РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ.
Полезная модель относится к средствам автоматического регулирования и может быть использовано в пневматических схемах и системах питания карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для приготовления горючей смеси жидкого и газообразного видов топлива. Такие системы могут быть использованы для оснащения автомобилей и стационарных установок с карбюраторными ДВС, работающими с использованием, как правило, неэтилированных прямогонных низкооктановых бензинов сжиженных нефтяных газов, эксплуатируемыми в условиях с повышенными требованиями к токсичности выхлопных газов, т.е. в городской черте, в курортных зонах и т.п. Повышенные экологические и экономические требования к таким системам налагают особые условия на качество, эффективность и надежность функционирования отдельных ее элементов, в частности к регулятору расхода газа.Известен дифференциально-вакуумный регулятор расхода газа (Патент Украины № 1725, F02M 21/02, 1993г.), выбранный в качестве прототипа. Он выполнен дифференциально-вакуумным и имеет секционированный по длине корпус с двумя подпружиненными мембранами, двумя над- и подмембранными полостями, при этом в жестком центре одной из мебран жестко закреплен щток впускного клапана,имеющий осесимметричный запорный элемент на рабочем торце. Надмембранная полость служит управляющей полостью и пневматически соединена с полостью минимального давления малого диффузора карбюратора. С жестким центром второй мембраны соединена сквозная трубка телескопического газового затвора дозирующего клапана. Стенка этой трубки имеет окно переменной по длине трубки ширины. Надмембранная полость этой второй мембраны подключена к выходу редуктора топливного газа, подмембранная полость - к задроссельному пространству карбюратора, и в ней размещена вторая, заглушенная с противоположного мембране торца и связанная с корпусом регулятора трубка телескопического затвора, имеющая, по меньшей мере, одно фигурное радиальное окно, расположенное на продолжении окна в первой телескопической трубке. Надмембранная полость второй мембраны ограничена жестко закрепленной в корпусе регулятора поперечной перегородкой, в центральной части которой установлено седло впускного клапана, а полость над упомянутой перегородкой подключена газопроводным У
каналом к смесительной камере карбюратора в промежутке между нижним торцем малого диффузора и дроссельной заслонкой. Газопроводный канал, соединяющий полость над перегородкой с седлом впускного клапана и смесительную полость карбюратора, открыт в зону минимального давления большого диффузора карбюратора. Упомянутый канал имеет ответвление, которое открыто над выходом из эмульсионного колодца. Между первой мембраной и перегородкой с седлом рабочего клапана установлена дополнительная перегородка с направляющей втулкой штока дозирующего клапана. Подмембранная полость первой мембраны подключена к подфильтровому пространству на входе воздуха в смесительную камеру карбюратора.
Недостатки описанного регулятора расхода газа, выявленные при настройке и в процессе его эксплуатации.
Наличие кольцевого зазора, обусловленного конструктивной схемой регулятора, возрастающего в процессе эксплуатации вследствие износа соприкасающихся поверхностей между элементами телескопического газового затвора, что приводит к разрегулировке первоначальной настройки подачи газа на холостом ходу ДВС и далее по этим же причинам к пропускам газа в карбюраторсмеситель при остановленном двигателе;
-Технологически сложна регулировка работы ДВС в режиме холостого хода торможения двигателем (принудительного холостого хода), т.к. жесткость пружины регулируется шайбами, укладываемыми под пружину мембраны телескопического газового затвора только на стадии стендовой настройки регулятора и требует его разборки;
-Малый рабочий ход первой упругой диафрагмы обусловливает крутые характеристики регулировочного органа, т.е. больщих углов конусности клапана-регулятора, что затрудняет плавность и точность регулировки и дозировки газа при настройке и работе ДВС на различных режимах;
-Многосекционность корпуса регулятора затрудняет герметизацию над- и подмембранных полостей, центровку сопрягаемых подвижных элементов запорных органов, подпружиненных мембран, операции настройки и регулировки в целом.
3 и
Задача полезной модели - обеспечить герметичность газовой полости при неработающем двигателе, уменьшить нерегулируемый объем газа, проходящий по зазору между элементами телескопического газового затвора на рабочих режимах. Другая задача - улучшить регулировочные характеристики подачи газа в карбюратор-смеситель, сделав их более пологими, упростить технологию сборки регулятора, повысить надежность его работы.
Полезная модель может быть использовано в пневматических системах, обеспечивающих стабильное поддержание заданной величины расхода текучей среды, как газообразной так и жидкой в широком диапазоне возможных значений.
Для решения данной задачи регулятор расхода текучей среды содержит корпус с двумя перегородками, разделяющими его на три полости, впускной клапан, седло которого расположено в первой перегородке, а привод перемещения его штока, проходящего через вторую перегородку, выполнен в виде первого упругого герметичного элемента, разделяющего первую крайнюю полость на две части, одна из которых предназначена для сообщения с источником опорного давления, вторая , размещенная со стороны торца с источником управляющего давления, и размещенный во второй крайней полости дозирующий клапан, состоящий из неподвижного запорного элемента и подвижного седла, имеющего привод перемещения в виде второго упругого герметичного элемента, разделяющего вторую крайнюю полость на две части, одна из которых предназначена для сообщения с источником рабочего давления, а вторая - с источником задающего движения.
Запорный элемент дозирующего клапана, который выполнен нормально закрытым, жестко связан с первой перегородкой и выполнен с рабочим профилем, увеличивающимся к его свободному торцу, и предназначен для полного перекрытия отверстия клапана при максимальном перепаде давлений между частями второй крайней полости корпуса.
Первый и второй упругие герметичные элементы приводов клапанов выполнены в виде сильфонов, один из торцев каждого из которых закреплен в корпусе.
Каждый сильфон выполнен из металлического сплава с упругими свойствами, подпружиненным относительно корпуса и снабжен втулкой, установленной с возможностью перемещения в осевом направлении посредством резьбового соединения, предназначенного для плавного изменения усилия сжатия пружины.
Корпус регулятора выполнен в виде единой детали, изготовленной механической обработкой на металлорежущих станках.
На фигуре показана конструктивная схема регулятора расхода текучей среды.
Регулятор расхода газа содержит корпус 1 с двумя перегородками 2 и 3, отделяющими центральную полость 4 от крайних полостей 5 и 6. Корпус 1 выполнен в виде единой детали.
В центральной полости 4 расположены щток 7 и седло 8 впускного клапана, имеющего вход А для подключения магистрали от баллона с газом и выход Б для подключения к магистрали, ведущей в камеру смешения карбюратора.
В первой крайней полости 5 расположен сильфон 9, который поджат внутри пружиной 10, разделяющей полость 5 на две части 11 и 12. Часть 11 предназначена для сообщения магистрально с источником опорного давления - полостью фильтра ДВС (не показан).Часть 12 предназначена для сообщения магистрально с источником управляющего давления - полостью малого диффузора карбюратора (не показан). Сильфон 9 имеет жесткий центр 13, в котором закреплен шток 7 впускного клапана.
Во второй крайней полости в расположен сильфон 14, который поджат внутри пружиной 15, разделяющей полость 6 на две части 16 и 17. Часть 16 предназначена для сообщения магистралью с источником задающего давления - полостью за дроссельной заслонкой карбюратора (не показан). Часть 17 сообщена с источником рабочего давления - входом А впускного клапана.
В центре сильфона 14 жестко закреплено подвижное седло 18, являющееся подвижным запорным элементом дозирующего клапана. Неподвижный запорный элемент 19 дозирующего клапана выполнен в виде единой детали с седлом 8 впускного клапана, эта единая деталь жестко закреплена в перегородке 2 корпуса 1.
7 - Ч
Неподвижный запорный элемент 19 выполнен в виде хвостовика с рабочим профилем 20, увеличивающимся к его свободному торцу, предназначенным для полного перекрытия отверстия дозирующего клапана при максимальном перепаде давлений между частями 16 и 17 второй крайней полости б.
У основания запорного клапана 19 выполнена кольцевая канавка 21,- для уплотнительного кольца 22, предназначенного для перекрытия дозирующего клапана при минимальном перепаде давлений между полостями 16 и 17 второй крайней полости 6.
Пружины 10 и 15, расположенные внутри сильфонов 9 и 14, поджаты к торцам регулировочных втулок 23 и 24, установленных на резьбе в отверстиях шайб 15 и 16, сильфоны 9 и 14 одним из торцов закреплены в полостях 5 и б к корпусу 1 периферийной частью шайб 25 и 26.
Снаружи крайние полости 5 и б герметизированы крышками 27 и 28 посредством прокладок 29 и 30 и прижимных гаек 31 и 32.
Работа регулятора на различных режимах эксплуатации ДВС.
Перед запуском полость 17 находится при номинальном давлении газа.
При запуске в полости 16 сильфона 14,возникает разряжение, т.к. полость 16 соединена с полостью за дроссельной заслонкой карбюратора. Сильфон 14 сжимается и перемещает подвижное седло 18, дозирующий клапан открывается. Газ поступает из полости 17 вдоль рабочего профиля 20 на неподвижном элементе 19 в полость 16 и далее в карбюратор.
Автоматическое поддержание оборотов холостого хода.
С увеличением числа оборотов возрастает и разряжение, СИЛЬФОН 14 сжимается больше,а следовательно седло 18 продвигается вдоль рабочего профиля 20 к увеличивающемуся свободному торцу неподвижного запорного элемента 19, уменьшая проходное сечение клапана, что вызывает уменьшение расхода газа. Обороты падают, разряжение в пространстве за дроссельной заслонкой уменьшаются, седло 18 возвращается в первоначальное положение.
- §