RU2276025C1

RU2276025C1 - Pressure regulator

Info

Publication number: RU2276025C1
Application number: RU2004128791/11A
Authority: RU
Inventors: Владислав Николаевич Муртазин (RU); Владислав Николаевич Муртазин
Original assignee: Зао "Нпп Тормо"
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-05-10
Also published as: RU2004128791A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: proposed pressure regulator contains housing with pressure control unit including spring-loaded twin with shutoff members and movable partition with controlling and controlled spaces. First valve interrupts communication of controlled space with feed main line, and second valve, whose shutoff member interacts with seat on movable partition, interrupts communication of controlled space with atmosphere. Second valve is rigidly coupled with first valve. Second valve is furnished with spring-loaded valve head with shutoff member secured on rod of second valve for displacement in longitudinal and cross direction relative to valve axis. Cup for movable valve head is arranged on rod. Valve head is pressed by spring arranged between bottom of cup and inner blind hole of movable valve head. Displacement of head is set by displacement limiter.

EFFECT: prevention of influence of self-sustained pressure fluctuations, provision of stability of pressure regulation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и касается устройств регулирования давления.The invention relates to mechanical engineering and relates to pressure control devices.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с размещенной в нем подвижной перегородкой, отделяющей области двух давлений, а двойной подпружиненный клапан перекрывает впускное и выпускное отверстия.Known pressure regulator containing a housing with a movable partition placed in it, separating the region of two pressures, and a double spring-loaded valve blocks the inlet and outlet openings.

Изготовление поверхностей сопряжения в форме сферы не исключает перекосов и для исключения их влияния требует больших сил пружин поджатия, что ухудшает точность поддержания заданных давлений (А.с. 228819 (CS). В 60 Т 15/22, 1983).The manufacture of mating surfaces in the form of a sphere does not exclude distortions and, to exclude their influence, requires large forces of compression springs, which impairs the accuracy of maintaining the given pressures (A. S. 228819 (CS). 60 T 15/22, 1983).

Известен редуктор давления крана машиниста, в котором одно из седел перекрывается с помощью металлической диафрагмы постоянно поджатой пружиной с регулируемым усилием.A known pressure reducer of a crane operator, in which one of the seats is blocked with a metal diaphragm constantly preloaded spring with adjustable force.

Данное устройство служит только для поддержания определенного давления в тормозной магистрали и не обеспечивает достаточной плотности перекрытия (Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник /В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.П.Ефремов, П.Т.Демушкин. - М.: Транспорт, 1989, с.101-135).This device only serves to maintain a certain pressure in the brake line and does not provide sufficient overlap density (Brake equipment of railway rolling stock: Reference book / V.I. Krylov, V.V. Krylov, V.P. Efremov, P.T. Demushkin. - M .: Transport, 1989, p. 101-135).

Известен регулятор давления нижней части крана машиниста, в котором двухседельчатый клапан, притертый к седлу втулки и хвостовику уравнительного поршня, работает как впускной (питательный) или выпускной. При этом запорный элемент выполнен как единое целое с уравнительным поршнем.Known pressure regulator of the lower part of the crane operator, in which a two-seat valve, ground to the saddle of the sleeve and the shank of the equalizing piston, works as an inlet (supply) or exhaust. In this case, the locking element is made as a single unit with the equalizing piston.

В этом регуляторе давления между впуском и выпуском воздуха недостаточен диапазон нечувствительности к колебаниям давления в магистрали. А притирка посадочных мест не исключает появления неплотности при перекосах запорного элемента (Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник /В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин. - М.: Транспорт, 1989 г., с.101-135.).In this pressure regulator between the air inlet and outlet, the range of insensitivity to pressure fluctuations in the line is insufficient. And grinding in the seats does not exclude leaks when the locking element is skewed (Brake equipment of railway rolling stock: Reference book / V.I. Krylov, V.V. Krylov, V.N. Efremov, P.T. Demushkin. - M .: Transport , 1989, p. 101-135.).

Известно реле давления авторежима, содержащее передвижную перегородку и двойной подпружиненный клапан. Передвижная перегородка в виде подвижного поршня имеет по оси отверстие, сообщающее тормозной цилиндр с атмосферой в открытом положении. Со стороны магистрали тормозного цилиндра на поршне выполнено седло, на которое опирается одно из уплотнений двойного клапана. Один клапан - впускной связан с воздухораспределителем и тормозным цилиндром, а другой - выпускной связывает тормозной цилиндр с атмосферой. В зависимости от положения поршня происходит открытие или закрытие этих клапанов (Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник /В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов, П.Т.Демушкин. - М.: Транспорт, 1989, с.210-218).Known auto pressure switch containing a movable partition and a double spring-loaded valve. The movable partition in the form of a movable piston has an axis along the axis communicating the brake cylinder with the atmosphere in the open position. From the side of the brake cylinder line, a seat is made on the piston, on which one of the double valve seals rests. One inlet valve is connected to the air distributor and the brake cylinder, and the other, the exhaust valve connects the brake cylinder to the atmosphere. Depending on the position of the piston, these valves open or close (Brake equipment of railway rolling stock: Handbook / V.I. Krylov, V.V. Krylov, V.N. Efremov, P.T. Demushkin. - M.: Transport, 1989, p. 210-218).

В указанном регуляторе давления между впуском и выпуском воздуха проходит промежуток времени, недостаточный для стабилизации переходных процессов. Для получения регулирования без автоколебаний используется увеличенные усилия со стороны пружины, что приводит к ухудшению точности поддержания давления.In the specified pressure regulator between the inlet and outlet of air passes a period of time insufficient to stabilize the transients. To obtain control without self-oscillations, increased forces from the side of the spring are used, which leads to a deterioration in the accuracy of pressure maintenance.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому клапану является регулятор давления, содержащий двухседельный клапан и подвижную перегородку с дополнительными ограничителями и пружиной, установленной между одним из ограничителей и кольцом на передвижной перегородке (А. с. N 1306776, М. Кл.² В 60 Т 15/12, 1987 г.). Передвижная перегородка отделяет управляющую полость от полости магистрали потребителя. В двухседельном клапане имеется впускной запорный элемент с конусным выступом и жестко связанный с ним выпускной запорный элемент. Однако изготовление седел обоих клапанов необходимо выполнять в параллельных плоскостях относительно друг друга, что представляет большую сложность, и требуются большие усилия со стороны пружины для компенсации возможных перекосов, а в результате снижается чувствительность и точность поддержания заданных давлений.The closest to the essential features of the claimed valve is a pressure regulator containing a two-seat valve and a movable partition with additional stops and a spring installed between one of the stops and the ring on the movable partition (A. C. N 1306776, M. Cl. ² B 60 T 15/12, 1987). A movable partition separates the control cavity from the cavity of the consumer line. The two-seat valve has an inlet locking element with a tapered protrusion and an exhaust locking element rigidly connected to it. However, the manufacture of the seats of both valves must be performed in parallel planes relative to each other, which is of great complexity, and great efforts are required from the side of the spring to compensate for possible distortions, and as a result the sensitivity and accuracy of maintaining the given pressures are reduced.

Заявляемое устройство решает задачу повышения качества регулирования давления.The inventive device solves the problem of improving the quality of pressure regulation.

Технический результат, который будет получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в том, что увеличивается время между закрытием одного клапана и открытием другого и, следовательно, исключается влияние автоколебаний давления и обеспечивается более стабильный режим регулирования давления.The technical result that will be obtained during the implementation of the present invention is that the time between the closing of one valve and the opening of the other increases and, therefore, the influence of pressure oscillations is eliminated and a more stable pressure control mode is provided.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном узле регулирования давления двойной клапан выполнен в виде двух цилиндрических поверхностей. При этом клапанная головка закреплена на поверхности одного из клапанов и изготовлена в виде подпружиненной отдельной детали. Небольшие вертикальные и поперечные перемещения головки относительно стержня способствуют ее равномерному прилеганию при контакте с седлом и устойчивости регулирования давления.The specified technical result is achieved by the fact that in the known pressure control unit, the double valve is made in the form of two cylindrical surfaces. In this case, the valve head is mounted on the surface of one of the valves and is made in the form of a spring-loaded separate part. Small vertical and lateral movements of the head relative to the rod contribute to its uniform fit in contact with the seat and stability of pressure regulation.

При этом согласно изобретению на верхней части стержня установлен стакан подвижной клапанной головки, которая поджата пружиной, расположенной между дном стакана и основанием другого клапана на стержне, а перемещение головки ограничено выступом фиксатора, закрепленного на наружной стороне стакана, или в подвижной клапанной головке имеется глухое отверстие, в дно которого упирается пружина сжатия.Moreover, according to the invention, a cup of a movable valve head is mounted on the upper part of the stem, which is preloaded by a spring located between the bottom of the cup and the base of another valve on the stem, and the movement of the head is limited by the protrusion of the latch mounted on the outside of the cup, or there is a blind hole in the movable valve head , the bottom of which abuts the compression spring.

Основным отличительным признаком заявляемой конструкции является то, что у двойного клапана головка закреплена на стержне впускного клапана, при этом имеет небольшие вертикальные и горизонтальные перемещения и дополнительную пружину для поджатия подвижной клапанной головки к седлу.The main distinguishing feature of the claimed design is that the head of the double valve is fixed to the inlet valve shaft, while it has small vertical and horizontal movements and an additional spring for pressing the movable valve head to the seat.

Таким образом, создание заявленной конструкции регулятора позволяет устранить автоколебания давления и обеспечивает более стабильный режим регулирования давления.Thus, the creation of the claimed design of the regulator eliminates pressure fluctuations and provides a more stable pressure control mode.

Изобретение поясняется описанием конкретного примера его выполнения и чертежами, где на фиг.1 схематично изображен вариант конструкции предлагаемого устройства, а на фиг. 2 - вариант выполнения установки подвижной клапанной головки с внутренним расположением пружины.The invention is illustrated by the description of a specific example of its implementation and the drawings, in which Fig. 1 schematically shows a design variant of the proposed device, and in Fig. 2 is an embodiment of the installation of a movable valve head with an internal spring arrangement.

На фиг.1 представлен регулятор давления. В корпусе 1 регулятора давления размещена подвижная перегородка 2. Подвижная перегородка 2 делит камеру на управляющую полость 3, подключенную к управляющему каналу 4 с дросселированным отверстием, и на полость управляемого давления 5, соединенную посредством выпускного и впускного клапанов соответственно с атмосферой или с полостью источника сжатого воздуха 6 напорной магистрали. Выпускной клапан состоит из нижнего стержня 7 с ограничителем движения 8 и головки клапана 9 с соответствующим ограничителем перемещения 10 и уплотнением 11. Впускной клапан выполнен в виде стакана, в полости направляющих стенок 12 которого расположена пружина 13, прижимающая уплотнение 14, установленное на опорной поверхности 15 впускного клапана, к седлу 16, расположенному на корпусе 1. Седло 17 выпускного клапана выполнено в основании 18 штока подвижной перегородки 2. Основание штока 18 содержит атмосферный канал 19, который через управляемую полость 5 и уплотнение 20 выведен в атмосферу. Головка клапана, в свою очередь, прижимается пружиной 21, установленной между опорной поверхностью 15 впускного клапана и головкой клапана 9.Figure 1 presents the pressure regulator. A movable partition 2 is placed in the pressure regulator housing 1. The movable partition 2 divides the chamber into a control cavity 3 connected to the control channel 4 with a throttled hole, and into a controlled pressure cavity 5 connected by an outlet and inlet valve to the atmosphere or to the cavity of the compressed source, respectively air 6 pressure line. The exhaust valve consists of a lower stem 7 with a movement limiter 8 and a valve head 9 with a corresponding movement limiter 10 and a seal 11. The inlet valve is made in the form of a cup, in the cavity of the guide walls 12 of which a spring 13 is located, pressing the seal 14 mounted on the supporting surface 15 the inlet valve, to the seat 16 located on the housing 1. The seat 17 of the exhaust valve is made in the base 18 of the rod of the movable partition 2. The base of the stem 18 contains an atmospheric channel 19, which through a controlled be 5 and the seal 20 withdrawn into the atmosphere. The valve head, in turn, is pressed by a spring 21 mounted between the supporting surface 15 of the intake valve and the valve head 9.

Регулятор давления может иметь клапанную головку с глухим отверстием 22 с задней стороны и с ограничителем 23, при этом пружина сжатия 21 расположена в глухих отверстиях клапанной головки и стержня 7 выпускного клапана, а полость стакана, где находится клапанная головка с возможностью перемещения внутри, имеет ограничитель перемещения 24, как представлено на фиг.2.The pressure regulator may have a valve head with a blind hole 22 on the rear side and with a limiter 23, while the compression spring 21 is located in the blind holes of the valve head and the stem 7 of the exhaust valve, and the cavity of the glass, where the valve head is movable inside, has a limiter movement 24, as shown in figure 2.

Регулятор давления работает следующим образом.The pressure regulator operates as follows.

При отсутствии расхода воздуха в магистраль потребителя подвижная перегородка 2 занимает положение, при котором впускной и выпускной клапаны закрыты.In the absence of air flow to the consumer highway, the movable partition 2 occupies a position in which the intake and exhaust valves are closed.

При повышении давления в канале 4 воздух перетекает в управляющую полость 3, и давление в ней возрастает. Под действием разности сил, действующих на подвижную перегородку 2, она перемещается вверх. При этом с момента касания седлом 17 уплотнения 11 клапанной головки до открытия впускного клапана требуется определенное время и давление, пока клапанная головка перемещается вдоль стержня 7 с ограничительным выступом. Далее открывается впускной клапан, и воздух начинает поступать из полости 6 напорной магистрали в полость управляемого давления 5 и далее к потребителю. По мере повышения давления воздуха в полости 5 подвижная перегородка 2 перемещается вниз, и уменьшается отверстие для прохода воздуха из полости 6 в полость 5.With increasing pressure in the channel 4, the air flows into the control cavity 3, and the pressure in it increases. Under the action of the difference of forces acting on the movable partition 2, it moves up. Moreover, from the moment the saddle 17 touches the seal 11 of the valve head to the opening of the inlet valve, a certain time and pressure is required while the valve head moves along the rod 7 with a restrictive protrusion. Next, the inlet valve opens, and air begins to flow from the cavity 6 of the pressure line into the cavity of the controlled pressure 5 and then to the consumer. As the air pressure in the cavity 5 increases, the movable partition 2 moves down, and the hole for the passage of air from the cavity 6 to the cavity 5 decreases.

При понижении давления в управляющем канале 4 и управляющей полости 3 подвижная перегородка 2 перемещается вниз, запорный элемент 14 впускного клапана закрывается под действием пружины 13 и давления напорной магистрали. При этом между началом изменения давления и открытием выпускного клапана также требуется некоторое время, пока под действием пружины 21 подвижная головка клапана 9 не переместится вдоль стержня 7 до упора в ограничитель 8. Перемещение клапанной головки до ограничителя вызывает дополнительное перемещение подвижной перегородки и замедляет процесс открытия выпускного клапана. При дальнейшем понижении подвижной перегородки 2 запорный элемент 11 выпускного клапана отойдет от своего седла и полость управляемого давления 5, и магистраль потребителя через канал 17 сообщится с атмосферой. Когда сила от давления в полости 5 становится меньше силы от давления воздуха в управляющей полости 3, подвижная перегородка 2 перемещается вверх, что вызывает увеличение объема управляющей полости 3. При этом давление в полости 3 становится меньше давления в управляющем канале 4, и воздух оттуда начинает перетекать в полость 3 через дроссельное отверстие. При дальнейшем подъеме подвижной перегородки седло 17 упирается в уплотнение 11, и выпуск воздуха в атмосферу из полости 5 прекращается, но открытия запорного уплотнения 14 впускного клапана не происходит, так как необходимо дополнительное перемещение подвижной перегородки 2, чтобы головка клапана выбрала зазор между ней и нижним концом стержня. Для этого потребуется дополнительное время, за которое колебания давления успевают уравновеситься.When lowering the pressure in the control channel 4 and the control cavity 3, the movable partition 2 moves down, the shut-off element 14 of the intake valve closes under the action of the spring 13 and the pressure of the pressure line. In this case, it also takes some time between the beginning of the pressure change and the opening of the exhaust valve until, under the action of the spring 21, the movable head of the valve 9 moves along the rod 7 against the stop 8. The movement of the valve head to the limiter causes additional movement of the movable partition and slows down the process of opening the exhaust valve. With a further decrease in the movable partition 2, the shutoff element 11 of the exhaust valve will move away from its seat and the controlled pressure cavity 5, and the consumer line will communicate with the atmosphere through the channel 17. When the force from the pressure in the cavity 5 becomes less than the force from the air pressure in the control cavity 3, the movable partition 2 moves up, which causes an increase in the volume of the control cavity 3. In this case, the pressure in the cavity 3 becomes less than the pressure in the control channel 4, and the air starts from there flow into cavity 3 through the throttle hole. With a further rise in the movable partition, the seat 17 abuts against the seal 11, and the air discharge into the atmosphere from the cavity 5 stops, but the inlet valve 14 does not open, since the movable partition 2 needs to be additionally moved so that the valve head selects a gap between it and the lower the end of the rod. This will require additional time, during which the pressure fluctuations have time to balance.

Таким образом, выполнение регулятора давления в заявляемом виде позволило исключить влияние автоколебаний давления и обеспечить более стабильный режим регулирования давления при работе устройства.Thus, the implementation of the pressure regulator in the claimed form made it possible to exclude the influence of pressure oscillations and provide a more stable mode of pressure regulation during operation of the device.

Claims

1. A pressure regulator comprising a housing with a pressure control unit, comprising a spring-loaded double valve with locking elements and a movable partition with a control and controlled cavities, the first valve blocking the communication of the controlled cavity with the supply line, and the second, the locking element of which interacts with the saddle on the mobile the partition, the message of the controlled cavity with the atmosphere, while the second valve is rigidly connected with the first, characterized in that the second valve has a spring-loaded valve olovku with a locking element fixed to the second valve rod movable in the longitudinal and transverse directions relative to the valve axis.

2. The pressure regulator according to claim 1, characterized in that the shaft has a cup for the movable valve head, which is preloaded by a spring located between the bottom of the cup and the inner blind hole of the movable valve head, and the movement of the head is defined by a movement limiter.