SU754370A1 - Pressure regulator - Google Patents

Description

Изобретение относится к системам регулирования, а именно к регуляторам давления и может быть использовано в любой области техники, связанной с регулированием давления рабочего тела, например, в емкостях с изменяющейся нагрузкой.The invention relates to control systems, namely to pressure regulators and can be used in any field of technology related to the regulation of the pressure of the working fluid, for example, in tanks with varying loads.

Известны регуляторы, используемые для регулирования давления рабочей среды [1] .Known regulators used to control the pressure of the working medium [1].

Из известных регуляторов давления наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор давления [2") , содержащий корпус с входным каналом и расположенный в нем регулирующий орган. Регулирующий орган связан с чувствительным элементом, выполненным в виде сильфона, и образует с кор-пусом полости задающего и выходного давлений. Регулятор содержит рубашку, образующую с корпусом камеру, соединенную с полостью выходного давления и с выходным каналом, выполненным в рубашке.Of the known pressure regulators, the pressure regulator [2 ") is the closest to the invention according to its technical nature. It includes a housing with an inlet channel and a regulating body located in it. The regulator is connected with a sensing element made in the form of bellows and forms the cavity with setpoint and output pressures. The regulator comprises a jacket forming a chamber with the housing connected to the outlet pressure cavity and to the output channel formed in the jacket.

Описываемые регуляторы имеют следующие недостатки:The described regulators have the following disadvantages:

большая чувствительность к изменению температуры окружающей среды (заданное давление в колпаке с га2high sensitivity to changes in ambient temperature (set pressure in the cap with g2

зом изменяется),что нарушает работоспособность регулятора и требует дополнительной поднастройки его в процессе работы;change), which violates the performance of the regulator and requires additional adjustment in the process;

5 область применения регулятора с резиновой мембраной ограничена диапазоном температур, за пределами которого резина неработоспособна;5 The scope of application of the rubber membrane regulator is limited to the temperature range beyond which the rubber is inoperable;

невозможно применение регуляторовimpossible to use regulators

10 с резиновой мембраной на агрессивных средах;10 with a rubber membrane on aggressive media;

ход (прогиб) металлической мембраны, а, следовательно, и ход клапана не превышает 0,5-1 мм, что 15 предопределяет использование металлической мембраны в регуляторах только малых условных проходов.the stroke (deflection) of the metal membrane, and, consequently, the stroke of the valve does not exceed 0.5–1 mm, which predetermines the use of a metal membrane in regulators of only small conditional passes.

регулирующий орган имеет ограниченную поверхность .истечения рабо20 чей среды.The regulator has a limited surface. The flow of the working environment.

Целью изобретения является повышение точности работы регулятора.The aim of the invention is to improve the accuracy of the regulator.

Поставленная цель достигается тем, что в полости задающего дав25 ления регулятора установлена перегородка с укрепленными на ней двумя концентрично расположенными сильфонами, полость между которыми и полость между наружным сильфоном и 30 корпусом через дроссели, соответст3This goal is achieved by the fact that in the cavity of the regulator pressure25 of the regulator a partition is installed with two concentrically located bellows fixed on it, the cavity between which and the cavity between the outer bellows and the housing 30 through throttles, respectively

754370754370

4four

вемно большего и меньшего диаметро-в, и канал, выполненный в перегородке, связаны с камерой междуlarger and smaller diameter-in, and the channel, which is made in the partition, is connected to the chamber between

рубашкой и корпусом.jacket and body.

йа чертеже изображен предлагаемый регулятор в'разрезе. Регулятор состоит из корпуса 1 с входным каналом 2 и расположенный в нем клапан 3, подпружиненный пружиной 4. Клапан 3 через толкатель 5 связан с чувствительным элементом-сильфоном б. В корпусе 1 регулятора расположена входная полость 7, которая через клапан 3 соединена с полостью выходного давления 8.The drawing shows the proposed regulator in section. The regulator consists of a housing 1 with an inlet channel 2 and a valve 3 located therein, spring-loaded 4. The valve 3 is connected via a pusher 5 to a sensing element-bellows b. In the housing 1 of the regulator is the input cavity 7, which through the valve 3 is connected to the cavity of the output pressure 8.

Сильфон б образует с верхней частью корпуса-колпаком 9 полости задающего 10 и выходного 8 давлений. В полости задающего давления, установлена перегородка 11 с укрепленными на ней двумя концентрично расположенными сильфонами- внутренним 12 и наружным 13, Колпак 9 корпуса 1 снабжен рубашкой 14, образующей с корпусом кзмеру 15, которая соединяется с полостью выходного давления 8 и с выходным каналом 16, выполненным в рубашке 14. Полость 17 между внутренним 12 и наружным 13 сильфонами и полость 18 между наружным сильфоном 13 и колпаком 9 корпуса через дроссели 19 и 20 соответственно большего и меньшего диаметров, и канал 21, выполненный в перегородке 11, связаны с камерой I^е. Игольчатый клапан 22 служит для подачи командного давления в полостях задающего давления 10. Контроль давления в полости задающего давления 10 осуществляется через канал 23.The bellows 6 forms with the upper part of the housing-cap 9, the cavity defining 10 and the outlet pressure 8. In the cavity of the master pressure, a partition 11 is installed with two centrally located bellows-mounted inner and outer 13 bellows fixed on it. The cap 9 of the housing 1 is equipped with a jacket 14, which forms an outlet pressure cavity 8 with the outlet cavity 8 and with the outlet channel 16, made in the jacket 14. The cavity 17 between the inner 12 and outer 13 bellows and the cavity 18 between the outer bellows 13 and the housing cap 9 through the throttles 19 and 20, respectively, of larger and smaller diameters, and the channel 21, made in the partition 11, is connected I ^f the camera. A needle valve 22 serves to supply a command pressure in the cavities of the reference pressure 10. The pressure in the cavity of the reference pressure 10 is controlled through the channel 23.

Работает регулятор следующим образом.The regulator works as follows.

При открывании игольчатого клапана 22 рабочее тело подается из входного канала 2 в полость задающего давления 10 до требуемого значения. Полость задающего давления 10 герметизируется по отношению к окружающей среде и вся дальнейшая работа регулятора происходит автоматически. Чувствительный элемент-сильфон 6, совершив заданный ход вниз под воздействием давления подаваемого в полость задающего давления 10 рабочего тела, через толкатель 5 воздействует на подпружиненный пружиной 4 клапан 3, который открывает проходное сечение регулятора. При подаче давления рабочего тела/ превышающего величину давления в полости задающего давления 10, сильфон б с толкателем 5 и клапаном 3 совершает некоторый ход вверх. При этом объем рабочего тела в полости задающего давления 10 будет уменьшаться вследствие движения чувствительного элемента 6. и сильфонов 12 и 13 вверх, а давление в полости задающего давления 10 увеличивается, Одновременно избыток давления по кольцевой камере 15 между рубашкой 14 и колпаком 9 корпуса 1 и канал 21 подается в полость между- колпаком 9 и наружным сильфоном 1-3, а также в полость 17 между сильфонами 12 и 13 через дроссели 19 и 20 соответственно меньшего и большего диаметров. Скорость нарастания давления3Ρ/31 в полости между двумя концентрично-расположенными сильфонами 12 и 13 будет больше, чем в полости между наружным сильфоном 13 и колпаком 9, что вызовет перемещение сильфонов вверх в момент нарастания давления в полостях (переходной режим) и вниз частично, на чиная с момента достижения давления в полости через дроссель 20 меньшего диаметра значения выходного давления . Э.то приведет к дополнительному ходу чувствительного элементасильфона б, первоначально вверх, затем вниз.When opening the needle valve 22, the working fluid is fed from the inlet channel 2 into the cavity of the reference pressure 10 to the desired value. The cavity of the master pressure 10 is sealed against the environment and all further operation of the regulator occurs automatically. The sensing element bellows 6, having made a predetermined stroke downward under the influence of the pressure of the working fluid supplied to the cavity defining the pressure 10, through the pusher 5 acts on the valve 3 spring-loaded by the spring 4, which opens the regulator's flow area. When applying the pressure of the working fluid / exceeding the pressure in the cavity of the master pressure 10, the bellows b with the pusher 5 and valve 3 makes some stroke upwards. The volume of the working fluid in the cavity of the master pressure 10 will decrease due to the movement of the sensing element 6. and the bellows 12 and 13 upwards, and the pressure in the cavity of the master pressure 10 increases, at the same time, the excess pressure in the annular chamber 15 between the jacket 14 and the cap 9 of the housing 1 and channel 21 is fed into the cavity between the intercap 9 and the outer bellows 1-3, as well as into the cavity 17 between the bellows 12 and 13 through the throttles 19 and 20, respectively, of smaller and larger diameters. The pressure build-up rate of 3Ρ / 31 in the cavity between two concentric-spaced bellows 12 and 13 will be greater than in the cavity between the outer bellows 13 and the cap 9, which will cause the bellows to move upwards at the moment of pressure buildup in the cavities (transition mode) and down partially Starting from the moment the pressure in the cavity is reached through the choke 20 of a smaller diameter, the output pressure value. This will lead to an additional move of the sender element b, initially up, then down.

Перемещение чувствительного элемента будет продолжаться до момента, когда возникает баланс сил от действия на него давления в полостях выходного 8 и задающего давлений 10.The movement of the sensing element will continue until the moment when there is a balance of forces from the action of pressure on it in the cavities of the output 8 and the driving pressure 10.

В этот момент клапан 3 приблизится к седлу корпуса 1 на расчетную величину .At this point, the valve 3 will approach the saddle of the housing 1 by the calculated value.

При уменьшении или увеличении давления в полости выходного давления 8 на некоторую заданную величину баланс сил -будет нарушаться и толкатель 5 с клапаном 3 будет совершать' движение вверх или вниз, закрывая или открывая проходное сечение регулятора и возвращая изменившуюся величину давления в полости выходного давления 8 к номинально заданной.When the pressure in the outlet pressure cavity 8 decreases or increases by some predetermined value, the balance of forces will be disturbed and the plunger 5 with valve 3 will move up or down, closing or opening the flow area of the regulator and returning the changed pressure value in the outlet pressure cavity 8 to nominally given.

Рубашка 14 компенсирует действие температуры окружающей среды посредством камеры 15. Наличие камеры 15 позволяет тем самым повысить точность работы регулятора.The jacket 14 compensates for the effect of the ambient temperature by means of the chamber 15. The presence of the chamber 15 thus makes it possible to increase the accuracy of the controller.

Наличие на корпусе 1 регулятора колпака 9, снабженного рубашкой 14 с образованием между ними камеры 15, а также перегородки 11 с укрепленной на ней двумя концентрично расположенными сильфонами 12, 13 позволяет повысить точность регулирования давления в выходной полости регулятора .The presence on the housing 1 of the regulator cap 9, equipped with a jacket 14 with the formation of the chamber 15 between them, as well as the partition wall 11 with two concentrically arranged bellows 12, 13 fixed on it, improves the accuracy of pressure regulation in the outlet cavity of the regulator.

Устранение непосредственного контакта колпака корпуса с воздушной подушкой с окружающей средой компенсирует действие последней по сравнению с известным устройством, что также влияет на повышение точности работы регулятора.The elimination of direct contact of the housing cap with the air cushion with the environment compensates for the latter’s action compared to the known device, which also affects the improvement of the accuracy of the regulator.

Испытания опытного образца регулятора показали высокую точность регулирования давления в выходной полости его.Tests of a prototype regulator showed high accuracy of pressure control in the output cavity of it.

Данные опытной проверки предложенPilot test data offered

ного регулятора показали, что точ5controllers have shown that

754370754370

66

ность регулирования давления составляет 0,5% по отношению к известному.The pressure control is 0.5% relative to the known.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Регулятор давления, содержащий корпус с входным каналом и расположенный в нем регулирующий орган, связанный с чувствительным элементом, выполненным в виде сильфона, образующим с корпусом полости задающего и выходного давлений, и рубашку, образующую с корпусом камеру, соединенную с полостью выходного давления и с выходным каналом, выполненным в рубашке, отличающийся тем,A pressure regulator, comprising a housing with an inlet channel and a regulating member located therein associated with a sensing element made in the form of a bellows forming a setpoint and output pressure cavities with the housing, and a jacket forming a chamber connected to the outlet pressure cavity and outlet a channel made in a shirt, characterized in that чh что, с целью повышения точности регулятора в нем в полости задающего 'that, in order to improve the accuracy of the regulator in it in the cavity of the driver давления установлена перегородка, сpressure installed partition, with укрепленными на ней двумя концентрично-расположенными сильфонами, полостьreinforced on it by two concentric-arranged bellows, the cavity 5 между которыми и полость между наружным сильфоном и корпусом через дроссели, соответственно большего и меньшего диаметров, и канал, выполненный в перегородке, связаны с5 between which and the cavity between the outer bellows and the housing through the chokes, respectively, of larger and smaller diameters, and the channel, made in the partition, are connected with ^0 камерой между рубашкой и корпусом. ^ 0 camera between the shirt and the body.