SU1755260A1

SU1755260A1 - Pressure difference regulator

Info

Publication number: SU1755260A1
Application number: SU894718733A
Authority: SU
Inventors: Константин Владимирович Киселев; Евгений Петрович Протопопов; Василий Романович Пшик; Герман Андреевич Бондаренко
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано в системах подачи затворной среды в концевых уплотнени х центробежных компрессоров и насосов, в которых не допускаетс утечка уплотн емой среды. Цель изобретени - упрощение , повышение надежности и точности регул тора. Регул тор содержит корпус, в расточках которого по скольз щей посадке установлен чувствительный элемент, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного перегородками, в центральных окнах которых установлен золотник, прикрепленный с определенной жесткостью упругим элементом к корпусу, причем жесткость креплени может регулироватьс нат жным устройством. Внутренн поверхность чувствительного , . 3w (Л tssvJThe invention relates to automation and can be used in packing media supply systems in end seals of centrifugal compressors and pumps, which do not allow leakage of compacted media. The purpose of the invention is to simplify, increase the reliability and accuracy of the regulator. The regulator includes a housing, in bores of which a sliding element is fitted with a sensitive element made in the form of a hollow cylinder equipped with partitions, in the central windows of which there is a spool attached with a certain stiffness by an elastic element to the housing, and the rigidity of the attachment can be adjusted with a tensioning device. Internal surface sensitive,. 3w (L tssvJ

Description

элеменга , перегородки и золотник оЬразуют камеры регулируемого и задающего давлений, а также сливную и демпфирующую камеры. Демпфирующа камера соединена дроссельнымelements, partitions and spool orazuyut chambers of adjustable and set pressure, as well as drain and damping chambers. The damping chamber is connected by a throttle

отверстием с камерой регулируемого давлени о От вращени золотник и чувствительный элемент удерживаетс штифтами с Перепад давлени задаетс пружиной,, 1 ил.a hole with an adjustable pressure chamber. The rotation and the sensing element are rotated by rotation. The pressure drop is set by a spring ,, 1, or less.

Изобретение относитс к автоматике и может быть использовано в системах подач затворной средыThe invention relates to automation and can be used in the flow medium systems.

в концевых уплотнени х центробежных компрессоров и насосов, в которых не допускаетс утечка уплотн емой среды. in the end seals of centrifugal compressors and pumps that prevent leakage of the medium to be sealed.

Известны регул торы давлени пр мого действи с мембранным приводом клапана, перекрывающего проходное сечение маслопровода, в котором требуетс поддерживать заданное давление. В таких регул торах управл ющий орган выполнен в виде мембраны, жестко св занный с регулирующим элементом (клапаном или золотником), частично или полностью перекрывающим канал между камерой регулируемого давлени и сливной камерой. Камера регулируемого перепада обычно расположена под мембраной, а над нею выполн етс камера управл ющего давлени , в которую подаетс жидкость, или паз с заданным давлением. В зависимости от величины этого давлени и регу4- лируемого давлени под мембраной, последн перегибаетс в ту или другую сторону, привод в движение регулирующий элемент, который увеличивает или уменьшает вплоть до О переходное сечение канала из камеры регулируемого давлени в сливную камеру, привод таким образом регулируемое давление в соответствие с управл ющим давлением.Direct-acting pressure regulators are known with a diaphragm-driven valve that blocks the flow area of the oil line, in which it is necessary to maintain a predetermined pressure. In such regulators, the control member is made in the form of a membrane, rigidly connected with a regulating element (valve or spool), partially or completely blocking the channel between the chamber of adjustable pressure and the drain chamber. An adjustable differential chamber is usually located under the diaphragm, and above it is a control pressure chamber into which fluid is supplied, or a groove with a predetermined pressure. Depending on the magnitude of this pressure and the regulated pressure under the diaphragm, the latter bends in one direction or the other, driving a regulating element that increases or decreases up to O the transition section of the channel from the pressure controlled chamber to the drain chamber, thus driving pressure according to control pressure.

Недостатками таких регул торов вл ютс узкий диапазон регулировани , обусловленный малым ходом мембраны , а следовательно, регулирующего элемента, динамическа неустойчивость последнего, вызываема резкими изменени ми проходного сечени сливного канала при незначительных перемещени х элемента, а также неспособность регул торов обеспечит определенную, заранее заданную раз0The disadvantages of such regulators are the narrow adjustment range due to the small membrane stroke and, therefore, the regulating element, the dynamic instability of the latter caused by abrupt changes in the flow channel throughput of the element, and the inability of the regulators will provide a certain, predetermined time.

5five

QQ

5five

00

5five

00

5five

ницу (перепад) между управл ющим и регулируемым давлени ми, необходимость в чем возникает при запирании жидкостью щелевых концевых уплотнений валов центробежных компрессоров и насосов.between the control and regulated pressures, the need for which arises when the fluid is locked in the slit end seals of the shafts of centrifugal compressors and pumps.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемвму результату вл етс поршневой регул тор перепада давлений, предназначенный дл поддержани заданного перепада давлений жидкости над пазом в системах концевых уплотнений валов центробежных компрессоров. Указанный регул тор содержит чувствительный элемент в виде поршн , выполненного за одно целое с регулирующим элементом, установленным с возможностью осевого перемещени в расточках буксы, причем последн жестко закреплена в корпусе о Полость над поршнем находитс под давлением газа в маслосборной камере, расположенной перед узлом уплотнени , и вл етс камерой управл ющего давлени . За- датчиком перепада давлений вл етс пружина раст жени , начальное нат жение которой устанавливаетс предварительно . Таким образом, на поршень сверху действует управл ющее давление, а снизу регулируемое давление линии высокого давлени системы уплотнени минус сила нат жени пружины, котора и определ етThe closest in technical essence and achievable result is a piston differential pressure regulator, designed to maintain a predetermined differential pressure of the liquid above the groove in the systems of end shafts of centrifugal compressors. The specified regulator contains a sensitive element in the form of a piston, made in one piece with a regulating element installed with the possibility of axial movement in the bores of the axle box, the latter being rigidly fixed in the housing o The cavity above the piston is under gas pressure in the oil collecting chamber located in front of the seal assembly, and is a control pressure chamber. The differential pressure transducer is a tension spring, the initial tension of which is preset. Thus, a control pressure acts on the piston from above, and the adjustable pressure of the high-pressure line of the sealing system minus the tension of the spring, which determines

требуемый перепад регулируемого давлени над управл ющим,,the required differential pressure over the control

Недостатками известного регул тора перепада давлений вл ютс узкий диапазон регулировани , повышенна статическа неравномерность и динамическа неустойчивость регулирующего элемента при повышенных рабочих давлени х, что в общем определ ет низкую точность регулировани .The disadvantages of the known differential pressure regulator are the narrow control range, the increased static irregularity and the dynamic instability of the regulating element at elevated operating pressures, which in general determines the low control accuracy.

Цель изобретени - упрощение, повышение надежности и точности регул тора .The purpose of the invention is to simplify, increase the reliability and accuracy of the regulator.

Дл достижени поставленной цели в регул торе перепада давлений, содержащем корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде полого поршн , внутри которого расположен чувствительный элемент, а сам поршень образует с корпусом управл ющую, регулируемую и сливную полости, полость поршн разделена на входные и выходные камеры перегородками, в которых выполнены седла, а регулирующий элемент выполнен в виде штока с затворами на нем, первый торец штока установлен в демпфирующей камере, выполненной в поршне, а второй торец штока выведен из поршн и закреплен к корпусу посредством упругого элемента с возможностью радиального перемещени , причем между поршнем и корпусом, штоком и поршнем установлены фиксаторы от относительного поворота, а входные и выходные камеры соединены соответственно с регулируемой и сливной полост ми. To achieve this goal, in a differential pressure controller, a housing with a sensing element installed in it, made in the form of a hollow piston, inside which a sensing element is located, and the piston itself forms a control, adjustable and drain cavity with the housing, the piston cavity is divided into input and output chambers with partitions in which the seats are made, and the regulating element is designed as a rod with gates on it, the first end of the rod is installed in a damping chamber made in the piston, and the second removed from the rod end of the piston and is secured to the housing by the resilient element with the possibility of radial movement, wherein between the piston and the housing, and a piston rod mounted on the relative rotation of the latches, and the input and output chambers are connected respectively to the drain and adjustable cavities.

На чертеже изображен регул тор перепада давлений.The drawing shows the differential pressure controller.

Регул тор состоит из корпуса 1, в котором по скольз щей посадке установлен чувствительный элемент 2, выполненный в виде полого поршн снабженного радиальными перегородками 3, имеющими седла 4, в которых установлен регулирующий элемент 5, выполненный в виде штока с затворами 6 на нем, причем регулирующий элемент 5 прикреплен упругим элементом 7 к корпусу 1, а крепление выполнено таким образом, что регулирующий элемент 5 имеет возможность свободно перемещатьс только в радиальном направлении.The regulator consists of a housing 1 in which a sensitive element 2 is installed along a sliding fit; it is made in the form of a hollow piston provided with radial partitions 3 having saddles 4 in which the regulating element 5 is installed, made in the form of a rod with gates 6 on it, the regulating element 5 is attached by the elastic element 7 to the housing 1, and the fastening is designed in such a way that the regulating element 5 is able to move freely only in the radial direction.

Расточки чувствительного элемента 2 и регулирующий элемент 5 образуют входные 8 и 9 и выходную 10 камеры, отделенные друг от друга перегородками 3. Демпфирующа камера 11, образованна торцом регулирующего элемента 5 и проточкой чувствительного элемента 2, соединена дроссельным каналом 12 с входной камерой 9. Регулирующий элемент 5 удерживаетс от вращени относительно чувствительного элемента 2, а последний относительно корпуса 1 с помощью штифтов 13. Перепад давле0The bores of the sensing element 2 and the regulating element 5 form the input 8 and 9 and the output 10 of the chamber, separated by partitions 3. The damping chamber 11 formed by the end of the regulating element 5 and the groove of the sensitive element 2 is connected by throttle channel 12 to the input chamber 9. The regulating element 5 is kept from rotating relative to the sensing element 2, and the latter relative to body 1 with the help of pins 13. Pressure difference

ЬB

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

ний задаетс пружиной 1. Камеры - входна 3, 9 и выходна 10 соединены соответственно с регулируемой 15 и сливной 16 полост ми оIt is set by the spring 1. The chambers - the input 3, 9 and the output 10 - are connected respectively to the adjustable 15 and drain 16 cavities about

Камера 17 управл ющего давлени образуетс крышкой 18 корпуса 1 и чувствительным элементом 2.The control pressure chamber 17 is formed by the cover 18 of the housing 1 and the sensitive element 2.

Регул тор работает следующим образом.The regulator works as follows.

Под действием пружины 14 чувствительный элемент 2 смещаетс в свое крайнее положение, при котором он упираетс в корпус 1, а седла 4 перекрываютс перегородками Ь регулирующего элемента 5Under the action of the spring 14, the sensing element 2 is displaced to its extreme position, in which it rests against the housing 1, and the saddles 4 are covered with partitions b of the regulating element 5

В регулируемую полость 15, а из нее в входные камеры 8 и 9 подаетс жидкость под давлением, через зазор между перегородками 6 регулирующего элемента 5 и седлами 4 перегородок 3 чувствительного элемента 2 в выходную камеру 10. Из последней в сливную полость 16 начинаетс течение жидкости с минимальным расходом . Одновременно жидкость из камеры 9 по каналу 12 поступает в демпфирующую камеру 11.Fluid under pressure is supplied into the adjustable cavity 15 and from it into the input chambers 8 and 9, through the gap between the partitions 6 of the regulating element 5 and the saddles 4 of the partitions 3 of the sensitive element 2 into the output chamber 10. From the latter, the liquid flows into the drainage cavity 16 minimum expense. At the same time, the liquid from the chamber 9 through the channel 12 enters the damping chamber 11.

По мере роста давлени жидкостиAs the fluid pressure increases

в камерах 8 входной и соединенной i с ней демпфирующей камере 11 силаin chambers 8, the damping chamber 11 which is input and connected to i with it is force

воздействи жидкости на чувствительный элемент 2 повышаетс и при достижении регулируемым давлением некоторого значени Рр превысит силу давлени Р5 в камере 9, силу прижати пружины 14 и начнет смещать элемент 2 от его крайнего положени , приоткрыва седла 4 При этом регулирующий элемент Ь за счет свободы в радиальном направлении концентрично установитс в седлах 4 элемента 2, что исключает его перекосы, а следовательно, заедани о При этом регулирующий элемент с помощью упругого элемента 14 и нат жного устройства 7 прижат с определенным усилием к корпусу 1. По мере смещени элемента 2 расход жидкости через седла 4 из камерwhen the controlled pressure reaches a certain value Pp exceeds the pressure force P5 in chamber 9, the force of pressure of spring 14 and displaces element 2 from its extreme position, opening the seat 4 At the same time regulating element b due to freedom in the radial the direction is concentrically installed in the saddles 4 of the element 2, which eliminates its distortions, and consequently, sticking. At the same time, the regulating element is pressed with the help of an elastic element 14 and the tensioning device 7. Eli to the casing 1. As the biasing element 2, the liquid flow through the seat 4 of the chambers

лl

о в выходную камеру 10 увеличитс , а рост давлени соответственно замедлитс , пока не наступит равновесное состо ние, при котором регулируемое давление жидкости в камерах 8 и 11 будет уравновешено давлением в камере 9 и силой сжати пружины 14, т.е. давление Рр будет большеThe pressure in the output chamber 10 will increase, and the pressure growth will accordingly slow down until an equilibrium state occurs, in which the controlled fluid pressure in the chambers 8 and 11 will be balanced by the pressure in the chamber 9 and the compressive force of the spring 14, i.e. Pp pressure will be greater

давлени Ру на определенную величину , соответствующую усилию сжати пружины. Если регулируемое давлени Рр начнет расти, жидкость отожмет элемент 2 вверх, увеличив проходно сечение седел 4 При этом расход жидкости в выходную камеру 10 увеличитс и рост давлени Р„ прекратитс .Ru pressure by a certain amount, corresponding to the spring compressive force. If the regulated pressure Pp starts to grow, the fluid depress element 2 upwards, increasing the cross section of the saddles 4, and the flow to the outlet chamber 10 will increase and the pressure P will stop.

Если регулируемое давление Рр начнет падать, элемент 2 перемес- титс , уменьшив проходное сечение седел, что вызовет уменьшение расхда жидкости в выходную камеру 10 и как следствие прекращение падени регулируемого давлени РрIf the regulated pressure Pp starts to fall, element 2 is displaced, reducing the flow area of the saddles, which will cause a decrease in the flow of fluid into the output chamber 10 and, as a consequence, the drop in the regulated pressure Pp

Симметричное выполнение элемент 5 позвол ет уравновесить действующие на него гидравлические силы потока жидкости и как следствие значительно улучшить статические характеристики регул тора за счет уменьшени его статической неравномерности сSymmetrical performance of element 5 allows to balance the hydraulic forces of fluid flow acting on it and, as a result, significantly improve the static characteristics of the controller by reducing its static non-uniformity with

Динамическа устойчивость регултора при перемещени х чувствительного элемента обеспечиваетс с помощью гидравлического демпфера за счет перетока жидкости из демпфирующей камеры 11 в входную камер 8 через канал 120 При этом гидравлческое сопротивление канала 12 зависит от скорости перетекани жидкости через него, а следовательно, скорости перемещени элемента 2 в любую сторону, предупрежда ее колебани и повыша тем самым точность регулировани .The dynamic stability of the regulator when moving the sensing element is provided by a hydraulic damper due to the flow of fluid from the damping chamber 11 into the input chamber 8 through channel 120. In this case, the hydraulic resistance of channel 12 depends on the speed of flow of liquid through it, and any side, preventing its oscillation and thereby increasing the accuracy of the adjustment.

Кроме того, выполнение чувствительного элемента в виде цилиндра позвол ет по сравнению с прототипо увеличить его осевые перемещени , чем совместно со специальным профилированием расходных отверстий и дроссельных кромок регулирующего элемента обеспечиваетс мала интесивность нарастани расхода на единицу хода полого поршн . Это способствует повышению динамическойIn addition, the construction of the sensing element in the form of a cylinder makes it possible to increase its axial displacements compared to the prototype, which, together with the special profiling of the flow ports and throttle edges of the regulating element, ensures low flow rate increase per unit stroke of the hollow piston. This contributes to a dynamic

Соста Редактор И„Касарда Техред МSosta Editor and Casarda Techred M

00

5five

00

устойчивости регул тора при высоких рабочих давлени х :stability of the regulator at high operating pressures:

Выполнение чувствительного элемента в виде полого поршн с расточками , которые образуют совместно с регулирующим элементом входную и выходную камеры, способствует более полному использованию динамического напора потока рабочей среды, так как, в основном, изменение направлени потока происходит именно в этих камерах и его реакции воздействуют на стенки полого цилиндра Симметричное выполнение входной относительно выходной камер способствует их взаимной компенсацииThe performance of the sensing element in the form of a hollow piston with boreholes, which together with the regulating element form the inlet and outlet chambers, contributes to a more complete use of the dynamic head of the working medium flow, since basically the change of the flow direction occurs precisely in these chambers and its reactions affect wall of a hollow cylinder Symmetric execution of the input relative to the output chambers contributes to their mutual compensation

Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагаемом регул торе значительно расширена область применени , повышена надежность и точность регулировани Thus, in comparison with the prototype, in the proposed controller, the scope of application is significantly expanded, the reliability and accuracy of regulation is improved.

Claims

Invention Formula

A differential pressure regulator, comprising a housing with a sensing element installed therein, made in the form of a piston, which forms a control, adjustable and drain cavity with the housing, a regulating element located in the piston cavity, characterized in that, in order to simplify, increase reliability and the accuracy of the regulator, the piston cavity is divided into input and output chambers by partitions in which the seats are made, the regulating element is designed as a rod with gates on it, the first end of the rod is installed in the damping chamber made in the piston, the second end is removed from the piston and fixed to the housing by means of an elastic element with the possibility of radial movement, with clamps from relative rotation between the piston and the housing and the piston rod and piston, the inlet chambers are connected to an adjustable cavity, and the output to the drain cavity .

Corrector 0. Gusti