Регулятор давления газа

(22) Заявлено 04. 09,81. (21) 3334938/18-24 1)М. Кл, С 05 О 16/10 рисоединениец заявки уаарстееевй камктет СССР(53) К 621.646 ,4(088.8) та опубликования описания 28 02. 83 2) Автор изобретен и Э,И. Сав(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗ 1Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в различных отраслях промышленности и транспорта для автоматического понижения и стабилизации давления газа при изменении его входного давления и расхода.Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами и седлом, дросселирующий клапан с пружиной, связанный посредством толкателя с чувствительным:эле. ментом поршневого типа, нагруженным пружиной задания 1,Недостатком известного регулятора является невысокая точность работы при увеличении производительности (расхода) газа и повышении выходного давления.Из известных устройств наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходным каналами и с подпружиненным дросселирующим клапаном, связанным посредством толкателя с чувствитель" ным элементом, выполненным в ниде двух поршней, полость между которыми заполнена жидкостью и задающий механизм 2.Недостатком известного регулятора является то, что при резкой подаче высокого давления на вход устройства происходит резкое повышение выходного давления (динамический заброс выходного давления). Это является следствием того, что при отсутствии входного давления дросселирующий клапан регулятора полностью отжат от седла (открыт) -и образует с последним максимальное проходное сечение, При резкой подаче входного давления оно через максимальное проо ходное сечение регулятора поступаетна выход устройства, обусловливая сверх настроечного повышение выходного давления. Чувствительный элемент при этом, вследствие инерцион"1001028 3ности и трения в подвижных элементах, не успевает отреагировать нарезкое повышение выходного давленияи перекрыть дросселирующий клапан.Цель изобретения - исключение динамических забросов выходного давления при резком повышении давленияна входе регулятора,Поставленная цель достигается тем,что регулятор давления газа снабженступенчатым цилиндром с двухступенчатым поршнем, у которых полость, образованная ступенчатым цилиндром иторцовой поверхностью мень,его диаметра двухступенчатого поршня сообщена посредством канала с дроссельным устройством с полостью медупоршнями чувствительного элемента,полость между торцовой поверхностыдбольшего диаметра двухступенч;тогопоршня и ступенцатым цилиндром сообщена с выходной полостью регулято.ра, а полость, образованная ступенчатым цилиндром и ступенью двухступенчатого поршня, сообцена с атмосферой,На чертеже показан регулятор дав.ления газа в разрезе.Регулятор давления газа содержиткорпус 1 с входным 2 и выходным 3каналами и седлом 4, дросселирующи 1клапан 5 с пружиной 6 и толкателем 7, связанным с чувствительнымэлементом, выполненным в виде поршней 8 и 9, полость 10 между которымизаполнена жидкостью 11. Поршень 8контактирует с толкателем 7, а поршень 9 нагружен задающим мехаизмом,выполненным в виде пружины 12, сжатиекоторой регулируется винтом 13 чередтарель 14, Корпус 1 закрыт стаканом 15.Регулятор снабжен ступенчатым ци-линдром 16 с двухступенчатым поршнем 17, Полость 18, образованная цилиндром 16 и торцовой поверхностьюменьшего диаметра поршня 17, сообценапосредством канала 19 с дроссельнымустройством 20 с полостью 10. Полость 21, образованная цилиндром 16и торцовой поверхностью большего диаметра поршня 17, сообщена каалом 22с выходной полостью регулятора (полость канала 3). Полость 23 ме(ду цилиндром 16 и ступенью поршня 17, сообщена с атмосферой. Возмоно сообщение полости 10 с полостью 23, а полости 18 с атмосферой.Регулятор давления газа работаетследующим образом. 5 ФО (5 20 25 3 О 35 4 О 45 50 55 4В исходном состоянии пружига 12 задания сжата винтом 13 через тарель 1-. Поршень 9 пружиной 12 максимально опущен вниз и прижат к ограничителю корпуса, Дросселирующий клапан 5 своей пружиной 6 поднят вверх и образует с седлом 4 небольшую щель. Поршень 8 пружиной 6 через клапан 5 и толкатель 7 несколько поднят вверх, при этом часть жидкости 11 из полости 10 по каналу 19 и дросселыгому уст. ройству 20 вытеснена в полость 1 цилиндра 16, поршень 17 которого при этом максимально передвинутвправо и упирается в правое днище цилиндра 16. Рабочая средагаэ) высокого давления подводится к входному каналу 2. В щели между клапаном 5 и седломгад дросселируетсяего давление понижается. Гаэ с пониженным давлением поступает на выход регулятора. Давление газа в полости выходного канала 3 повышается, при этом увеличивается сила давления на поршень 8, который повышает давление жидкости 11 в поюстях 10 и 18. Одновременно газ по каналу 22 поступает в полость 21 цилиндра 16. При этом давление жидкос" ти 11 в полостях 10 и 18 устанавлиоается равным давлению газа в полости 21. Но так как давление газа в полости 21 действует на торцовую поверхность поршня 17 большего диаметра, чем давление жидкости 11 в полости 10 то поршень 16 перемещается влево, выдавливаяиз полости 10 жидкость 11 в полость 10 по кана 11 у 19 с дросселем 20. Наличие последнего обусловливает плавное перемецение поршня 17 влево и медленное перемецение поршня 8 вниз, При этом дросселирующий клапан 5 медленно опускается вниз, обусловливая плавное повышение давления в,полости канала 3. При последующем повышении выходного давления увеличивается его сила на поршень 8, который поднимается вверх, сжимая жидкость 11 (,повышая ее давле ние ) и поднимая вверх поршень 9. При этом пружина 12 будет отжиматься.Если выход иэ регулятора закрыт, то при определенном давлении газ на выходе, называемом давлением настройки в статике, поршень 8 поднимается вверх настолько, цто клапан 5 сядет на седло , перекрыв его канал и разобщив входную и выходную полости регулятора.28 6устройства. Это создает благоприятныеусловия для всей питаемой церез регулятор пневматицеской системы, позволя.ет настраивать установленные в сис-темы предохранительные клапаны наменьшее давление открытия, Надежностьработы пневмосистемы увеличивается. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходным каналами, с подпружиненным дроссепируощим клапаном, связанным посредствоитолкателя с чувствительным элементом,выполненным в виде двух поршней, полость между которыми заполнена жидкостью, и задающий механизм, о т л ич а ю щ и й с я тем, цто, с цельюисключения динамических забросов выходного давления при резком повышении давления на входе регулятора, онснабжен ступенчатым цилиндром с двухступенчатым поршнем, у которых полость, образованная ступенчатым цилиндром и торцовой поверхностью меньшего диаметра двухступенчатого поршня, сообщена посредством канала сдроссельным устройством с полостьюмежду поршнями чувствительного элемента, полость между торцовой поверхностью большего диаметра двухступен"чатого поршня и ступенчатым цилиндромсообщена с выходной полостью регулятора, а полость, образованная ступен,чатым цилиндром и ступенью двухступенчатого поршня, сообщена с атмосферой,5 10010При отборе газа в обьем за регулятором его давление и сила воздействия на поршень 8 несколько снижаются, При этом давление жидкосТи 11 также несколько уменьшается . Поршень 9 под действием пружины 12 перемещается вниз, обусловливая перемещени вниз и поршня 8, который, в свою очередь, перемещает вниз через толкатель 7 клапан 5, Между клапаном 5 и седлом 4 о образуется проходное сечение, через которое газ поступает на выход регулятора, компенсируя его отбор и увеличивая давление на выходе, Между клапаном 5 и седлом 4 устанавливает ся постоянное проходное сечение, соответствующее расходу газа через регулятор. При этом подвижная система регулятора находится в состоянии динамического равновесия, соответствую щая определенному расходу газ.Если расход газа изменяетсл, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели между клапаном 5 и седлом 4. 25Так как площадь поршня 17 со стороны полости 21 больше площади этого же поршня со стороны полости 18, а давление в этих полостях при работе регулятора практически одинаково, то щ порыень 17 при работе устройства все время прижат влево давлением газа в полости 21. И только при выключении регулятора при сбросе давления с его входа и выхода подвижные элементы3 занимают исходное положение, описанное выше.Минимальное проходное сечение регулятора перед подачей высокого давления на его вход и плавное и медленное40 увеличение подъема клапана 5 над седлом 4 в начальный период работы обуславливают плавное повышение выходного давления, исключают резкие динамические забросы его величины пои резкой45 подаче газа высокого, давления на вход Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 374472, кл. 6 05 О/10, 19702. Авторское свидетельство СССРпо заявке К 2967288/18-34,кл, О 05 О 16/10, 1980 (прототип).1001028 Заказ 1390/5 илиал ППП нПатент" ВНИИП жгоро ираж 87 одписн Проектна