RU2541713C1 - Membrane flow rate regulator for gas or hydrostatic support - Google Patents
Membrane flow rate regulator for gas or hydrostatic support Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541713C1 RU2541713C1 RU2013139426/28A RU2013139426A RU2541713C1 RU 2541713 C1 RU2541713 C1 RU 2541713C1 RU 2013139426/28 A RU2013139426/28 A RU 2013139426/28A RU 2013139426 A RU2013139426 A RU 2013139426A RU 2541713 C1 RU2541713 C1 RU 2541713C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- pitch
- gas
- seat
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в газо- и гидростатических опорах повышенной жесткости.The invention relates to the field of engineering and can be used in gas and hydrostatic supports of increased rigidity.
Известны мембранные регуляторы расхода, состоящие из входного и выходного устройств и мембраны, которая меняет проходное сечение выходного устройства при изменении перепада давления на мембране (см., например, патент Великобритании №1377349, кл. F2V, 1974 г.).Known membrane flow controllers, consisting of input and output devices and a membrane that changes the flow area of the output device when the pressure drop across the membrane changes (see, for example, UK patent No. 1377349, class F2V, 1974).
Известны также мембранные регуляторы расхода для питания газо- и гидростатических опор, содержащие корпус и крышку, между которыми защемлена упругая мембрана, в корпусе имеется подмембранная полость, а в крышке - надмембранная полость, снабженная седлом, имеющим проходное отверстие и круговой выступ, обращенный в сторону мембраны, причем обе упомянутые полости подключены к источнику давления, а проходное отверстие седла соединено с зазором газо- или гидростатической опоры (АС. СССР №679950 от 15.08.1979 г.).Membrane flow controllers for supplying gas and hydrostatic supports are also known, containing a housing and a cover, between which an elastic membrane is clamped, a submembrane cavity in the housing, and a supramembrane cavity provided with a saddle having a passage opening and a circular protrusion facing to the side membranes, both of these cavities being connected to a pressure source, and the passage opening of the saddle connected to the gap of the gas or hydrostatic support (AS. USSR No. 679950 of 08/15/1979).
Недостатком известных конструкций является чрезвычайно узкий диапазон эффективного применения, т.к. каждый регулятор может питать только одну конкретную опору или комплекс опор, причем только при конкретном питающем давлении. Любое изменение конструктивных и режимных параметров, причем даже в диапазоне допуска на изготовление геометрических размеров и обеспечения давления питания, существенно ухудшает характеристики опоры (комплекса опор).A disadvantage of the known designs is an extremely narrow range of effective use, because each regulator can supply only one specific support or complex of supports, and only at a specific supply pressure. Any change in the design and operating parameters, even within the tolerance range for the manufacture of geometric dimensions and ensuring supply pressure, significantly impairs the characteristics of the support (complex of supports).
Задачей изобретения является расширение области применения регуляторов и снижение чувствительности питаемых ими опор к неточности изготовления геометрических размеров как самих регуляторов, так и питаемых ими опор и отклонению питающего давления от номинального.The objective of the invention is to expand the scope of the regulators and reduce the sensitivity of the supports they feed to the inaccuracy of the geometric dimensions of both the regulators themselves and the supports they feed and the deviation of the supply pressure from the nominal.
Указанная задача решается тем, что в известной конструкции мембранного регулятора расхода седло выполнено в виде гайки с наружной резьбой, которая снабжена контргайкой с такой же резьбой, причем контргайка имеет отверстие, диаметр которого больше, чем проходное отверстие седла, при этом крышка, в которой расположена надмембранная полость, может быть снабжена подвижной стенкой, имеющей внутреннюю и наружную резьбу, причем диаметр и шаг внутренней резьбы совпадает с диаметром и шагом гайки, а наружная резьба имеет шаг, отличный от шага внутренней резьбы, и эта подвижная стенка контактирует с дополнительной контргайкой, выполненной в виде кольца, внутренний диаметр которого больше, чем диаметр внутренней резьбы подвижной стенки, а в корпусе может быть установлена подпружиненная в направлении мембраны пята, причем пружина снабжена подвижной в ее осевом направлении опорой, выполненной в виде регулировочного винта, имеющего фиксатор положения.This problem is solved by the fact that in the known design of the membrane flow regulator, the saddle is made in the form of a nut with an external thread, which is equipped with a lock nut with the same thread, and the lock nut has a hole larger in diameter than the passage hole of the seat, with the cover in which the nasal membrane cavity may be provided with a movable wall having internal and external threads, the diameter and pitch of the internal thread being the same as the diameter and pitch of the nut, and the external thread having a pitch different from the pitch inside a thread, and this movable wall is in contact with an additional lock nut made in the form of a ring, the inner diameter of which is larger than the diameter of the internal thread of the movable wall, and a spring loaded in the direction of the membrane can be installed in the housing, and the spring is equipped with a support movable in its axial direction made in the form of an adjusting screw having a position lock.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано осевое сечение мембранного регулятора расхода.The invention is illustrated in the drawing, which shows an axial section of a membrane flow controller.
Регулятор расхода состоит из корпуса 1 и крышки 2, между которыми защемлена упругая мембрана 3, которая совместно с корпусом 1 образует подмембранную полость 4 и с крышкой 2 - надмембранную полость 5. В крышке 2 установлена на наружной резьбе подвижная стенка 6, которая имеет внутреннюю резьбу с установленным в ней седлом 7 с проходным отверстием 8 и круговым выступом 9, обращенным в сторону мембраны 3. Подвижная стенка 6 зафиксирована контргайкой 10 в крышке 2, а седло 7 зафиксировано в стенке 6 контргайкой 11. Шаг наружной резьбы седла 7 отличается от шага наружной резьбы перегородки 6.The flow regulator consists of a housing 1 and a cover 2, between which an elastic membrane 3 is clamped, which together with the housing 1 forms a submembrane cavity 4 and with a cover 2, a supramembrane cavity 5. In the cover 2, a movable wall 6 is installed on the external thread, which has an internal thread with a seat 7 installed in it with a through hole 8 and a circular protrusion 9 facing the membrane 3. The movable wall 6 is fixed with a lock nut 10 in the cover 2, and the seat 7 is fixed in the wall 6 with a lock nut 11. The external thread of the seat 7 is different from Aha septum external threading 6.
В корпусе 1 установлен регулировочный винт 12, выполняющий функцию подвижной в осевом направлении опоры пружины 13, которая прижимает пяту 14 к мембране 3 в направлении ее прогиба под действием перепада давления между полостями 4 (подключена к источнику давления через отверстие 15 и канал 16) и 5 (подключена к источнику давления через отверстие 17 и канал 16) и давлением в выходном отверстии 8, равном давлению в зазоре газо- или гидростатической опоры. Гайка 18 служит для фиксации винта 12. Шлицы 19, 20, 21 и 22, отверстия 23 и 24 служат для осуществления путем поворота регулировок положения и фиксации деталей, в которых они сделаны. Для обеспечения операций по регулировке и фиксации осевого положения седла 7 и перегородки 6 внутренние поверхности контргаек 11 и 10 имеют внутренние отверстия, большие, чем соответствующие диаметры отверстий седла 7 и перегородки 6.An adjusting screw 12 is installed in the housing 1, which performs the function of an axially movable spring support 13, which presses the heel 14 against the membrane 3 in the direction of its deflection under the action of a pressure differential between the cavities 4 (connected to the pressure source through the hole 15 and channel 16) and 5 (connected to the pressure source through the hole 17 and channel 16) and the pressure in the outlet 8, equal to the pressure in the gap of the gas or hydrostatic support. The nut 18 serves to fix the screw 12. The slots 19, 20, 21 and 22, the holes 23 and 24 are used to make by adjusting the position and fixing the parts in which they are made. To ensure adjustment and fixation of the axial position of the saddle 7 and the baffle 6, the inner surfaces of the locknuts 11 and 10 have inner holes larger than the corresponding diameters of the holes of the saddle 7 and the baffle 6.
Мембранный регулятор расхода работает следующим образом.Membrane flow control works as follows.
Рабочее тело (жидкость или газ) под давлением P1 через канал 16 и отверстия 15, 17 попадает в подмембранную 4 и надмембранную 5 полости. В первый момент времени мембрана 3 находится в ненапряженном состоянии и приподнята только усилием пружины 13, в связи с чем расстояние между поверхностью мембраны 3 и круговым выступом 9 велико, что приводит к быстрому истечению рабочей среды из полости 5 в отверстие 8 и падению в ней давления до величины давления P2, в то время как полость 4 является замкнутой, и давление в ней остается равным P1. Появившаяся разность между давлением в полостях 4, 5 и в отверстии 8 приводит к существенному прогибу мембраны 3 в направлении выступа 9, в результате чего зазор между мембраной 3 и выступом 9 становится настолько мал, и его сопротивление течению рабочей среды настолько большим, что давление в полости 5 становится равным P1, и регулятор приходит в рабочее состояние.The working fluid (liquid or gas) under pressure P 1 through the channel 16 and the holes 15, 17 enters the submembrane 4 and submembrane 5 of the cavity. At the first moment of time, the membrane 3 is in an unstressed state and is raised only by the force of the spring 13, in connection with which the distance between the surface of the membrane 3 and the circular protrusion 9 is large, which leads to a rapid outflow of the working medium from the cavity 5 into the hole 8 and a pressure drop in it until the pressure P 2 , while the cavity 4 is closed, and the pressure in it remains equal to P 1 . The difference between the pressure in the cavities 4, 5 and in the hole 8 leads to a significant deflection of the membrane 3 in the direction of the protrusion 9, as a result of which the gap between the membrane 3 and the protrusion 9 becomes so small and its resistance to the flow of the working medium is so large that the pressure in cavity 5 becomes equal to P 1 , and the regulator comes into operation.
В этом состоянии давление P2 определяется сопротивлением зазора газо- или гидростатической опоры при постоянном давлении P1 и гидравлическом сопротивлении зазора между мембраной 3 и выступом 9.In this state, the pressure P 2 is determined by the gap resistance of the gas or hydrostatic support at constant pressure P 1 and the hydraulic resistance of the gap between the membrane 3 and the protrusion 9.
При уменьшении зазора в газо- или гидростатической опоре (нагрузка на опору увеличилась) гидравлическое сопротивление этого зазора растет, что приводит к росту давления P2 и уменьшению перепада давления (P1-P2) на участке мембраны 3, находящейся в проекции отверстия 8. При этом прогиб мембраны 3 уменьшается, что приводит к увеличению зазора между ее поверхностью и выступом 9, уменьшению гидравлического сопротивления этого зазора, увеличению расхода рабочей среды через этот зазор и дополнительному росту давления P2, которое компенсирует увеличившуюся нагрузку на опору, в связи с чем первоначальный зазор в газо- или гидростатической опоре восстанавливается.With a decrease in the gap in the gas or hydrostatic support (the load on the support has increased), the hydraulic resistance of this gap increases, which leads to an increase in pressure P 2 and a decrease in pressure drop (P 1 -P 2 ) in the portion of the membrane 3 located in the projection of the hole 8. When this deflection the diaphragm 3 is reduced, which leads to an increase in the gap between its surface and the projection 9, reduction of the hydraulic resistance of this gap, an increase in the working medium flow through this gap and an additional increase of pressure P 2, which compensates Uwe ichivshuyusya load on the support, and therefore the initial gap or a gas hydrostatic bearing is recovered.
И наоборот, если нагрузка на газо- или гидростатическую опору уменьшается, зазор в ней увеличивается, что приводит к снижению давления P2, сопровождающемуся увеличению прогиба мембраны 3, уменьшению расстояния между ней и выступом 9, снижению расхода через регулятор в направлении опоры, в связи с чем давление P2 дополнительно уменьшается, и опора приходит в исходное состояние с исходным зазором.Conversely, if the load on the gas or hydrostatic support decreases, the gap in it increases, which leads to a decrease in pressure P 2 , accompanied by an increase in the deflection of the membrane 3, a decrease in the distance between it and the protrusion 9, and a decrease in the flow rate through the regulator in the direction of the support, due to with which the pressure P 2 is further reduced, and the support comes to its original state with the original gap.
Таким образом, в некотором интервале нагрузок на опору в ней сохраняется постоянный зазор независимо от нагрузки, т.е. опора приобретает бесконечно большую жесткость, что очень важно для большого числа механизмов, использующих газовую или жидкостную смазку при полном разделении трущихся поверхностей.Thus, in a certain range of loads on the support, a constant clearance is maintained in it, regardless of the load, i.e. the support acquires infinitely greater rigidity, which is very important for a large number of mechanisms using gas or liquid lubrication with a complete separation of the rubbing surfaces.
Для каждого размера и зазора опоры, и для каждого диапазона давлений рабочей среды и нагрузок на опору необходима индивидуальная характеристика регулятора, заключающаяся, прежде всего, в обеспечении очень точного и вполне определенного начального зазора (при ненагруженной мембране) между поверхностью мембраны 3 и выступом 9. Кроме того, даже если регулятор спроектирован специально для какой-то конкретной опоры, то и он, и опора изготавливаются с вполне определенными конечными допусками, в связи с чем работа пары «регулятор-опора» происходит с отклонениями, которые могут оказаться настолько большими, что не будет достигнута заявленная проектная точность постоянства зазора в опоре.For each size and clearance of the support, and for each range of pressure of the working medium and the loads on the support, an individual characteristic of the regulator is required, which consists, first of all, of providing a very accurate and well-defined initial clearance (with an unloaded membrane) between the surface of the membrane 3 and the protrusion 9. In addition, even if the regulator is designed specifically for a particular support, then both it and the support are made with well-defined end tolerances, and therefore the operation of the “regulator-support” pair occurs um with disabilities who may not be so large that they will not achieve the stated accuracy of the design of constant gap in the support.
Для исключения такой возможности данная конструкция позволяет, прежде всего, очень точно отрегулировать начальный зазор между мембраной 3 и выступом 9. Для этого седло 7 снабжено резьбой и контргайкой 11, что позволяет изменять и фиксировать расстояние между выступом 9 и ненагруженной мембраной 3, изменяя, таким образом, изначальное гидравлическое сопротивление регулятора, «подгоняя» его под конкретные условия работы.To eliminate this possibility, this design allows, first of all, to very precisely adjust the initial clearance between the membrane 3 and the protrusion 9. For this, the seat 7 is provided with a thread and a lock nut 11, which allows you to change and fix the distance between the protrusion 9 and the unloaded membrane 3, changing, thus Thus, the initial hydraulic resistance of the regulator, “adjusting” it to specific operating conditions.
Кроме того, перегородка 6, в которой установлено седло 7, также сделана подвижной и регулируемой в направлении седла 7. Причем, поскольку шаг наружной резьбы перегородки 6 отличается от шага наружной резьбы седла 7, регулировка зазора между выступом 9 седла 7 и мембраной 3 может быть выполнена очень точно.In addition, the partition 6, in which the seat 7 is mounted, is also made movable and adjustable in the direction of the seat 7. Moreover, since the outer thread pitch of the partition 6 is different from the outer thread pitch of the saddle 7, the clearance between the protrusion 9 of the saddle 7 and the membrane 3 can be performed very accurately.
Например, шаг резьбы седла 7 равен 1,5 мм, а шаг резьбы перегородки 6 - 1,75 мм (стандартные шаги метрической резьбы). В этом случае поворот седла 7 на целый оборот в одну сторону и целый поворот перегородки 6 - в другую сторону позволит переместить выступ 9 всего на 0,25 мм. В то же время не представляет значительной сложности уверенно совершать повороты седла 7 и перегородки 6 на величину порядка 10 градусов, что даст суммарное перемещение в 36 раз меньше, т.е. всего на 0,007 мм (7 микрометров). Это вполне достаточно, чтобы провести тонкую регулировку величины начального зазора между мембраной 3 и выступом 9.For example, the thread pitch of the seat 7 is 1.5 mm, and the thread pitch of the baffle 6 is 1.75 mm (standard metric thread steps). In this case, a turn of the saddle 7 by a whole revolution in one direction and a whole turn of the partition 6 in the other direction will allow the protrusion 9 to be moved by only 0.25 mm. At the same time, it is not very difficult to confidently rotate the saddle 7 and partition 6 by a value of the order of 10 degrees, which will give a total movement of 36 times less, i.e. just 0.007 mm (7 micrometers). This is quite enough to fine-tune the size of the initial gap between the membrane 3 and the protrusion 9.
Кроме того, величина начального зазора, а также упругое перемещение мембраны 3 могут быть отрегулированы изменением силы давления пружины 13 на мембрану 3 путем изменения положения регулировочного винта 12. Сама пружина 13 может быть также подобрана как по жесткости и длине, так и по характеристике, т.к. кроме цилиндрической пружины могут быть использованы пружины и другой конфигурации, например - коническая пружина.In addition, the magnitude of the initial clearance, as well as the elastic movement of the membrane 3 can be adjusted by changing the pressure force of the spring 13 on the membrane 3 by changing the position of the adjusting screw 12. The spring 13 itself can also be selected both in terms of stiffness and length, as well as in characteristic, t .to. in addition to a coil spring, springs of other configurations can also be used, for example a conical spring.
Таким образом, предложенная конструкция мембранного регулятора позволяет использовать одну и ту же конструкцию с одними и теми же геометрическими размерами (один и тот же экземпляр) для опор с различными геометрическими характеристиками и режимными параметрами, а также дает возможность без механической доработки «по месту» настраивать регулятор для точного выполнения его функций.Thus, the proposed design of the membrane regulator allows you to use the same design with the same geometric dimensions (the same instance) for supports with different geometric characteristics and operating parameters, and also allows you to configure without mechanical modification "in place" regulator for the exact performance of its functions.
Все это в совокупности обеспечивает расширение области применения таких регуляторов и снижение чувствительности питаемых ими опор к неточности изготовления геометрических размеров как самих регуляторов, так и питаемых ими опор, а также к отклонению питающего давления от номинального.All this together provides an extension of the scope of application of such regulators and a decrease in the sensitivity of the supports they feed to the inaccuracy of the geometric dimensions of both the regulators themselves and the supports they feed, as well as to deviation of the supply pressure from the nominal.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013139426/28A RU2541713C1 (en) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Membrane flow rate regulator for gas or hydrostatic support |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013139426/28A RU2541713C1 (en) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Membrane flow rate regulator for gas or hydrostatic support |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541713C1 true RU2541713C1 (en) | 2015-02-20 |
| RU2013139426A RU2013139426A (en) | 2015-02-27 |
Family
ID=53279442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013139426/28A RU2541713C1 (en) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Membrane flow rate regulator for gas or hydrostatic support |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541713C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1377349A (en) * | 1972-06-19 | 1974-12-11 | Deutsche Vergaser Gmbh Co Kg | Fluid flow control valves |
| SU479089A1 (en) * | 1972-01-20 | 1975-07-30 | Liquid Flow Regulator | |
| SU679950A1 (en) * | 1977-06-03 | 1979-08-15 | Омский политехнический институт | Membrane-type flowrate control unit |
| SU1446604A1 (en) * | 1986-06-16 | 1988-12-23 | Предприятие П/Я А-3681 | Flow rate controller |
| RU80032U1 (en) * | 2008-08-18 | 2009-01-20 | Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" | LIQUID FLOW REGULATOR |
-
2013
- 2013-08-23 RU RU2013139426/28A patent/RU2541713C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU479089A1 (en) * | 1972-01-20 | 1975-07-30 | Liquid Flow Regulator | |
| GB1377349A (en) * | 1972-06-19 | 1974-12-11 | Deutsche Vergaser Gmbh Co Kg | Fluid flow control valves |
| SU679950A1 (en) * | 1977-06-03 | 1979-08-15 | Омский политехнический институт | Membrane-type flowrate control unit |
| SU1446604A1 (en) * | 1986-06-16 | 1988-12-23 | Предприятие П/Я А-3681 | Flow rate controller |
| RU80032U1 (en) * | 2008-08-18 | 2009-01-20 | Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" | LIQUID FLOW REGULATOR |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013139426A (en) | 2015-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2479862C2 (en) | Measuring tube for gas regulator with function of pressure averaging | |
| US8590858B2 (en) | Anti-gradient cupped seat for pressure regulator | |
| RU2529777C2 (en) | Valve seat with forced position fixation for use with control units for fluid medium flow rate | |
| US9353884B2 (en) | Flow regulating apparatus | |
| RU2643113C2 (en) | Input control for symmetric input | |
| RU2659587C2 (en) | Adjustable fixed pressure relief assembly and regulator comprising same | |
| RU2635339C2 (en) | Unloaded valve port for fluid regulator | |
| EP3362718B1 (en) | Control member for a fluid control device | |
| KR102194946B1 (en) | Safety valve | |
| RU2541713C1 (en) | Membrane flow rate regulator for gas or hydrostatic support | |
| CN101788066A (en) | Automatic constant-pressure constant-flow valve | |
| JP5575590B2 (en) | Pressure reducing valve | |
| US9671299B2 (en) | Fluid regulator having a retractable sense tube | |
| CN103343846A (en) | Special-shaped variable inner diameter flow regulation device capable of regulating pressure | |
| RU2681513C9 (en) | Pressure regulator amplifier | |
| JP2011106576A (en) | Fluid control valve | |
| RU2535523C1 (en) | Gas pressure control valve | |
| RU149609U1 (en) | FLOW REGULATOR | |
| RU2531072C1 (en) | Controller of low liquid flow rates | |
| US20170102077A1 (en) | Variable area flow restriction | |
| JP6413356B2 (en) | Flow rate control mechanism and hydrodynamic bearing device including the same | |
| JP5284547B1 (en) | Flow rate adjusting device and flush valve provided with the same | |
| EA201600156A1 (en) | UNIVERSAL GAS-HYDRAULIC VALVE FOR REGULATING THE DIFFERENCE OF THE PRESSURE OF THE FLOW OF THE FLOW ENVIRONMENT | |
| RU2540931C2 (en) | Method of regulating gas flow in reducer | |
| RU131211U1 (en) | GAS PRESSURE REGULATOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170824 |