РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к средствам автоматического управления и может быть использована в различных отраслях промышленности для регулирования газа, например, в автоматических системах регулирования давления в отсеках летательных аппаратов, системах кондиционирования воздуха, противообледенительных системах.
Известны регуляторы давления непрямого действия с довольно распространенной конструктивной схемой, содержащие регулирующий орган, связанный с исполнительным механизмом, командный механизм с узлами регулирования избыточного и абсолютного давления [1].
Наиболее близким техническим решением по схемно-конструктивному построению является регулятор давления, содержащий регулирующий орган, установленный в трубопроводе между входной и выходной полостями и кинематически связанный с сильфонным исполнительным механизмом, рабочая камера которого соединена с выходной полостью усилителя давления, сообщенной через сопло с атмосферой, и через последовательно соединенные первый дроссель, блок задержки, редуктор и электромагнитный клапан - с входной полостью, и задатчик давления с вакуумированным сильфоном и с пружиной задания избыточного давления, связанной с мембраной, усилитель давления снабжен подпружиненным сильфоном, связанным с жестким центром мембраны, на котором закреплена заслонка сопла, наружная камера подпружиненного сильфона соединена с выходной полостью, а внутренняя камера - с выходной камерой задатчика давления, с обоих сторон которой, в камерах, сообщенных с атмосферой, расположены вакуумированный сильфон и пружина задания избыточного давления с мембраной, жестко соединенной штоком с вакуумированным сильфоном, причем выходная камера задатчика давления соединена через второй дроссель и электромагнитный клапан с входной полостью и через сопло - с атмосферой [2].
Недостатком известных регуляторов давления является недостаточная ресурсная надежность его сильфонного исполнительного механизма. Это связано с относительно большими ходами при перемещении его нижней крышки, являющейся подвижной опорой, перемещающей в процессе регулирования в требуемую позицию регулирующий орган регулятора давления в рабочих условиях. Так же в кинематической цепи сильфон - шток - серьга - ось заслонки при жестком сопряжении
(металл по металлу) штока и направляющей втулки в процессе регулирования возникают большие силы трения, влияющие непосредственно на технические характеристики регулятора давления.
Сильфонный узел исполнительного механизма в условиях работы с большими многократными линейными перемещениями в процессе регулирования при воздействии на него в работе внешних воздействующих факторов в виде вибрации, ударных нагрузок является (как и все другие чувствительные элементы) источником резонансных явлений, которые влияют на точность величины выходного давления, высотную характеристику регулятора давления, ресурс регулятора давления в целом.
Целью создания полезной модели является повышение надежности и ресурсных возможностей регулятора давления.
Поставленная цель достигается за счет того, что в регуляторе давления содержащем регулирующий орган, установленный в трубопроводе между входной и выходной его полостями и кинематически связанный с поршневым исполнительным механизмом, рабочая камера которого соединена с входной полостью усилителя давления, сообщенной через сопло с атмосферой и через последовательно соединенные блок задержки, редуктор и электромагнитный клапан - с входной полостью регулятора давления, задатчик давления, подмембранная камера которого связана с выходной полостью регулятора давления и с внутренней полостью сильфона усилителя давления, причем камеры сильфона усилителя давления сообщены с атмосферой, а в поршневом исполнительном механизме установлены разнесенные относительно узла уплотнения опоры, выполненные в виде разрезных колец, расположенных в канавках поршня. Материал опор - антифиркционный типа фторопласта, флубона. Уплотнение, разделяющее рабочую камеру поршневого исполнительного механизма с атмосферой, выполнено в виде резинового кольца, установленного в канавке поршня в П-образную манжету из антифрикционного материала.
На фиг.1 - показана конструкция регулятора давления.
На фиг.2 - показана конструкция узла уплотнения.
На фиг.3 - показана кинематическая схема регулирующего органа и поршневого исполнительного механизма с разнесенными опорами поршня в цилиндре.
Регулятор давления содержит трубопровод 1, в котором размещен регулирующий орган 2, выполненный в виде поворотной заслонки, связанной через передаточный механизм с поршневым исполнительным механизмом 3. Входная полость регулятора давления соединена с электромагнитным клапаном 4, выход которого связан с редуктором 5, который подключен к блоку задержки 6, служащего для плавного выхода, регулятора давления на режим регулирования и плавного перекрытия трубопровода 1.
Задатчик давления 7 связан через усилительную камеру с атмосферой и выходной полостью регулятора давления. Рабочая камере поршневого исполнительного механизма 3 соединена с входной полостью усилителя давления 8.
Уплотнение между поршнем 9 и рабочим цилиндром 10 осуществляется с помощью резинового кольца 11, установленного в антифрикционную П-образную манжету 12, расположенную в канавке поршня 9.
Разнесенные опоры 13, 14 из высокоантифрикционного материала, например, фторопласта, флубона и др. выполнены в виде разрезных колец, установленных в канавках поршня 9. Данные опоры 13, 14 разнесены относительно узла уплотнения, что позволяет противостоять внешним воздействующим факторам в процессе работы, а также исключить резонансные явления, влияющие на точность величины выходного давления.
Регулятор давления работает следующим образом: при выключенном электромагнитном клапане 4 регулирующий орган 2 закрыт. При включении электромагнитного клапана 4 давление из входной полости регулятора давления поступает через редуктор 5, стабилизирующий входное давление к блоку задержки 6. Благодаря наличию инерционного звена в блоке задержки 6 происходит медленный рост давления в выходной камере усилителя давления 8, поступающего в надпоршневую полость исполнительного механизма 3, что приводит к плавному перемещению поршня 9 и плавному нарастанию давления в выходной полости регулятора давления.
Давление по линии обратной связи из выходной полости регулятора давления поступает в наружную камеру усилителя давления 8. Повышение давления в выходной полости регулятора давления выше заданной величины приводит к открытию сопла сброса усилителя давления 8 и уменьшению давления в надпоршневой камере исполнительного механизма 3. Поршень 9 перемещает
регулирующий орган 2. Таким образом происходит автоматическое регулирование заданного давления.
Описанная конструкция поршневого исполнительного механизма регулятора давления позволяет резко снизить большие силы трения, возникающие в паре шток-втулка сильфонного исполнительного механизма, соответственно уменьшить гистерезис величины выходного давления и повысить ресурс регулятора давления.
Установленный поршень с разнесенными опорами из антифрикционного материала исключает резонансные явления, возникающие при применении в конструкции сильфона, а также повышает ресурс исполнительного механизма и всего регулятора давления.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Воронин Г.И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах, М., «Машиностроение», 1973 н., с 419, рис.10.12.
2. Авторское свидетельство СССР №1040937, кл G 05 Д 16/06, 1981 (прототип).