передаточный механизм регулятора давления с дифференциальным клапаном

Формула изобретения

Передаточный механизм регулятора давления с дифференциальным клапаном, содержащий входной шток исполнительного сервопривода, узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением, выходной шток с двумя соосно закрепленными на нем уплотняющими клапанами, между которыми размещены два седла, установленных в корпусе, отличающийся тем, что узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением выполнен в виде первого двуплечего рычага, вращающегося на первой оси, установленной в корпусе, первое плечо которого связано с выходным штоком, а на втором плече закреплена вторая ось, на которой установлен второй рычаг, связанный с входным штоком и через затворный механизм со вторым плечом первого рычага.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в регуляторах давления.

Известны передаточные механизмы регуляторов давления с дифференциальным клапаном. Наиболее близкий по своей технической сущности является передаточный механизм регулятора давления по опубликованной заявке DE 1814030, кл. G 05 D 16/06, 19.06.1969. Передаточный механизм содержит входной шток мембранного исполнительного сервопривода, узлы передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением, выходной шток с двумя соосно закрепленными на нем уплотняющими клапанами, между которыми размещены два седла, установленные в корпусе. Узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением представляет собой два подпружиненных между собой сектора, вращающихся на одной оси. Прохождение вектора силы пружины через ось вращения характеризует условно-устойчивое нейтральное положение секторов относительно друг друга. При незначительном отклонении направления векторов силы пружины секторы будут относительно друг друга перемещаться, что приводит к срабатыванию запорного клапана.

Недостатком такого передаточного механизма является низкая точность срабатывания узла передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением, обусловливающего срабатывание запорного клапана.

Задачей изобретения является повышение точности срабатывания передаточного механизма с узлом передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением.

Технический результат достигается тем, что в передаточном механизме регулятора давления с дифференциальным клапаном, содержащим входной шток исполнительного сервопривода, узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением, выходной шток с двумя соосно закрепленными на нем уплотняющими клапанами, между которыми размещены два седла, установленных в корпусе, узел передачи перемещения с условно-устойчивым нейтральным положением выполнен в виде первого двуплечего рычага, вращающегося на первой оси, установленной в корпусе, первое плечо которого связано с выходным штоком, а на втором плече закреплена вторая ось, на которой установлен второй рычаг, связанный с входным штоком и через затворный механизм со вторым плечом первого рычага.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен передаточный механизм регулятора давления с дифференциальным клапаном, на фиг.2 - шариковый затворный механизм, на фиг.3 - магнитный затворный механизм.

Изображенный на фиг.1 передаточный механизм регулятора давления с дифференциальным клапаном содержит входной шток 2 исполнительного сервопривода (не показан), связанный со вторым рычагом 3, вращающимся на второй оси 4, и через затворный механизм - со вторым плечом 5 первого двуплечего рычага. Вторая ось 4 установлена на втором плече 5, а первая ось 7, на которой вращается первый двуплечий рычаг, закреплена в корпусе 1. Первое плечо 6 двуплечего рычага связано с выходным штоком 8, на котором закреплены управляющие клапаны 9 и 10, а между ними в корпусе 1 установлены седла 11 и 12.

Уплотняющий клапан 9 с седлом 11 размещены в выходной полости 17, связанной с нагрузочным трубопроводом (не показан), а уплотняющий клапан 10 с седлом 12 - во входной полости 16 регулятора.

На фиг. 2 показан шариковый затворный механизм между рычагом 3 и вторым плечом 5. Он включает в себя два шарика 13, которые прижаты к плоскостям рычага 3 пружинами 14 с винтами регулировки 15 усилий этих пружин. Сечение рычага 3 в области контактирования с шариками 13 имеет ступенчатый профиль с конусной пирамидой.

Эффект "затвора" обеспечивается при движении рычага 3 на фиг.2 вниз, при этом пока издаваемое штоком 2 усилие между рычагом 3 и вторым плечом 5 не превысит силу трения в шариках 13 от воздействия пружин 14, связь между ними можно считать жесткой, т.к. в другом направлении (вверх) перемещение ограничено плечом 5. При превышении усилия от штока 2 усилия трения шарики 13 раздвигаются и рычаг 3 скачком переместится вниз, при этом усилие на выходном штоке 8 от воздействия входного давления на уплотняющий клапан 9 будет перемещать этот шток 8, пока уплотняющий клапан 10 не перекроет седло 12, разделяя полости 16 и 17 и отсекая газ. Рычаг 3 при этом перемещении будет поворачиваться по часовой стрелке на оси 4, перемещаясь относительно штока 2 вправо. Так как рычаг 3 имеет сечение конусной пирамиды, то возврат в исходное положение осуществляется при небольшом усилии от штока 2 по направлению вниз.

На фиг.3 представлен магнитный затворный механизм. На рычаг 3 установлен постоянный магнит 18, а второе плечо 5 выполнено из магнитомягкого материала. Эффект "затвора" обеспечивается магнитной связью между постоянным магнитом и магнитомягким материалом. Когда усилие, создаваемое штоком 2, на рычаге 3 станет больше магнитного усилия, то рычаг 3 скачкообразно переместится вниз, и аналогично действию шарикового затвора уплотняющий клапан 10 перекроет седло 12. Регулировочный винт 15, изменяя зазор между рычагом 3 и вторым плечом 5 двуплечего рычага, изменяет величину магнитной силы.

Регулятор давления с таким передаточным механизмом работает следующим образом. При уменьшении выходного давления в нагрузочном трубопроводе исполнительный сервопривод перемещается вниз и через передаточный механизм перераспределяет зазоры между клапанами 9, 10 и седлами 11, 12, увеличивая зазоp между клапаном 9 и седлом 11 и обеспечивая увеличение расхода, а следовательно, стабилизируя выходное давление. При повышении выходного давления происходит обратная картина, и зазор между седлом 11 и клапаном 9 будет уменьшаться. При дальнейшем повышении давления клапан 9 ложится на седло 11 и движение штока 2 прекращается. Если давление будет продолжать далее увеличиваться, то исполнительный сервопривод будет повышать усилие штока 2 до тех пор, пока затворное устройство не работает, и уплотняющий клапан 10 отсечет газ, перекрывая седло 12.

Регулировочные устройства 15 обеспечивают точную настройку усилий затвора, что в свою очередь повышает точность срабатывания уплотняющего клапана 10.

Если после срабатывания уплотняющего клапана 10 давление в нагрузочном трубопроводе уменьшилось, то сервопривод переместит входной шток вниз, рычаг 3 конусной частью переместится вверх между шариками 13, пока они не защелкнут его, обеспечивая жесткую связь между рычагом 3 и плечом 5. Для пуска в работу регулятора необходимо пусковым устройством (не показано) переместить выходной шток 8 с уплотняющими клапанами 9, 10 вправо, обеспечивая сообщение полостей 16 и 17 через седла 11 и 12.

Таким образом, выполнение передаточного механизма с затвором обеспечивает повышение точности срабатывания регулятора давления с дифференциальным клапаном.