SU840835A1

SU840835A1 - Pressure regulator

Info

Publication number: SU840835A1
Application number: SU792770684A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Юрьевич Глотов; Игорь Сергеевич Лебеденко; Виктор Иванович Хардыбакин
Original assignee: Тульский Политехнический Институт
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1979-05-28
Publication date: 1981-06-23

Description

Изобретение относитс к пневмоавтоматике и может быть использовано в балонных регул торах давлеьш , к которым предъ вл ютс повышенные требовани по статической точности работы в широком диапазоне изменени входных давлений и наличии вибраций или других внешних возмущающих воздействий,- возбуждающих автоко лебани . Точность и устойчивость работы регул тора давлени , как и любой сис темы автоматического регулировани , зависит от коэффициента передачи по контуру. Коэффициент передачи по контуру определ етс по формуле РВУ 5гз5др(у) D f0bix да Pgx давление на входе регул то площадь чувствительного элеменTaj 5др - площадь регулируемой дро селирующей щели; TS суммарна жес кость прухшны регул тора; Jgjjiy- эффе тивна площадь выходного аатрубка. Из приведенного выражени следует, что в названных регул торах при максимальных входных давлени х обеспечиваетс наибольша статическа точность , но сильно снижаетс запас динамической устойчивости. При минимальньпс входных давлени х (за счет уменьшени коэффициента передачи по контуру) снижаетс точность регулировани , а запас динамической устойчивости становитс избыточным. Дл обеспечени необходимых запасов динамической устойчивости при максимальных входных давлени х и дл обеспечени необходимой точности при минимальных входных давлени х избестны регул торы, содержащие в выходной полости корпуса на основном чувствительном элементе шарнирно закрепленный двуплечий рычаг, одно плечо которого через пруткину соединено с настроечным устройством (винтом, а другое - с дополнительньтм чувствительным элементом, установленным в разделительной перегородкой корпуса Недостатком этого регул тора дав лени вл етс его контструктивна сложность и дороговизна, что не поз вол ет использовать его в системах регулировани общепромьшшенного наз начени , выпускаемых серийно. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс регул тор давлени с подпружиненным дросселирующим клапаном обратного хода, установленным в направл ющей втулке. Этот регул тор конструктивно про технологически отработан и выпускаетс серийно Г2, Однако недостатком известного регул тора давлени вл етс малый запас устойчивости при максимальных входных: давлени х и относительно узкий рабочий диапазон входных давлений при повышенном требовании к точности регулировани выходного давлени .. Цель изобретени - расширение диапазона ра5,очих давлений регул то и повышение его точности. Указанна цель достигаетс тем, что в регул торе давлени , содержащем корпус с.установленным в нем подпружиненным чувствительным элеме том, св занным штоком с клапаном, р мещенным в направл ющей, установлен подпружиненный толкатель, ось штока смещена О1;носительно осиклапана на рассто ние, равное 0,40-0,95 радиус седла клапана, а клапан установлен в направл ющей с зазором, обеспечив щем перекос клапана на угол, равньй 5-15, причем подпружиненньй толкатель установлен в направл ющей перпендикул рно оси клапана со стороны противоположной эксцентриситету што ка. Такое выполнение клапана обеспечивает удвоение коэффициента переда чи по контуру регулировани при уме шении входного давлени меньше выбранной величины, определ емой настроечным устройством толкател , что обеспечивает перестройку регул тора на более низкие входные давлени . На фиг.1 приведен регул тор давлени , общий вид, разрезу на фиг,2 3 - вид дросселирующего клапана при максимальном и минимальном входных давлени х соответственно. 4 Регул тор давлени состоит из корпуса 1, в котором расположен чувствительный элемент 2 с пружиной 3 и клапан 4, поджатый пружиной 5. Клапан 4 св зан с чувствительным элементом 2 штоком 6. Ход чувствительного элемента 2 ограничен упорами 7. Толкатель 8 с пружиной 9 и настроечным винтом 10 прижимает клапан 4 к направл ющей поверхности. Работает регул тор следующим образом . При отсутствии входного давлени чувствительный элемент 2 подн т до упора 7, клапан 4 находитс в горизонтальном Положении под действием сил ( фиг.З) T,-R,,.F, ; где T {:vj- сила, действующа на клапан со стороны толкател ., F сила ,с которой на клапан давит пружина клапана ; . - сила, действующа на клапан со Стороны штока, причем , где h - плечо действи толкател е - эксцентриситет. При подаче входного давлени в полость А газ проходит через дросселирующую щель клапана 4 и заполн ет полость В. Чувствительный элемент 2 со штоком 6 идет вниз и опускает клапан 4, друга часть газа заполн ет направл нндую втулку и с силой давит сверху на клапан . При максимально входном давлении момент, создаваемый действующими на клапан сверху силой давлени и пружиной , равный -1 еысГ РИИЗ больше момента, создаваемого силой, действующей иа клапан со стороны толкател M,j TtirCihx В результате этого клапан под действием момента () одним концом прижимаетс к кромке седла, а другим упираетс в шток (фиг.2) . При максимальном входном давлении СРВХ подпружиненный чувствительный элемент 2 вместе со штоком онускаетс вниз на настроенную величину, обеспечива необходимую площадь дросселирующей щели, равную S ТГгх, где г - радиус щели X - перемещение клапана.The invention relates to pneumatic automation and can be used in balloon pressure regulators, which are subject to increased requirements for static precision of operation in a wide range of input pressure variations and the presence of vibrations or other external disturbing influences, which stimulate car mounts. The accuracy and stability of the pressure regulator, like any automatic control system, depends on the coefficient of transmission over the circuit. The coefficient of transmission along the contour is determined by the formula RVU 5gz5dr (y) D f0bix and Pgx pressure at the inlet regulating the area of the sensitive element Taj 5dr - the area of the adjustable core of the settlement gap; TS is the total stiffness of the regulator; Jgjjiy- the effective area of the output tube. From the above expression, it follows that in the above regulators at maximum input pressures, the greatest static accuracy is provided, but the dynamic stability margin is greatly reduced. At minimum input pressures (due to a decrease in the transmission coefficient over the circuit), the control accuracy is reduced, and the margin of dynamic stability becomes redundant. In order to provide the necessary reserves of dynamic stability at maximum input pressures and to ensure the required accuracy at minimum input pressures, regulators are recommended, containing in the output cavity of the body on the main sensor element a double-arm hinged arm, one arm of which is connected to the adjusting device through a rod (screw and the other with an additional sensing element installed in the housing partition wall. The disadvantage of this pressure regulator is its contractive complexity and high cost, which does not allow it to be used in general-purpose control systems that are commercially available.The closest in essence to the proposed is a pressure regulator with a spring-loaded throttle back valve installed in the guide sleeve. This regulator is structurally technologically developed and commercially available as the G2. However, the disadvantage of the known pressure regulator is a small margin of stability at maximum input. these pressures and a relatively narrow operating range of input pressures with increased demands on the accuracy of regulating the output pressure. The purpose of the invention is to expand the range of operating pressures and to increase its accuracy. This goal is achieved by the fact that in a pressure regulator containing a housing with a spring-loaded sensing element installed in it, a rod connected to a valve, which is biased in the guide, a spring-loaded plunger is installed, the axis of the stem is displaced by O1; 0.40-0.95 is the radius of the valve seat, and the valve is installed in the guide with a gap that allows the valve to skew by an angle equal to 5-15, with the spring-loaded pusher mounted in the valve perpendicular to the axis of the valve on the opposite side of the eccentric valve. ntrisitetu INTO ka. Such an embodiment of the valve provides a doubling of the transmission coefficient in the control loop while reducing the input pressure to less than the selected value determined by the adjusting device of the pusher, which ensures the adjustment of the regulator to lower input pressures. Fig. 1 shows a pressure regulator, a general view, a section in Fig. 2, 3 is a view of a throttling valve at maximum and minimum input pressures, respectively. 4 A pressure regulator consists of a housing 1 in which a sensing element 2 with a spring 3 and a valve 4 which is preloaded by a spring 5 is located. A valve 4 is connected to the sensing element 2 by a rod 6. The stroke of the sensing element 2 is limited by stops 7. The plunger 8 with a spring 9 and the adjusting screw 10 presses the valve 4 against the guide surface. Works regulator as follows. In the absence of input pressure, the sensing element 2 is lifted up to the stop 7, the valve 4 is in the horizontal position under the action of forces (Fig. 3) T, -R ,,. F,; where T {: vj is the force acting on the valve from the side of the pusher. F is the force with which the valve spring presses the valve; . is the force acting on the valve from the side of the stem, where, where h is the shoulder of the action, the pusher is the eccentricity. When the inlet pressure is supplied to cavity A, gas passes through the throttling gap of valve 4 and fills cavity B. Sensing element 2 with rod 6 goes down and lowers valve 4, another part of gas fills the directional bushing and presses the valve on top. At the maximum inlet pressure, the moment created by the pressure acting on the valve and the spring equal to -1 percent of the RHDI more than the moment created by the force acting on the valve pusher M, j TtirCihx As a result, the valve is pressed to the edge of the saddle, and the other rests on the rod (figure 2). At the maximum inlet pressure CPBH, the spring-loaded sensing element 2, together with the stem, is lowered down to the adjusted value, providing the necessary area of the throttling gap equal to S TGGx, where r is the gap radius X is the valve displacement.

При уменьшении входного давлени уменьшаетс и сила, действующа на клапан сверху, а соответственно, и создаваемый ею момент М. В результате этого при некотором значенииWhen the input pressure decreases, the force acting on the valve from above and, accordingly, the moment M generated by it also decreases. As a result, at a certain value

%m4rt i Vmoix ° М,2..равен М. и под действием силы Т толкател 8 клапан прижимаетс к направл ющей, отрьша сь от седла и принимает гоpjisOHfanbHoe положение.% m4rt i Vmoix ° M, 2. M. is equal, and under the action of force T of the pusher 8, the valve is pressed against the guide, detached from the saddle and adopts a warm-fit position.

При этом площадь дросселирующей щели становитс равнойIn this case, the area of the throttling gap becomes equal to

Sgf 2ДГГХ ,Sgf 2DGGH

вследствие чего коэффициент передачи К в 2 раза больше, а следовательно , и увеличиваетс точность регулировани , т.е. происходит перестройка регул тора на более низкие входные давлени .as a result, the transmission coefficient K is 2 times greater, and consequently, the control accuracy increases, i.e. the regulator is rearranged to lower inlet pressures.

Устойчивость системы приэтом сохран етс , так как коэффициент передачи меньше начального, который обеспечивает устойчивость при высоких входных давлени х.The stability of the system is preserved, since the transmission coefficient is less than the initial one, which provides stability at high input pressures.

Применение изобретени в регул торах Давлени позвол ет более полно использовать газ, запасаемый в баллонах , при высокой надежности и низкой стоимости регул тора давлени .The application of the invention in pressure regulators allows more complete use of the gas stored in the cylinders, with high reliability and low cost of the pressure regulator.

Claims

The formula is invented

A pressure regulator comprising a housing p with a spring-loaded sensitive element mounted therein, connected by a stem with a valve placed in a guide, characterized in that, in order to expand the range of operating pressures of the regulator and increase its accuracy,

0, a spring-loaded plunger is installed in it, the stem axis is offset from the valve axis by a distance equal to 0.40-0.95 of the valve seat radius, and the valve is mounted in the guide with

5 with a clearance that allows the valve to skew by an angle, equal to 5–15, with the spring-loaded pusher mounted in the direction perpendicular to the valve axis on the side opposite to

0 stock eccentricity.

Sources of information taken into account in the examination

I

51 USSR author's certificate

fr 590713 cl. q 05 33 16/10, 1975.

2. USSR author's certificate N 393733, cl. a 05TO 16/06, 1970 (about. totype).

Phie.1