Регулятор давления газа

Союз Советскик Социалистических РеспубпинОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо 85562416 исоединением заявки Йо Госуд арствеииый комитетСССРделам изобретенийи открытий иорите летень ЙЯ 3 публиковано 15,08,81, 6 ата опубликования опис(54) РЕГУЛЯРНО Изобретение относится к клапанно. мембранной технике управления газовыми потоками и может быть использовано при отборе и подготовке проб для газового анализа в химической и других отраслях промышленности.Известен регулятор давления, содержащий нажимной винт, задающую пружину, мембрану, на которую опирается задающая пружина, регулирующее сопло, которое перекрывается этой мембраной, подпружиненный клапан питания, дроссель, вход которого соединен с каналом питания, а выход-с регулирующим соплом, мембрану, управляемую давлением, образующимся в канале между дросселем и регулирующим соплом, и перемещающую клапан питания, канал выхода, соединенный с проточной камерой регулирующего, сопла и проточ з иой камерой клапана, и сопло, соединяющее канал выхода с атмосферой 113Недостатком этого регулятора является сложность конструкции.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является задатчик давления, содержащий установленные в корпусе мембрану, жесткий центр которой связан с пружиной Задания, сопло, заслонка которого 3 установлена на жестком центре мембра ны, а камера между соплом и мембраной соединена с выходным каналом и через дроссель - с каналом питания. В корпусе его установлены перегородка с отверстием, в котором расположено сопло и трубчатая пружина, сое" диненная с соплом и атмосферой, на сопле выполнен кольцевой упор-клапан, а камера, в которой расположена трубчатая пружина, подключена к каналу питания 12)Недостатком данного задатчика является пониженная стабильность поддержания заданного давления воздуха или другого газа.Цель изобретения - повышение точности регулятора.указанная цель достигается тем, что регулятор давления газа, содержащий корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде первой мембраны, жесткий центр которой связан с пружиной зада ния, регулируккяий орган типа фсопло-заслонкафф, дроссель и упор, содержит вторую мембрану с жесткйм центром, на котором установлена заслонка и упор, связанный с первой мембраной, расположенный в полостиравенства 50 усилие пружины 2 задания; давление в камере 11; эффективная площадь мембраны 3;давление в камере 12; эффективная площадь мембра ны 6;усилие пружины 7;реакция сопла 5,где Я Р Р Ф Р ьВлиянием упругих сил мембраны 3и 6 ввиду их малых перемещений можнопренебречь. 45 между первой мембраной и второй мембраной, связанной через дроссель сполостью, образованной второй мембраной и корпусом.На чертеже изображена схема предлагаемого регулятора давления газа.Регулятор содержит нажимной винт 1пружину 2 задания , первую мембрану3, жесткий цент 4 мембраны, сопло 5,вторую мембрану 6, пружину 7, заслонку 8, упор Э, дроссель 10, камеры 11и 12, расположенные в корпусе 13.Сопло 5 и заслонка 8 образуют регулирующий орган типа сопло-заслонка,Регулятор давления газа работаетследующим образом. 15Газовый поток., давление которогонужно поддерживать в заданном значении в кювете газоанализатора, попадает в камеру 11 и через дроссель 10в камеру 12. Иэ камеры 12 гаэ сбрасывается через сопло 5 в зонуатмосферного давления, При этом засчет наличия дросселя 10 на мембране 6 образуется перепад давлений,создающий усилие К, приложенное кцентру мембраны 6. В результате действия этого усилия заслонка 8 опирается на правый (по чертежу) крайсопла 5 и в таком положении происходит работа самого узла соплозаслонка. При этом если расход Газа увеличивается, то угол, поворотазаслонки вокруг точки касания такжеувеличивается, В результате действия рычажной системы усилие К создает противоположное ему усилие М, приложенное к жесткому центру 4 в точкекасания упора 9 к жесткому центру 4.Для простоты рассуждения предположим,что соотношения плечей этой рычажной системы равны. Тогда усилие М 40равно усилию К.Таким образом, эа счет наличиядросселя 10 на мембране 6 образуется перепад давлений, создающий усилие, действующее в сторону открытиясопла 5. Усилие М учитывается в общем балансе сил, действующем на мембрану 3. Мембрана 3 находится в равновесии при соблюдении следующего При изменении расхода газа, напри.мер при его увеличении, уравнениеравновесия мембраны 3 примет видфпр. А(прХ 41 5 1 41 Жй 41 3 О )Пр 7 5 1, Югде А 01 - приращение усилия пружияр.1ны в результате перемещения заслонки 8 (поворота по часовой стрелкев соответствии с чертежом);А Р - понижение давления в каФмере 12 в результате увеличения перепада давлений на дросселе 10.Изменениемусилия пружины 7 можно пренебречь, так как усилие пружины 7 значительно (в 20-30 раэ) меньше усилия пружины 2 задания. Пружина 7 служит лишь для преодоления реакции сопла 5.Уравнение .(2) можно преобразовать следующим образомфпр Апрл. л 1 Ъ ( 1 1 д Ь 11 Ь прэ 5МКак, видно иэ уравнения (3) увеличение усилия сжатия пружины 2 задания (появление слагаемого АЯ )компенси. руется противоположным усилием, возникающим в результате увеличения перепада на мембране 6 (появление слагаемого АР Г, ).При соблюдении равенства ЯЬ Р Гь появление погрешностй стабилиэаций давления, связанной с изменением расхода газа через кювету гаэоаналиэатора сведено к минимуму. Для соблюдения этого равенства необходимо подобрать проводимость дросселя 10 так, что при увеличении сжатия пружины 2 задания возникает необходимое компенсирующее усилие М, появляющееся в результате возникновения перепада давлений на мембра,не б.Предлагаемое устройство целесообразно испольэовать при разработке регуляторов абсолютного давления газа для газоанализаторов концентрации кислорода, Кроме того, это устройство обеспечивает высокую стабильность поддержания заданного давления газа.Формула изобретенияРегулятор давления газа, содержащий корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде первой мембраны, жесткий центр которой связан с пружиной задания, регулирующий орган типа сопло-заслонка, дроссель и упор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулятора,855624 Составитель Л, П Техред М.Табаков бнхи ректор В. Бутяг ктор Н. Мин акаэ 6906/ Тираж 940 ПодпиНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 1130 П Патент, г. ужгород, ул. П я, 4 ил он содержит вторую мембрану с жестким центром, на котором установлена заслонка и упор, связанный с первой мембраной и расположенный в полости между первой мембраной и второй мембраной, свяэанной через дроссель с полостью, образованной второй мембраной и корпусом.1 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССР 9 488105 кл. 6 01 Ь 27/00, 1973.