RU21096U1 - Устройство для регулирования давления - Google Patents

Abstract

1. Устройство для регулирования давления, содержащее два корпуса, в первом из которых - входная и выходная камеры, седло, регулирующий клапан, закрепленный на штоке, во втором корпусе - помещенный в управляющую полость механизм коррекции с упругим элементом и подпружиненный чувствительный элемент, шток которого выполнен с возможностью взаимодействия со штоком регулирующего клапана, отличающееся тем, что механизм коррекции имеет направляющий элемент с ползунами, шарнирно соединенными со вторым корпусом и/или штоком чувствительного элемента, упругий элемент выполнен в виде пружины или пружин сжатия, соединенных с направляющим элементом, ориентированным радиально в поперечном направлении относительно оси штока чувствительного элемента с возможностью компенсации усилий пружин сжатия в плоскости направляющего элемента.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде вала, закрепленного на штоке чувствительного элемента перпендикулярно его оси, ползуны расположены на диаметрально противоположных концах вала, шарнирное соединение со вторым корпусом выполнено посредством толкателей, а пружины сжатия размещены между штоком и ползунами.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде ряда направляющих.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде полого вала с расположенными внутри него ползунами и пружиной сжатия.5. Устройство по п.1 или 3, 4, отличающееся тем, что направляющий элемент жестко закреплен на втором корпусе, пружина сжатия расположена между корпусом и ползуном, а шарнирное соединение штока чувстви�

Description

УСТРОЙСТВО для РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к технике автоматического регулирования и поддержания заданного давления транспортируемых жидких и газообразных сред и может быть использовано в системах водо - газоснабжения промышленных и коммунальных объектов.

Известно устройство (Ревин А.И. и др. Регулирующее и предохранительное оборудование для современных систем газоснабжения. Издательство Саратовского университета, 1989), содержащее корпус с входной и выходной камерами, седло, регулирующий клапан, сервопривод, включающий основание, регулирующий орган в виде подпружиненной мембраны, закрепленной на основании и взаимодействующей со щтоком регулирующего клапана. Входная камера корпуса и подмембранная камера сервопривода разделены между собой компенсационной мембраной, центр которой жестко связан со щтоком регулирующего клапана, проходящим через подмембранную полость. Для коррекции выходного давления применена эжекционная трубка, расположенная в выходной полости и направленная по потоку газа.

Недостатком конструкции является изменение выходного давления с изменением расхода, что обусловлено изменением усилия задающей пружины при перемещении центра мембраны, связанным с изменением зазора между клапаном и седлом. Создаваемая коррекция эжекционной трубкой носит нелинейный характер, зависит от квадрата скорости газа в выходной полости, что отрицательно сказывается на точности поддержания выходного давления.

Известно также устройство для регулирования давления (Патент RU №2032929, G05D 16/06,1995), содержащее корпус с входной и выходной камерами, седло, регулирующий и отсечной клапаны, сервопривод, включающий корпус, в управляющей полости которого расположен регулирующий орган в виде подпружиненной мембраны, закрепленной на корпусе, двуплечего рычага, щтока и компенсационной пружины растяжения.

МгаС: G05D 16/06

путем введения в регулятор корректирующего устройства в виде двуплечего рычага, взаимодействующего со штоком мембраны и снабженного компенсационной пружиной растяжения.

Однако данное устройство не обеспечивает в полной мере точность поддержания выходного давления.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является регулятор давления (Патент RU №2047213, G05D 16/06, 1995), содержащий корпус с входной и выходной камерами, седло, регулирующий клапан, сервопривод, включающий осиование, подпружиненную мембрану со штоком, компенсационную разделительную мембрану между входной камерой и подмембранной полостью, в которой размещен рычаг , взаимодействующий со штоком и компенсационной пружиной растяжения.

В описанном регуляторе, кроме того, используется устройство, корректирующее изменение положения задающей пружины сервопривода, выполненное в виде рычага, взаимодействующего со штоком и

компенсационной пружиной.

Однако данному техническому решению также присущи описанные выше недостатки.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение точности и стабильности поддержания выходного давления рабочей среды в широком диапазоне изменения ее расхода за счет коррекции изменений усилия задающей пружины.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для регулирования давления, содержащем два корпуса, в первом из которых - входная и выходная камеры, седло, регулирующий клапан, закрепленный на штоке, во втором корпусе - помещенный в управляющзпо полость механизм коррекции с упругим элементом, и подпружиненный чувствительный элемент, шток которого выполнен с возможностью взаимодействия со штоком регулирующего клапана, механизм коррекции имеет направляющий элемент с ползунами, шарнирно соединенными со вторым корпусом и/или штоком чувствительного элемента, упругий элемент выполнен в виде пружины или пружин сжатия, соединенных с направляющим элементом, ориентированным радиально в поперечном

направлении относительно оси штока чувствительного элемента с возможностью компенсации усилий пружин сжатия в плоскости направляющего элемента.

В одном из вариантов направляющий элемент может быть выполнен в виде вала, закрепленного на штоке чувствительного элемента перпендикулярно его оси, ползуны расположены на диаметрально противоположных концах вала, шарнирное соединение со вторым корпусом выполнено посредством толкателей, а пружины сжатия размещены между штоком и ползунами.

Кроме того, возможно выполнение направляющего элемента в виде ряда направляющих.

В другом варианте направляющий элемент выполнен в виде полого вала с расположенными внутри него ползунами и пружиной сжатия.

Кроме того, заявляется вариант устройства с направляющим элементом, жестко закрепленным на втором корпусе, в котором пружина сжатия расположена между корпусом и ползуном, шарнирно соединенным через толкатель со штоком чувствительного элемента.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен поперечный разрез регулятора давления, на фиг.2 - 7 - поперечный разрез камеры чувствительного элемента (варианты исполнения механизма коррекции выходного давления).

Заявляемое устройство содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами, между которыми установлено седло 4, снабженное регулирующим клапаном 5, расположенным в выходной камере и смонтированным на штоке 6. К корпусу 1 присоединен второй корпус 7, в котором расположено задающее устройство, выполненное в виде чувствительного элемента, например, мембраны 8, снабженной задающей пружиной 9, регулируемой винтом 10. Мембрана 8 имеет шток 14, взаимодействующий со штоком 6 регулирующего клапана 5 через рычажную передачу 18 и с механизмом коррекции выходного давления, расположенным в управляющей полости 11 корпуса 7 чувствительного элемента 8. Механизм коррекции имеет несколько вариантов исполнения, представленных на фиг.2-7. Во всех вариантах он имеет одну или несколько направляющих для корректирующей пружины 12, ориентированных

радиально в поперечном направлении относительно оси штока 14. Пружины 12, выполненные в виде пружин сжатия, взаимодействуют с ползунами 15, шарнирно соединенными с корпусом 7 и/или штоком 14. Направляющие с пружинами расположены в корпусе с возможностью компенсации усилий пружин в плоскости направляющей. Направляющая может быть выполнена в виде вала 13, на котором (фиг.2, 3, 6, 7) или в полости которого (фиг.4, 5,) размещена корректирующая пружина 12 с ползунами 15, которые через толкатель 16 передают усилие корректирующей пружины на корпус 7 чувствительного элемента. На фиг.2-4 представлены варианты, в которых направляющий вал 13 жестко закреплен на штоке 14 перпендикулярно его оси с образованием двух плеч, на концах которых размещены ползуны, шарнирно соединенные с корпусом 7 посредством толкателей 16 (или с помощью щарнирных пар). Корректирующие пружины 12 в вариантах, представленных на фиг.2, 3, размещены между ползунами 15 и штоком чувствительного элемента 14. В варианте на фиг.4 вал выполнен полым и размещен в отверстии штока 14, а корректирующая пружина расположена между ползунами. Ползун может быть выполнен в виде втулки, либо для варианта его размещения в полости вала - в виде поршня, шток которого имеет шарнирное соединение с корпусом 7 (фиг.4) или штоком 14 чувствительного элемента (фиг. 5). На фиг.З представлен вариант выполнения ползуна в виде стакана, дно которого ршеет шарнирное соединение с корпусом. На фиг. 5, 7 представлен механизм коррекции в виде двух направляющих валов, жестко закрепленных на корпусе чувствительного элемента. На фиг.5 направляющая представляет собой полый вал, закрепленный в выполненном для него отверстии в корпусе чувствительного элемента и снабженный на конце заглушкой 17. Корректирующая пружина размещена в полости вала между заглушкой и ползуном, шарнирно соединенным со штоком 14 через толкатель 16. В данном варианте исполнения ползун выполнен с углублением для размещения толкателя. На фиг.6 направляющий вал 13 механизма коррекции шарнирно соединен со штоком чувствительного элемента 14, а ползун 15, выполненный в виде стакана, шарнирно прикреплен к корпусу 7, например, с помощью крепежного элемента 19.

При наличии входиого давления и отсутствия расхода рабочей среды, например, газа задающее устройство посредством штока 14, закрепленного на мембране 8, через рычажную передачу 18 и шток 6 перемещает клапан 5, закрывая седло. При этом давление в выходной полости и полости чувствительного элемента одинаковы и равны давлению настройки. При наличии расхода газа происходит перемещение клапана 5, образуя зазор между ним и седлом, которое соответственно через шток 6 и рычажную передачу 18, шток 14 перемещает чувствительный элемент, изменяя длину задающей пружины 9, таким образом, меняя усилие задающей пружины. Для создания постоянного усилия на чувствительный элемент 8 независимо от его положения и соответственно от величины расхода газа в конструкцию введен механизм коррекции. Сила действия корректирующей пружины 12 трансформируется в силу, действующую вдоль оси штока чувствительного элемента 14, восполняя изменение силы задающей пружины 9 в связи с изменением ее длины.

Смещаясь от нейтрального положения, чувствительный элемент 8 перемещает шток 14 с закрепленной на ней направляющей 13, изменяя, таким образом положение толкателя 16, концы которого шарнирно закреплены на ползуне 13 и/или корпусе 7 чувствительного элемента, перемещая ползун 15 по направляющей от штока, либо к штоку, изменяя длину корректирующей пружины 12. В результате чего появляется сила, компенсирующая изменение силы задающей пружины 9, направленная вдоль оси штока 14 чувствительного элемента 8. Так достигается постоянство выходного давления независимо от величины расхода газа.

Таким образом, введенные конструктивные элементы повышают точность работы устройства, уменьшают зависимость выходного давления от изменения расхода жидкой или газообразной среды.

Claims (5)

1. Устройство для регулирования давления, содержащее два корпуса, в первом из которых - входная и выходная камеры, седло, регулирующий клапан, закрепленный на штоке, во втором корпусе - помещенный в управляющую полость механизм коррекции с упругим элементом и подпружиненный чувствительный элемент, шток которого выполнен с возможностью взаимодействия со штоком регулирующего клапана, отличающееся тем, что механизм коррекции имеет направляющий элемент с ползунами, шарнирно соединенными со вторым корпусом и/или штоком чувствительного элемента, упругий элемент выполнен в виде пружины или пружин сжатия, соединенных с направляющим элементом, ориентированным радиально в поперечном направлении относительно оси штока чувствительного элемента с возможностью компенсации усилий пружин сжатия в плоскости направляющего элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде вала, закрепленного на штоке чувствительного элемента перпендикулярно его оси, ползуны расположены на диаметрально противоположных концах вала, шарнирное соединение со вторым корпусом выполнено посредством толкателей, а пружины сжатия размещены между штоком и ползунами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде ряда направляющих.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что направляющий элемент выполнен в виде полого вала с расположенными внутри него ползунами и пружиной сжатия.

5. Устройство по п.1 или 3, 4, отличающееся тем, что направляющий элемент жестко закреплен на втором корпусе, пружина сжатия расположена между корпусом и ползуном, а шарнирное соединение штока чувствительного элемента и ползуна выполнено через толкатель.