas from the exit to the entrance is excluded, which also indicates the higher dynamic characteristics of the actuator, its higher reliability.

Таким образом, предлагаемый регу- ф тор давлени  газа обеспечивает вы- (;окие динамические характеристики, кысокую точность поддержани  давлени  газа, исключает обратное движение среды, резкое возрастание давлени  II системе при резком открытии системы гитани  высоким давлением.Thus, the proposed gas pressure regulator provides high (; high dynamic characteristics, high accuracy of gas pressure maintenance, eliminates the reverse movement of the medium, a sharp increase in pressure in the II system with a sharp opening of the guitar system by high pressure.

j 0 5j 0 5

00

Claims (1)

Формула изобретени  Регул тор давлени  газа, содержащий редуктор с входной и выходной полост ми, между которыми размещен дросселирующий клапан, св занный с чувствительным элементом, управл юща  полость над которьм присоединена к выходной полости задатчика давлени , включающего в себ  нагруженный пружиной задани  чувствительный орган, св занный с клапаном, седло которого отдел ет выходную полость задатчика от входной, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности работы и улучшени  динамических характеристик , чувствительный орган задатчика вьшолнен в виде поршн  с внутренней полостью, в которой размещен св занный с чувствительным элементом регул тора клапан, и сообщенной со стороны толкател  клапана с управл ющей полостью, а с другой стороны с выполненной на наружной поверхности поршн  между его уплотнительными манжетами кольцевой проточкой, полость которой сообщена с входной полостью регул тора, причем дросселирующий клапан редуктора выполнен в виде ступенчатого поршн , больша  ступень которого подпружинена регулируемой дополнительной пружиной и соединена с выходной полостью регул тора.Invention A gas pressure regulator containing a reducer with inlet and outlet cavities, between which is placed a throttling valve associated with a sensitive element, controls a cavity above which is connected to the outlet cavity of a pressure setting device, including a sensitive element A valve with a valve, the seat of which separates the output cavity of the control valve from the input cavity, characterized in that, in order to increase the accuracy of work and improve the dynamic characteristics, the sensitive org The actuator is designed in the form of a piston with an internal cavity, in which a valve associated with the sensitive element of the regulator is placed, and communicated from the side of the valve pusher with the control cavity, and on the other side with an annular groove on the outer surface of the piston between its sealing cuffs, the cavity of which is communicated with the input cavity of the regulator, and the throttling valve of the gearbox is made in the form of a stepped piston, a large level of which is spring-loaded by an adjustable additional spring and soy dinene with the output cavity of the regulator.