<4 J^* Opublikowano dnia 18 sierpnia 1961 r. # y"'».\ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 44803 VEB Massindustrie Werdau Werdau, Niemiecka Republika Demokratyczna KI. 4 c, 27/40 Wp fi-tk a (co Regulator cisnienia gazu Paten trwa od dnia 19 wrzesnia 1957 r.Wynalazek dotyczy regulatora, który sluzy do utrzymywania równomiernego cisnienia stru¬ mienia gazów, zwlaszcza do pneumatycznego pomiaru dlugosci.Jak wiadomo, jakosc pomiarów tego rodzaju jest zalezna od osiagalnej za pomoca regulato¬ ra jakosci stalego cisnienia gazu, zasilajacego dysze wstepne urzadzenia pomiarowego, i to bez wzgledu na to, czy wartosc pomiarowa jest rejestrowana przez przyrzad wskaznikowy ja¬ ko funkcja zmiennych cisnien gazu, panujacych miedzy dyszami wstepna i pomiarowa, czy tez ilosc gazowa, wyplywajaca w ciagu pewnego czasu z dyszy pomiarowej, jest przyjeta jako równowaznik predkosci przeplywu.Bardzo dobrze reguluja stalosc cisnienia slup¬ ki hydrostatyczne, sterowane w urzadzeniach typu Solex, w któryeh rurki nurkowe, przez które przeplywa sprezone powietrze, sa utrzy¬ mywane za pomoca prostych srodków na nie¬ zmiennej glebokosci zanurzania. Poniewaz je¬ dnak wysokosc konstrukcyjna zbiornika slupka hydrostatycznego musi byc utrzymywana w granicach, zapewniajacych moznosc transpor¬ towania zbiornika, cisnienie gazu, doprowadza¬ nego do dysz wstepnych, moze byc regulowa¬ ne tylko na kilkaset milimetrów slupka wody, co nie wystarcza do pokrycia i linearyzacj i zakresów pomiarowych znacznie wiekszych od 0,1 mm, jak to jest potrzebne dó pneumatycz¬ nego pomiaru dlugosci w maszynach produk¬ cyjnych.Wytwarzanie wyzszych stalych cisnien gazu w pneumatycznych przyrzadach do pomiaru dlugosci jest trudne. Trudnosci tej zapobiega sie w urzadzeniach do pomiaru dlugosci, któ¬ rych dzialanie opiera sie na zasadzie przeply¬ wu, przez zastosowanie recznie uruchamianego mechanicznego dlawika gazu. Przyrzady dziala¬ jace na zasadzie róznicy cisnienia, w których przyrzad wskaznikowy jest wlaczony miedzy dwoma równolegle prowadzonymi strumienia¬ mi gazu na wzór mostka Wheatstona, dziaLaja¦;i niezaleznie od cisnienia zasilania. Do wyrówny¬ wania mostka do kreski wielkosci zerowej nie¬ zbedne jest jednak urzadzenie uruchamiane re¬ cznie albo za pomoca silnika.Podobnymi urzadzeniami do utrzymywania stalego cisnienia gazu sa regulatory z zawora¬ mi rozrzadzajacymi gaz, w których do narzadu zamykajacego przymocowane sa przepony albo Elastyczne puszki w postaci mieszków, na któ¬ re oprócz sily sprezyny dziala takze gaz, cis¬ nacy w kierunku przeciwnym do kierunku cis¬ nienia sprezyny. Ze wzgledu na zaleznosc cis¬ nienia gazu od sily cisnienia sprezyny, jak rów¬ niez ze wzgledu na niemala zaleznosc ilosci gazu przeplywajacych przez zawór od warto¬ sci stanu gazu, jak np. jego temperatury, cis¬ nienia, specyficznej objetosci, odchylenia regu¬ lowanego cisnienia od wartosci stalej gazu nie sa dostatecznie male, aby móc przeprowadzic jakosciowy pomiar dlugosci.Dokladna stala wartosc cisnienia osiaga sie jednak za pomoca regulatora, którego narzad . zamykajacy jest co prawda równiez polaczony w znany sposób z narzadami gazoszczelnymi i jest obciazony regulowanym cisnieniem gazu w kierunku, przeciwnym do kierunku dzialania sily sprezyny, lecz wedlug wynalazku jest je¬ szcze dodatkowo obciazony, a mianowicie w kie¬ runku przeciwnym do kierunku dzialania regulowanego cisnienia, cisnieniem strumie¬ nia gazu, który jest odgaleziony od gazu o cisnieniu regulowanym i który jest roz¬ rzadzany za pomoca zaworu, zwanego w dal¬ szym opisie zaworem wyrównawczym. Ponadto narzad zamykajacy nie jest umieszczony w pa¬ newce, lecz jest osadzony w sposób zapewnia¬ jacy bardzo male tarcie. Dzieki takiemu osadze¬ niu oraz nalezytemu odciazeniu narzadu zamy¬ kajacego od cisnienia gazu zasilajacego, dopro¬ wadzanego ze sprezarki i odpowiedniemu prze¬ pustowi gazu, narzad zamykajacy oscyluje pod¬ czas regulacji, niezaleznie od przeplywajacej masy gazowej, z czestotliwoscia praktycznie stala oraz z amplituda, która jest mniejsza od statycznej wielkosci otworu narzadu.Na rysunku uwidoczniono przyklad wykona¬ nia przedmiotu wynalazku, a mianowicie regu¬ latora z otworem przepustowym, rozrzadzanym za pomoca zaworu stozkowego.Trzy elastyczne puszki 1, 2, 3 sa gazoszczel¬ nie polaczone z obciazonym sprezyna srubowa 4 talerzykiem 5 zaworu, podpora 6 talerzyka i spodem 7 oslony. Obciazenie sprezyny srubo¬ wej 4 moze byc regulowane za pomoca sruby 8 i. nakretki 9.Podpora 6 wykonana na stronie czolowej ja¬ ko gniazdo zaworowe 11, a na drugiej stronie jako pólkula 10, jest osadzona w panewce ku¬ listej 12, której polozenie moze byc ustalane nakretka kolpakowa 14. Kanal gazowy 16, prze¬ biegajacy srubowo naokolo oslony 15, jest oto¬ czony tuleja 17, do której przymocowany jest wyrównywacz 32 cisnienia gazu, którego obcia¬ zony sprezyna srubowa 36 narzad zamykajacy 35 w postaci grzybka zaworowego jest polaczo¬ ny z gazoszczelnie zamknieta puszka mieszko¬ wa 34.Wspomniane puszki 1, 2, 3 otaczaja wspólnie z podpora 6 i narzadem zamykajacym 5 w po¬ staci talerzyka i spodem 7 trzy komory gazowe 22, 24, 26, z których komora 22 za pomoca przewodów 18, 21 jest polaczona z gazem za¬ silajacym, doplywajacym ze sprezarki. Komora 26 jest polaczona za pomoca przewodu 28 i po¬ przez dysze 30 z komora 24, a ponadto za po¬ moca przewodu 13 z komora 31, znajdujaca sie w wyrównywaczu cisnienia. Puszka 34 wyrów- nywacza, otaczajaca komore 33, jest polaczona za pomoca przewodu 37 z kanalem 16, którego plaszczyzna przekroju poprzecznego nie moze byc mniejsza od otworu przepustowego w na¬ sadce 27. Komora 29 laczy sie z atmosfera po¬ przez otwór 43. Zanim sprezony gaz doplynie przewodem 18 do regulatora, kosz sprezynujacy 19 spoczywa na spodzie 20 komory. W tym polozeniu otwartego zaworu, talerzyk 5 zaworu jest obciazony sila napiecia sprezyny, które nie potrzebuje byc wiecej niz dwukrotnie wie¬ ksze od sily, jaka jest potrzebna do rozciaga¬ nia puszek 1, 2, 3, aby spowodowac najszersze otwarcie zaworu. Doplywajacy ze sprezarki gaz sprezony plynie przewodami 18, 21 do regu¬ latora, a z komory gazowej 22, poprzez zawór skladajacy sie z talerzyka 5 i grzybka 11 i otwarty na skutek dzialania sprezyny do ko¬ mory 24. Z komory 24 gaz plynie poprzez otwór 25 do kretego kanalu 16, w którym do¬ konuje sie wyrównanie gazu do temperatury pokojowej, po czym z przewodu 27, po prze¬ plynieciu przez dysze glowicowa i pomiarowa, gaz wyplywa do otaczajacej atmosfery.Gdy gaz zaczyna wyplywac z regulatora, czesc gazu plynie z komory 24 poprzez dysze 30 do komory 26 i obciaza w niej wraz z sila napiecia sprezyny talerzyk 5 zaworu w kie¬ runku przeciwnym do kierunku cisnienia ga¬ zu w komorze 24, # totfcry zamyka zawór z po¬ zostawieniem otworu,, którego wielkosc „zalezy od ilosci gazu, jaki przeplywa przez regulator.Wobec zaleznosci wielkosci otworu ' zaworu — 2 —od ilosci przeplywajacego gazu, wraz z wiel¬ koscia otworu zmienia sie takze dzialanie sily napiecia sprezyny na talerzyk zaworu, a tym samym wielkosc cisnienia gazu w komorze 24. "Da zmiana cisnienia, proporcjonalna do wielkosci otworu zaworu, przeciwdiiaia sta¬ lemu cisnieniu gazu w komorze 34, wystarcza¬ jacemu do dokonywania pneumatycznych po¬ miarów. Aby cisnienie gazu w komorze 24 by¬ lo .wielkoscia praktycznie stala, cisnienia w ko¬ morach 24, 26 pozostaja wzgledem siebie.w ta¬ kim stosunku, se gdy cisnienie pneumatycz¬ ne, wywierane w komorze 24 Aa talerzyk 5 zaworu sie zwieksza, to zmniejsza sie w rów¬ nej mierze pneumatyczne cisnienie, wywiera¬ ne w komorze 26 na talerzyk i odwrotnie.Zadaniem wyrównywacza cisnienia jest utrzymywanie w stanie niezmiennym sumy ci¬ snien w komorach 24, 26. Ulozyskowany bez tarcia grzybek 35 zaworu jest przesuwany w kierunku osiowym w przepuscie zaworu wbrew cisnieniu sprezyny 36. Cisnienie gazu w ko¬ morze 26 moze obciazac grzybek 35 zaworu badz w kiemmku dzialania sprezyny, badz w kie¬ runku odwrotnym. Odgaleziony strumien gazu, oprowadzony z komory 24, który plynie po¬ przez dysze 30 do obydwóch komór 26, 31 i poprzez otwór 38 na zewnatrz równa sie pod wzgledem cisnienia, cisnieniu gazu w komorze 24, jesli regulator dostarcza maksymalna ilosc gazu sprezonego.W stanie roboczym maksymalnej wydajnosci regulatora, nastawianie na równomiernosc ci¬ snienia gazu w komorach 24, 26, 31 jest doko¬ nywane przez zmiane sil nacisku sprezyny za pomoca sruby 39. Gdy ta równomiernosc ci¬ snienia istnieje, wtedy przepust gazu miedzy grzybkiem 33 zaworu a gniazdkiem 40 grzyb¬ ka jest mniejszy od otworu w dyiszy 30 i wsku¬ tek takiego stosunku otworów strumien odga¬ leziony jest bardzo maly.Gdy przeplywajacy w maksymalnej ilosci strumien gazu jest mniej lub wiecej dlawiony, np. przez obrabiany przedmiot, umieszczony przed dysza pomiarowa, wtedy zmniejsza sie wielkosc otworu zaworu (skladajacego sie z ta¬ lerzyka 5 i stozka wspornikowego 11), a ci¬ snienie gazu w komorze 24 wzrasta powyzej nastawianego cisnienia wlasciwego. Natomiast wielkosc otworu zaworu (skladajacego sie z grzybka 35 i gniazdka 40) w wyrównywaczu cisnienia powieksza sie wskutek wyzszego ci¬ snienia w komorze 33, a tym samym zwie¬ ksza sie stosunek miedzy otworami zaworu 35, 40 i dyszy 30. Poniewaz zwiekszenie stosunku miedzy otworami powoduje, iz poprzez dytse 30 przeplywa wiekszy odgaleziany strumien gazu, ale o mniejszym cisnieniu, pneumatyczne obciazenie komory cisnienia 33 jest mniejsze, a grzybek 35 przyjmuje nowe .polozenie w prze¬ puscie zaworu. Jesli wymiary obydwu* sprezyn srubowych 4, 36 sa wzgledem siebie odpo¬ wiednio przystosowane, wtedy algebraiczna suma pneumatycznego obciazenia talerzyka 5 jest wielkoscia stala, co zapewnia niezmien¬ nosc wyplywu gazu z regulatora.Stalosc cisnienia regulujacego nie jest zalez¬ na jedynie od zmiany nacisku sprezyny wy¬ wieranego przy róznym jej wydluzeniu, lecz takze od istniejacego mechanicznego tarcia i od straty energii przy przeplywie gaizu poprzez miejsca dlawienia, zwlaszcza poprzez zawór 5, U.Czynniki niezmienne obnizajace cisnienie sa neutralizowane przez drganie narzadu zamyka¬ jacego 5, wykonanego w postaci talerzyka za¬ woru. Skuteczne zneutralizowanie czynników obnizajacych cisnienie wymaga spelnienia trzech warunków, a mianowicie winna Istniec niezmienna czestotliwosc drgan przy przeply¬ wie róznych ilosci gazu, nie moze byc równo¬ sci miedzy maksymalnym wychyleniem oscy¬ lujacego narzadu zamykajacego 5 a statyczna wielkoscia otworu zaworu 5, 11, pod którym to okresleniem nalezy rozumiec wielkosc otwo¬ ru, gdy wspomniany narzad nie oscyluje, oraz tarcie mechaniczne mie powinno wpJywac na oscylacje.Spelnienia tych warunków mozna dokonac na przyklad przez zmniejszenie do minimum tarcia mechanicznego przy oscylacji zespolu konstrukcyjnego, skladajacego sie z talerzyka 5, sprezyny srubowej 4 i puszek 1, 2, 3, przez nastawianie stozka wspornikowego 11 podczas regulacji bez dotyku talerzyka 5, za pomoca wychylnego ulozyskowania podpory 6, za pomoca pólkuli 10 w panewce kulistej 12. Dynamiczna wielkosc otworu zaworu 5, 11 moze sie rów¬ nac statycznej wielkosci otworu zaworu 5, 11 plus wielkosc drgan talerzyka 5, przy czym wielkosc drgania, jak i statyczna wielkosc otworu sa zalezne od ilosci przeplywajacego gazu. Ten stosunek miedzy wielkoscia drgania talerzyka 5 a wielkoscia otworu zaworu 5, 11 wymaga takiej wielkosci drgania talerzyka, która podczas regulowania nie bylaby w sta¬ nie zrównac sie z wielkoscia otworu zaworu w stanie statycznym, w przeciwnym bowiem razie talerzyk zaworu uderzy w grzybek 11 i zostana zniszczone powierzchnie zaworu. Przez — 3 —odciazenie talerzyka 5 od cisnienia gazu zasi¬ lajacego, poprowadzonego ze sprezarki, np. prze? nadanie ; jednakowej, wielkosci obydwom .wewnetrznym powierzchniom 41, 42 talerzyka, o które uderza gaz zasilajacy, a poza tym przez utworzenie, poduszki powietrznej za-, pomoca malej szczeliny 23 miedzy obsada grzybka 11 a powierzchnia 41 talerzyka, zapobiega sie sku¬ tecznie zmianie wielkosci drgania talerzyka 5 do wielkosci istatycznej otworu zaworu. Sta¬ losc czestotliwosci jest zalezna od czestotliwo¬ sci drgania. Im zwieksza jest czestotliwosc, tym mniejsza jest zmiana czestotliwosci przy prze¬ plywie róznych ilosci gazu. Bardzo mala zmia¬ ne czestotliwosci osiaga sie wtedy, gdy cisnie¬ nie gazu w komorach 24, 26 malo sie miedzy soba. rózni. Granica .tej zmiany róznicy cisnie¬ nia zostaje osiagnieta w podanym przykladzie wykonania wówczas, gdy nie stosuje sie pusz¬ ki Z W tym konstrukcyjnym stanie regulatora, . w którym komora oddechowa 29 staje sie ko¬ mora gazowa cisnieniowa 26, uderzana przez gaz powierzchnia talerzyka 5 w komorze 24 równa sie powierzchni talerzyka w komorze 26. Jesli jednak istnieje taka równosc po¬ wierzchni talerzyków, to róznica miedzy ci¬ snieniem gazu w komorze 24, a cisnieniem w komorze 26 moze byc zmniejszona do zera, gdy napiecie sprezyny srubowej 4 zostanie cal¬ kowicie zniesione. PL