RU2020541C1

RU2020541C1 - Pressure regulator

Info

Publication number: RU2020541C1
Authority: RU
Inventors: И.И. Литвин; С.И. Руденко
Priority date: 1991-04-09
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: axial channel 35 is made in stepped balance piston 19, balance channel 36 has a contracting-expanding section, and piston 19 has a concave and forms an injecting channel with the contracting section of channel 35, a breather is installed at the outlet of channel 36. EFFECT: decreased dimensions and mass and enhanced reliability of pressure regulator. 2 dwg

Description

Регулятор давления относится к автомобилестроению и может быть использован в питающей части пневматического и пневмогидравлического привода тормозов автотранспортных средств. The pressure regulator relates to the automotive industry and can be used in the power supply of pneumatic and pneumohydraulic drive brakes of vehicles.

Известны регуляторы давления, например, по авт. св. СССР N 1332279 и по заявке [1] . регулятор давления 100-3512010 производства Рославльского автоагрегатного завода, регулятор давления 11.3512010 производства Полтавского автоагрегатного завода. Практически все регуляторы давления обеспечивают разгрузку компрессора в атмосферу. Known pressure regulators, for example, according to ed. St. USSR N 1332279 and according to the application [1]. pressure regulator 100-3512010 produced by the Roslavl auto-aggregate plant, pressure regulator 11.3512010 produced by the Poltava auto-aggregate plant. Almost all pressure regulators provide discharge of the compressor to the atmosphere.

В качестве прототипа выбран регулятор давления [2], содержащий корпус с входной и выходной полостями, разделенными обратным клапаном, подпружиненный следящий поршень с перепускным клапаном, выполненным в виде чашеобразного упругого элемента, который соединяет выходную полость с полостью разгрузочного устройства, представляющего собой подпружиненный поршень-золотник. Запорный элемент золотника отделяет входную полость от атмосферы. В исходном положении следящий поршень поджат регулируемой пружиной, при этом перепускной чашеобразный клапан под воздействием упругих сил воздействует на седло корпуса, сообщает разгрузочную полость с атмосферой. As a prototype, a pressure regulator [2] was selected, comprising a housing with an inlet and outlet cavities separated by a non-return valve, a spring-loaded follow-up piston with an overflow valve made in the form of a cup-shaped elastic element that connects the outlet cavity to the cavity of the discharge device, which is a spring-loaded piston spool. The shut-off element of the spool separates the inlet cavity from the atmosphere. In the initial position, the follower piston is preloaded by an adjustable spring, while the bypass-shaped valve acts on the seat of the body under the influence of elastic forces, reports the discharge cavity with the atmosphere.

Попадание пыли и агрессивной силы во внутренние полости регулятора давления приводит к интенсивному износу деталей, что ведет к снижению ресурса и к уменьшению надежности работы регулятора. The ingress of dust and aggressive force into the internal cavities of the pressure regulator leads to intensive wear of parts, which leads to a decrease in resource and to a decrease in the reliability of the regulator.

Цель изобретения - повышение надежности, увеличение ресурса и упрощение (уменьшение габаритов и массы) регулятора. The purpose of the invention is to increase reliability, increase resource and simplify (reduce the size and weight) of the regulator.

Изобретение позволяет исключить попадание пыли и агрессивной среды во внутренние полости регулятора, что уменьшает износ и коррозию деталей, а это увеличивает ресурс и надежность. Изобретение позволяет упростить регулятор и, следовательно, уменьшить габариты и массу. The invention eliminates the ingress of dust and aggressive environment into the internal cavity of the regulator, which reduces wear and corrosion of parts, and this increases the resource and reliability. The invention allows to simplify the regulator and, therefore, to reduce the size and weight.

Сущность изобретения заключается в том, что в регуляторе давления, содержащем разгрузочное, регулирующее устройство, включающее следящий поршень, в осевом канале которого размещен ступенчатый управляющий поршень, в верхней части установлен уплотнительный элемент нормально открытого выпускного клапана, а в нижней - нормально закрытый запорный элемент впускного клапана. Управляющий поршень охватывает ступенчатый шток, в котором выполнен сквозной канал. Коаксиальное расположение поршней и выполнение сквозного канала в ступенчатом штоке позволяют герметизировать пружинную полость и упростить регулирующее и разгрузочное устройство, уменьшить габариты регулятора. Выполнение профилированного разгрузочного канала переменного сечения вдоль оси и профилированной нижней части ступенчатого штока позволяет организовать поток воздуха при разгрузке регулятора и в предохранительном режиме работы так, что в пружинной полости создается понижение давления при разгрузке, что улучшает работу регулятора, исключает попадание пыли и агрессивной среды, что, в конечном счете, увеличивает ресурс и повышает надежность регулятора. Размещение в нижней части крышки в разгрузочном канале пылезащитного лепестка позволяет исключить попадание пыли при неработающем регуляторе и при работе регулятора в режиме накачки системы, что позволяет повысить ресурс и надежность регулятора. The essence of the invention lies in the fact that in the pressure regulator containing the unloading, regulating device, including a servo piston, in the axial channel of which a stepped control piston is placed, a sealing element of a normally open exhaust valve is installed in the upper part and a normally closed inlet shut-off element in the lower part valve. The control piston covers a stepped rod, in which a through channel is made. The coaxial arrangement of the pistons and the implementation of the through channel in the stepped rod allow you to seal the spring cavity and simplify the regulating and unloading device, reduce the size of the regulator. The implementation of the profiled discharge channel of variable cross section along the axis and the profiled lower part of the stepped rod allows you to organize the air flow during unloading of the regulator and in the safety mode of operation so that a pressure drop during unloading is created in the spring cavity, which improves the operation of the regulator, eliminates dust and aggressive environment, which, ultimately, increases the resource and increases the reliability of the regulator. Placing a dustproof lobe in the discharge channel at the bottom of the lid eliminates the ingress of dust when the regulator is idle and when the regulator is in the pumping mode of the system, which improves the resource and reliability of the regulator.

На фиг. 1 изображен регулятор давления, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. In FIG. 1 shows a pressure regulator, a longitudinal section; in FIG. 2 - node I in FIG. 1.

В корпусе 1 регулятора давления размещены обратный клапан 2, отделяющий входную полость 3 от выходной полости 4, а также подпружиненный следящий поршень 5, уплотненный в корпусе кольцом 6. Его перемещение ограничивается выступом кожуха 7. Следящий поршень 5 прижат к торцу корпуса 1 пружиной 8 с помощью регулировочного винта 9, действующего через тарелку 10. Управляющий поршень 11 прижат к внутренней перегородке корпуса 1 пружиной 12 при помощи регулировочного винта 13, действующего на тарелку 14. Управляющий поршень 11 в верхней части имеет нормально открытый выпускной клапан, выполненный в виде круглого уплотнительного кольца 15, установленного в проточку управляющего поршня 11, и прижат Г-образной шайбой 16. В нижней части на управляющий поршень 11 установлены уплотнительное кольцо 17 и запорный элемент впускного клапана, выполненный в виде кольцевого уплотнительного элемента 18. Через управляющий поршень 11 пропущен подпружиненный ступенчатый разгрузочный поршень 19 с профилированной нижней частью, на который действует пружина 20 через разрезную Г-образную шайбу 21 и поджимает запорный элемент 22 разгрузочного клапана к торцу крышки 23. Поршень 19 имеет уплотнительные кольца 24 и 25. Крышка 23 уплотняется кольцом 26. Следящий поршень 5 имеет седло 27. На кожухе 7 установлены уплотнительные кольца 28 и 29. На винте установлено уплотнительное кольцо 30. В крышке 23 установлен уплотнительный лепесток 31. В регуляторе давления имеются камера 32 управляющего и ступенчатого поршней, канал 33, сообщающий выходную полость 4 с полостью 34 следящего и управляющего поршней, канал 35, выполненный в ступенчатом поршне 19, разгрузочный канал 36 с переменным сечением вдоль оси. A check valve 2 is placed in the housing 1 of the pressure regulator, separating the inlet cavity 3 from the outlet cavity 4, as well as a spring-loaded follow-up piston 5 sealed in the housing by a ring 6. Its movement is limited by the protrusion of the housing 7. The follow-up piston 5 is pressed against the end of the housing 1 by a spring of 8 s using the adjusting screw 9, acting through the plate 10. The control piston 11 is pressed against the inner partition of the housing 1 by a spring 12 with the help of the adjusting screw 13 acting on the plate 14. The control piston 11 in the upper part is normal an open exhaust valve made in the form of a round sealing ring 15 installed in the groove of the control piston 11 and pressed by a L-shaped washer 16. In the lower part, a sealing ring 17 and an inlet valve locking element made in the form of an annular sealing element are installed on the control piston 11 18. A spring-loaded stepped unloading piston 19 with a profiled lower part, which is acted upon by a spring 20 through a split L-shaped washer 21, is passed through the control piston 11 and compresses the locking e the relief valve element 22 to the end face of the cover 23. The piston 19 has O-rings 24 and 25. The cover 23 is sealed with a ring 26. The follower piston 5 has a seat 27. O-rings 28 and 29 are installed on the casing 7. A sealing ring 30 is installed on the screw. In the cover 23, a sealing tab 31 is installed. In the pressure regulator there is a chamber 32 for the control and step pistons, a channel 33 communicating the output cavity 4 with a cavity 34 for the follow and control pistons, a channel 35 made in the step piston 19, an unloading channel 36 with a variable echeniem along the axis.

В исходном положении следящий поршень 5 и управляющий поршень 11 находятся в нижнем положении. При этом кольцевое уплотнение запорного элемента 18 прижато к внутренней перегородке корпуса 1, разобщает полость 34 следящего и управляющего поршней с атмосферой, а камеру 32 управляющего поршня и ступенчатого поршня 19 через отверстие в управляющем поршне, полость под кожухом 7 через каналы 35 и 36 сообщает с атмосферой. Ступенчатый поршень 19 с запорным элементом 22 прижат к торцу крышки 23, разобщает входную полость 3 и разгрузочный канал 36. In the initial position, the follower piston 5 and the control piston 11 are in the lower position. In this case, the annular seal of the locking element 18 is pressed against the inner partition of the housing 1, separates the cavity 34 of the follower and control pistons with the atmosphere, and the chamber 32 of the control piston and the stepped piston 19 through the hole in the control piston, the cavity under the casing 7 through channels 35 and 36 communicates with the atmosphere. The stepped piston 19 with the locking element 22 is pressed against the end face of the cover 23, separates the input cavity 3 and the discharge channel 36.

Работает регулятор давления следующим образом. The pressure regulator operates as follows.

Сжатый воздух от компрессора поступает во входную полость 3 и, открывая обратный клапан 2, поступает в выходную полость 4 и одновременно через канал 33 в полость 34 следящего и управляющего поршней. Compressed air from the compressor enters the inlet cavity 3 and, opening the check valve 2, enters the outlet cavity 4 and simultaneously through the channel 33 into the cavity 34 of the tracking and control pistons.

При росте давления следящий поршень 5 перемещается, а управляющий поршень 11 и ступенчатый поршень 19 неподвижны. При давлении, близком к величине передела срабатывания, происходит герметизация нормально открытого выпускного клапана, кольцо 15 садится на седло 27 и Г-образная шайба 16 соприкасается с торцом следящего поршня, при этом камера 32 разобщается с атмосферой. With increasing pressure, the follower piston 5 moves, and the control piston 11 and the stepped piston 19 are stationary. At a pressure close to the response redistribution, the normally open exhaust valve is sealed, the ring 15 sits on the seat 27 and the L-shaped washer 16 is in contact with the end face of the follower piston, while the chamber 32 is disconnected from the atmosphere.

Когда давление сжатого воздуха достигает верхнего предела срабатывания, следящий поршень 5 начинает совместно перемещаться с управляющим поршнем 11. Кольцевое уплотнение 18 открывает камеру 32 управляющего поршня и ступенчатого поршня 19, сжатый воздух действует на ступенчатый поршень 19, который перемещается до упора разрезной Г-образной шайбы 21 во внутреннюю перегородку корпуса 1, а следящий поршень 5 и управляющий поршень 11 прекращают перемещение. При этом сообщается входная полость 3 с разгрузочным каналом 36. Происходит разгрузка компрессора. Поток воздуха из входной полости вместе с конденсатом устремляется в профилированный канал 36. Профиль канала и нижней части ступенчатого поршня 19 выполнен так, что происходит ускорение потока струи и в центре образуется разрежение (проявляется эффект инжекции), что способствует отсосу воздуха из пружинной полости по каналу 35, и в этой полости создается понижение давления. Это стабилизирует процесс разгрузки. При падении давления воздуха в системе до величины, соответствующей нижнему пределу срабатывания, регулятор работает в обратном порядке. Компрессор начинает работать в режиме накачки системы сжатым воздухом. При этом лепесток 31 герметизирует канал 36, исключает попадание пыли и агрессивной среды. По достижении давления сжатого воздуха в системе значения верхнего предела срабатывания регулятора цикл повторяется. When the pressure of the compressed air reaches the upper limit of operation, the follower piston 5 begins to move together with the control piston 11. The annular seal 18 opens the chamber 32 of the control piston and the stepped piston 19, the compressed air acts on the stepped piston 19, which moves until the stop of the split L-shaped washer 21 into the inner partition of the housing 1, and the follower piston 5 and the control piston 11 stop moving. In this case, the input cavity 3 with the discharge channel 36 is communicated. The compressor is unloaded. The air flow from the inlet cavity together with the condensate rushes into the profiled channel 36. The channel profile and the lower part of the stepped piston 19 are made so that the jet stream accelerates and a vacuum forms in the center (the injection effect is manifested), which contributes to the suction of air from the spring cavity through the channel 35, and a decrease in pressure is created in this cavity. This stabilizes the unloading process. When the air pressure in the system drops to a value corresponding to the lower limit of operation, the controller operates in the reverse order. The compressor starts to operate in the pumping mode of the system with compressed air. In this case, the petal 31 seals the channel 36, eliminates the ingress of dust and aggressive environment. Upon reaching the compressed air pressure in the system, the value of the upper limit of the regulator response cycle repeats.

Когда в системе давление достигает верхнего предела срабатывания, а разгрузка регулятором не включается (это возможно только тогда, когда следящий поршень 5 находится в нижнем положении), управляющий поршень 11 под воздействием повышенного давления воздуха перемещается, кольцевое уплотнение 18 открывает камеру 32 и избыточное давление воздуха из системы сбрасывает в атмосферу через отверстие в управляющем поршне и каналы 35 в поршне 19 и 36 в крышке. При этом одновременно давление воздуха действует на большую ступень поршня 19, который перемещается, и запорный элемент 22 сообщается входную полость 3 с разгрузочным каналом - происходит разгрузка компрессора. В канале 36 происходит ускорение потока струи и проявляется эффект инжекции. When the pressure in the system reaches the upper limit of operation, and the regulator does not turn off the discharge (this is possible only when the follower piston 5 is in the lower position), the control piston 11 moves under the influence of increased air pressure, the ring seal 18 opens the chamber 32 and the excess air pressure from the system is discharged into the atmosphere through an opening in the control piston and channels 35 in the piston 19 and 36 in the cover. At the same time, air pressure acts on a large stage of the piston 19, which moves, and the shut-off element 22 communicates with the inlet cavity 3 with the discharge channel - the compressor is unloaded. In the channel 36, the jet stream accelerates and the injection effect is manifested.

При падении давления воздуха в системе до величины, соответствующей нижнему пределу срабатывания предохранительного режима, регулятор работает в обратном порядке. Компрессор начинает работать в режиме накачки системы сжатым воздухом, а лепесток 31 герметизирует канал 36. When the air pressure in the system drops to a value corresponding to the lower limit of the safety mode, the controller operates in the reverse order. The compressor begins to operate in the pumping mode of the system with compressed air, and the lobe 31 seals the channel 36.

Claims

PRESSURE REGULATOR, comprising a housing, the inlet cavity of which is connected to the outlet cavity and the atmosphere, respectively, through a check valve and an unloading channel in which the discharge valve is located, as well as a spring-loaded step-type discharge piston and a spring-loaded follow-up piston, the cavity under which is in communication with the outlet cavity and through a series-connected normally closed intake and normally open exhaust valves - with a cavity above the spring-loaded follow-up piston, and the shut-off the relief valve element is installed in the lower part of the smaller diameter of the spring-loaded step-type discharge piston, characterized in that, in order to reduce the dimensions and weight and increase the reliability of the regulator, the spring-loaded stage discharge piston and the spring-loaded follow-up piston are installed coaxially, and a spring-loaded step-type control piston is installed between them which forms an intermediate chamber with a step of a smaller diameter of the spring-loaded step unloading piston, a normally closed intake valve and a normally open exhaust valve are interconnected through an intermediate chamber and a channel connected in series with it, made in a spring-loaded step control piston, and the shut-off elements of the normally closed intake and normally open exhaust valves are installed respectively in the lower part of the lower diameter stage and the upper part of the step of a larger diameter of this piston, while the discharge channel has a profile that is convex to its axis and narrows-expanding along the flow, dpruzhinenny stupnchaty discharge piston is provided with a through axial channel and the lower part of its stage of smaller diameter has a concave profile and forming a tapered channel portion injecting an annular discharge channel, the outlet channel discharging installed breather.