RU2201616C2

RU2201616C2 - Driving mechanism of pressure regulator with differential valve

Info

Publication number: RU2201616C2
Application number: RU99112642/06A
Authority: RU
Inventors: П.Г. Целовальников
Original assignee: Целовальников Пётр Герасимович
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2003-03-27

Abstract

FIELD: automatic control equipment, pressure regulators. SUBSTANCE: driving mechanism includes inlet rod of actuating servodrive; unit for transmitting motion with quasi- stable neutral position; outlet rod with two coaxially mounted sealing valves. Two seats are arranged between valves in housing. Unit for transmitting motion with quasi-stable neutral position is in the form of first double-arm lever rotating on first axle mounted in housing. First arm of first double-arm lever is joined with outlet rod. Second axle is mounted on second arm of said lever. Second lever is mounted on second axle. Second lever is joined with inlet rod and through shut-off mechanism with second arm of first lever. EFFECT: enhanced operational accuracy of driving mechanism having unit for transmitting motion with quasi-stable neutral position. 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в регуляторах давления. The invention relates to techniques for automatic control and can be used in pressure regulators.

Известны передаточные механизмы регуляторов давления с дифференциальным клапаном. Наиболее близкий по своей технической сущности является передаточный механизм регулятора давления по опубликованной заявке DE 1814030, кл. G 05 D 16/06, 19.06.1969. Передаточный механизм содержит входной шток мембранного исполнительного сервопривода, узлы передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением, выходной шток с двумя соосно закрепленными на нем уплотняющими клапанами, между которыми размещены два седла, установленные в корпусе. Узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением представляет собой два подпружиненных между собой сектора, вращающихся на одной оси. Прохождение вектора силы пружины через ось вращения характеризует условно-устойчивое нейтральное положение секторов относительно друг друга. При незначительном отклонении направления векторов силы пружины секторы будут относительно друг друга перемещаться, что приводит к срабатыванию запорного клапана. Known transmission mechanisms of pressure regulators with a differential valve. The closest in its technical essence is the transmission mechanism of the pressure regulator according to published application DE 1814030, cl. G 05 D 16/06, 06/19/1969. The transmission mechanism comprises an input rod of a membrane actuating servo actuator, displacement transmission units with a conditionally stable neutral position, an output rod with two sealing valves coaxially mounted on it, between which two saddles are mounted in the housing. The movement transfer unit with a conditionally stable neutral position consists of two sectors, spring-loaded together, rotating on the same axis. The passage of the spring force vector through the axis of rotation characterizes the conditionally stable neutral position of the sectors relative to each other. With a slight deviation of the direction of the spring force vectors, the sectors will move relative to each other, which leads to the actuation of the shut-off valve.

Недостатком такого передаточного механизма является низкая точность срабатывания узла передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением, обусловливающего срабатывание запорного клапана. The disadvantage of this transmission mechanism is the low accuracy of the response of the displacement transmission unit with a conditionally stable neutral position, which causes the shut-off valve to operate.

Задачей изобретения является повышение точности срабатывания передаточного механизма с узлом передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением. The objective of the invention is to increase the accuracy of the transmission mechanism with the transmission node displacement with a conditionally stable neutral position.

Технический результат достигается тем, что в передаточном механизме регулятора давления с дифференциальным клапаном, содержащим входной шток исполнительного сервопривода, узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением, выходной шток с двумя соосно закрепленными на нем уплотняющими клапанами, между которыми размещены два седла, установленных в корпусе, узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением выполнен в виде первого двуплечего рычага, вращающегося на первой оси, установленной в корпусе, первое плечо которого связано с выходным штоком, а на втором плече закреплена вторая ось, на которой установлен второй рычаг, связанный с входным штоком и через затворный механизм со вторым плечом первого рычага. The technical result is achieved by the fact that in the transmission mechanism of the pressure regulator with a differential valve containing the input rod of the actuating actuator, a displacement transmission unit with a conditionally stable neutral position, the output rod with two sealing valves coaxially mounted on it, between which are located two seats installed in the housing, the transfer transmission unit with a conditionally stable neutral position is made in the form of a first two-shouldered lever rotating on a first axis mounted in a sensor body, a first arm of which is connected to an output rod, and on the second arm second axis is fixed, on which is mounted a second arm associated with the input rod and through the shutter mechanism of the first arm to the second arm.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен передаточный механизм регулятора давления с дифференциальным клапаном, на фиг.2 - шариковый затворный механизм, на фиг.3 - магнитный затворный механизм. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the gear of the pressure regulator with a differential valve, figure 2 - ball shutter mechanism, figure 3 - magnetic shutter mechanism.

Изображенный на фиг.1 передаточный механизм регулятора давления с дифференциальным клапаном содержит входной шток 2 исполнительного сервопривода (не показан), связанный со вторым рычагом 3, вращающимся на второй оси 4, и через затворный механизм - со вторым плечом 5 первого двуплечего рычага. Вторая ось 4 установлена на втором плече 5, а первая ось 7, на которой вращается первый двуплечий рычаг, закреплена в корпусе 1. Первое плечо 6 двуплечего рычага связано с выходным штоком 8, на котором закреплены управляющие клапаны 9 и 10, а между ними в корпусе 1 установлены седла 11 и 12. Shown in figure 1, the transmission mechanism of the pressure regulator with a differential valve contains the input rod 2 of the actuating servo (not shown), connected with the second lever 3, rotating on the second axis 4, and through the shutter mechanism with the second shoulder 5 of the first two shoulders of the lever. The second axis 4 is mounted on the second arm 5, and the first axis 7, on which the first two-arm lever rotates, is fixed in the housing 1. The first arm 6 of the two-arm lever is connected to the output rod 8, on which the control valves 9 and 10 are fixed, and in between body 1 mounted saddles 11 and 12.

Уплотняющий клапан 9 с седлом 11 размещены в выходной полости 17, связанной с нагрузочным трубопроводом (не показан), а уплотняющий клапан 10 с седлом 12 - во входной полости 16 регулятора. The sealing valve 9 with the seat 11 is placed in the outlet cavity 17 associated with the load pipe (not shown), and the sealing valve 10 with the seat 12 in the inlet cavity 16 of the controller.

На фиг. 2 показан шариковый затворный механизм между рычагом 3 и вторым плечом 5. Он включает в себя два шарика 13, которые прижаты к плоскостям рычага 3 пружинами 14 с винтами регулировки 15 усилий этих пружин. Сечение рычага 3 в области контактирования с шариками 13 имеет ступенчатый профиль с конусной пирамидой. In FIG. 2 shows a ball shutter mechanism between the lever 3 and the second shoulder 5. It includes two balls 13, which are pressed against the planes of the lever 3 by springs 14 with adjustment screws 15 for the efforts of these springs. The cross section of the lever 3 in the area of contact with the balls 13 has a stepped profile with a conical pyramid.

Эффект "затвора" обеспечивается при движении рычага 3 на фиг.2 вниз, при этом пока издаваемое штоком 2 усилие между рычагом 3 и вторым плечом 5 не превысит силу трения в шариках 13 от воздействия пружин 14, связь между ними можно считать жесткой, т.к. в другом направлении (вверх) перемещение ограничено плечом 5. При превышении усилия от штока 2 усилия трения шарики 13 раздвигаются и рычаг 3 скачком переместится вниз, при этом усилие на выходном штоке 8 от воздействия входного давления на уплотняющий клапан 9 будет перемещать этот шток 8, пока уплотняющий клапан 10 не перекроет седло 12, разделяя полости 16 и 17 и отсекая газ. Рычаг 3 при этом перемещении будет поворачиваться по часовой стрелке на оси 4, перемещаясь относительно штока 2 вправо. Так как рычаг 3 имеет сечение конусной пирамиды, то возврат в исходное положение осуществляется при небольшом усилии от штока 2 по направлению вниз. The “shutter” effect is provided when the lever 3 in FIG. 2 moves downward, while the force exerted by the rod 2 between the lever 3 and the second shoulder 5 does not exceed the friction force in the balls 13 from the action of the springs 14, the connection between them can be considered rigid, t. to. in the other direction (up), movement is limited by shoulder 5. When the force exerted from the rod 2 is exerted by the friction force, the balls 13 move apart and the lever 3 jumps downward, while the force on the output rod 8 from the influence of the input pressure on the sealing valve 9 will move this rod 8, until the sealing valve 10 overlaps the seat 12, separating the cavity 16 and 17 and cutting off the gas. The lever 3 during this movement will rotate clockwise on the axis 4, moving relative to the rod 2 to the right. Since the lever 3 has a section of the conical pyramid, the return to its original position is carried out with a small effort from the rod 2 in the downward direction.

На фиг.3 представлен магнитный затворный механизм. На рычаг 3 установлен постоянный магнит 18, а второе плечо 5 выполнено из магнитомягкого материала. Эффект "затвора" обеспечивается магнитной связью между постоянным магнитом и магнитомягким материалом. Когда усилие, создаваемое штоком 2, на рычаге 3 станет больше магнитного усилия, то рычаг 3 скачкообразно переместится вниз, и аналогично действию шарикового затвора уплотняющий клапан 10 перекроет седло 12. Регулировочный винт 15, изменяя зазор между рычагом 3 и вторым плечом 5 двуплечего рычага, изменяет величину магнитной силы. Figure 3 presents the magnetic shutter mechanism. A permanent magnet 18 is mounted on the lever 3, and the second shoulder 5 is made of soft magnetic material. The “shutter” effect is provided by a magnetic coupling between the permanent magnet and soft magnetic material. When the force exerted by the rod 2 on the lever 3 becomes greater than the magnetic force, the lever 3 will jump abruptly downward, and similarly to the action of the ball shutter, the sealing valve 10 will block the seat 12. The adjusting screw 15, changing the clearance between the lever 3 and the second shoulder 5 of the two shoulders lever, changes the magnitude of the magnetic force.

Регулятор давления с таким передаточным механизмом работает следующим образом. При уменьшении выходного давления в нагрузочном трубопроводе исполнительный сервопривод перемещается вниз и через передаточный механизм перераспределяет зазоры между клапанами 9, 10 и седлами 11, 12, увеличивая зазоp между клапаном 9 и седлом 11 и обеспечивая увеличение расхода, а следовательно, стабилизируя выходное давление. При повышении выходного давления происходит обратная картина, и зазор между седлом 11 и клапаном 9 будет уменьшаться. При дальнейшем повышении давления клапан 9 ложится на седло 11 и движение штока 2 прекращается. Если давление будет продолжать далее увеличиваться, то исполнительный сервопривод будет повышать усилие штока 2 до тех пор, пока затворное устройство не работает, и уплотняющий клапан 10 отсечет газ, перекрывая седло 12. A pressure regulator with such a transmission mechanism operates as follows. With a decrease in the outlet pressure in the load pipeline, the actuating servo moves downward and redistributes the gaps between the valves 9, 10 and the seats 11, 12 through the transmission mechanism, increasing the gap between the valve 9 and the seat 11 and increasing the flow rate and, therefore, stabilizing the outlet pressure. When the output pressure increases, the opposite is true, and the gap between the seat 11 and valve 9 will decrease. With a further increase in pressure, the valve 9 rests on the seat 11 and the movement of the rod 2 stops. If the pressure continues to increase further, the actuating actuator will increase the force of the rod 2 until the shutter device is working, and the sealing valve 10 will cut off the gas, blocking the seat 12.

Регулировочные устройства 15 обеспечивают точную настройку усилий затвора, что в свою очередь повышает точность срабатывания уплотняющего клапана 10. The adjusting devices 15 provide a fine adjustment of the shutter forces, which in turn increases the accuracy of the actuation of the sealing valve 10.

Если после срабатывания уплотняющего клапана 10 давление в нагрузочном трубопроводе уменьшилось, то сервопривод переместит входной шток вниз, рычаг 3 конусной частью переместится вверх между шариками 13, пока они не защелкнут его, обеспечивая жесткую связь между рычагом 3 и плечом 5. Для пуска в работу регулятора необходимо пусковым устройством (не показано) переместить выходной шток 8 с уплотняющими клапанами 9, 10 вправо, обеспечивая сообщение полостей 16 и 17 через седла 11 и 12. If after the actuation of the sealing valve 10, the pressure in the load pipeline decreases, then the servo drive will move the input rod down, the lever 3 with the conical part will move up between the balls 13 until they click it, providing a rigid connection between the lever 3 and the shoulder 5. To start the regulator it is necessary by a starting device (not shown) to move the output rod 8 with sealing valves 9, 10 to the right, providing communication of the cavities 16 and 17 through the seats 11 and 12.

Таким образом, выполнение передаточного механизма с затвором обеспечивает повышение точности срабатывания регулятора давления с дифференциальным клапаном. Thus, the implementation of the transmission mechanism with a shutter provides improved accuracy of the pressure regulator with a differential valve.

Claims

A pressure regulator gear with a differential valve, comprising an actuator actuator input rod, a displacement transfer unit with a conditionally stable neutral position, an output rod with two sealing valves coaxially mounted on it, between which two seats are mounted in the housing, characterized in that the assembly displacement transmission with a conditionally stable neutral position is made in the form of a first two-shouldered lever rotating on a first axis installed in the housing, the first shoulder of which It is connected with the output rod, and the second axis is fixed on the second shoulder, on which the second lever is mounted, connected with the input rod and through the shutter mechanism with the second shoulder of the first lever.