Регулятор давления газа

Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(3 05 О 16/10 Гесударстеанвй квинтет Опубликовано 070383 Бюллетень9Дата опубликования описания 07.03.83 ав делан нзебретеннй н открытий(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА Изобретение относится к пневмоавзомати: ке и может найти применение в различных отраслях промышленности и транспорта для автоматического понижения и стабилизации давления газа нри изменении его входногодавления и расхода. По основному авт, св. Р 915062 известен регулятор давления газа, содержащийкорпус с входным и выходным каналами, с подпружиненным клапаном, связанным с толкателем, с чувствительным элементом, вымол.пенным в виде двух поршней большего именьшего диаме 1 ров, полость, между которы.ми разделенная перегородкой с дросселирующим отверстием, заполнена жидкостью, и задающий механизм. Регулятор содержит также шток, связанный с поршнем меньшего диаметра и установленный с зазором в глухом отверстии, выполненном в поршне большегого диаметра, и в дросселирующем отверстии, причем поршень меньшего диаметра связан с толкателем, а поршень большего диаметра - с задающим механизмом 1. Недостатками известного регулятора являются невысокие его динамические характеристики, обусловленные тем, что регулятор имеет повышенную точность работы. Но при этом повышаются требования к устойчивости регу. лятора, дросселирующее устройство которого создавая силу сопротивления перемещению чувствительного элемента, снижает чувствитель. ность устройства, обуславливает задержку реакции его чувствительного элемента на изменения параметров газа на выходе регуля 1 ора. Быст. родействие регулятора снижается. Все это ухудшает точность и динамические характерис тики регулятора.Целью изобретения является повышение точности и улучшение динамических характе ристик регулятора. Указанная цель достигается тем, что регу. лятор давления газа содержит цилиндр с подпружиненным поршнем, подпоршневая полость которого заполнена жидкостью и сообщена с полостью между поршнями чувствительного элемента.10030 Кроме того, в цилиндре выполнена дополнительная камера с установленным в ней дополнительным поршнем, связанным дополнительным толкателем с подпружиненным поршнем, причем надпоршневая полость дополнительного поршня связана с атмосферой, а подпоршневая - с полостью выходного канала,При таком исполнении регулятора реакцияего чувствительного элемента на изменениявыходного давления газа становится болеебыстрой, чувствительный элемент реагируеттакже и на скорость изменения пониженногодавления, на работе регулятора меньше сказывается инерционность подвижных элементов.При этом дешифрирующая способность регулятора не уменьшается.На чертеже представлен предлагаемыйрегулятор давления газа.Регулятор давления газа содержит корпус1 с входным 2 и выходным 3 каналами иседлом 4. В корпусе размещены клапан 5 спружиной 6 и толкаГелем 7 и чувствительный элемент, выполненный в виде двух порш.ней большего диаметра 8 и меньшего диаметра 9. Поршень 8 большего диаметра связанс задающим механизмом, состоящим из вин.та 10, тарели 11 и пружины 13 задания.Корпус закрыт стаканом 13. В полости междупоршнями 8 и 9, заполненной несжимаемой)жидкостью 14, установлена перегородка 15 сдросселирующим отверстием 16 и проходящимв нем штоком 17, установленном в глухомотверстии 18, выполненном в поршне 8,боль.шего диаметра.Регулятор давления снабжен устройством19 для измерения давления, подсоединенным35к полости между поршнем 8 и поршнем 9.В качестве устройства 19 может быть датчик(реле) давления или другой прибор,Регулятор снабжен также цилиндром 20,40 внутренняя полость которого раЗделена пере. городкой 21 с отверстием на две камеры 22 и 23, в каждой из которых размещен дополнительный поршень 24 и 25. Поршень 24 нагружен при помощи винта 26 через тарель 27 пружиной 28 и имеет с противоположной стороны дополнительный толкатель 29, проходящий через уплотненное при помощи манжеты 30 отверстие в перегородке 21 и контактирующий с поршнем 25 со стороны, сообщенной ф 1 при помощи отверстия 31 с атмосферой части камеры 23 цилиндра 20. Часть 22 цилиндра 20 (подпоршневая полость поршня 24) заполнена жидкостью и сообщена с подпоршневой полостью поршня 8 большего диаметра. Под- ээ поршневая полость поршня 25 сообщена магистралью 32 с полостью выходного канала 3 регулятора. 34 4Регулятор давления работает следующим образом.В исходном состоянии полость между поршнями 8 и 9 и подпоршневая полость поршня 24 заполнены жидкостью 14, пружины 12 и 28 сжаты соответственно винтами 10 и 26 . Жидкость 14 находится под давлением, поршень 9 максимально опущен вниз и находится у ограничителя корпуса, Между клапаном 5 и седлом 4 образовано максимальное проходное сечение, Поршень 25 занимает в камере 23 произвольное положение (но не выше толкателя 29).Газ высокого давления подается через входной канал 2 к клапану 5. В щели меж-ду клапаном 5 и седлом 4 газ дросселируется, его давление понижается. Пониженное дав. ление газа поступает под поршень 9 и в полость выходного канала 3, а также по магистрали 32 под поршен 25 цилиндра 20. Давление на выходе регулятора повышается, сила его воздействия на поршни 9 и 25 также повышается, Поршни 9 и 25 поднимаются вверх. Первый обусловливает повышение давления жидкости 14, которое передается поршням 8 и 24, второй обусловливает, поднимая вверх через толкатель 29 поршень 24, понижение давления жидкости 14, Последний фактор приводит к дополнительному повышению точности работы регулятора . так как обуславливает уменьшенИе хода (сжатия) пружины задания 12 при регулировании. По мере повышения давления газа на выходе регулятора поршни 9, 8, 25 и 24 поднимаются также вверх, сжимая пружины 12 и 28, при этом клапан 5 под действием пружины 6 также поднимается вверх, уменьшая проходное сече. ние между клапаном и седлом 4. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении на выходе, называемом давлением настройки в "статике", клапан 5 перекроет канал седла 4, разобщив входную и выходную полости регулятора.При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на поршни 9 и 25 (следовательно, и на поршни 8 и 24) снижаются, Это приводит к опус. канию вниз поршня 9, снижению давления жидкости 14 и опусканию вниз (под действием пружин 12 и 28) поршней 8 и 24. В результате клапан 5 открывается, что приводит к дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом 4. Давление в выходном канале 3 снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливаЕтся динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое10030 5равновесие наступает при другой величинедросселирующей щели,Регулятор давления в переходных режимахработает следующим образом,При резком повышении давления газа в 5полости канала 3 резко повышается давлениеи в полости цилиндра 20 под поршнем 25.При этом усилие на поршне 24, передавшисьот поршня .25 через толкатель 29, также резко увеличивается. Это приводит к некоторому 10(но резкому) подьему вверх поршня 24 исжатию пружины 28. Подьем поршня 24 вверхобуславливает уменьшение давления жидкости .в полости толкателя 29 (следовательно, и вполости под поршнем 8). В результате перепад давления жидкости 14 на дроссельном,отверстии 16 увеличится(за счет снижениядавления над перегородкой 15 поршнем 24).Расход жидкости 14 через отверстие 16 будетбольшим, поршень 9 реагирует на резкие 2 Оповышения выходного давления быстрее. Чувствительность регулятора выше, а время переходного процесса меньше.При резком понижении выходного давления (например, при резком открытии расходного органа на выходе регулятора) силадавления газа на поршень 25 резко уменьшается, Это обуславливает резкое снятие(через толкатель 29) нагрузки с порцшя 24.Последний под действием пружины 28 несколько (но резко) опускается вниз, увеличив давление жидкости в полости толкателя29, Жидкость из этой полости перетекает вполость под поршнем 8, увеличивая там давление жидкости 14. При этом перепад давленияжидкости 14 на дроссельном отверстии 163увеличивается и под действием этого перепадарасход жидкости через отверстие 16 сверхувниз также увеличится. Это обуславливаетболее быстрое опускание вниз поршня 9 и40открытие клапана 5 для компенсации понижения выходного давления и увеличившегосярасхода газа. В этом случае реакция поршня9 на изменение выходного давления такжебыстрее, чувствительность регулятора выше,время переходного процесса меньше.Все это свидетельствует о более высокихдинамических свойствах предлагаемого регуля.тора давления газа.В регуляторе повышение его быстродействия не потребовало снижения демпфирующей ффспособности. Более быстрая реакция его чувствительного элемента на изменение выходного 34 4давления обеспечена не за счет уменьшения. противодействующей перемещению чувствительного элемента, силы сопротивления жидкости 14, а за счет изменения цилиндром 20 с его поршнями перепада давления на дроссельном отверстии 16, обусловившего увеличение расхода жидкости через это отверстие и, следовательно, более быструю реакцию чувствительного элемента на изменение выходного давления.Изменение настройки регулятора (его настройка) производится винтами 10 и 26, При сжатии этими винтами пружин 12 и 28 дав. ление на выходе повышается, и наоборот.Предлагаемый регулятор давления обладает более высокими динамическими характеристиками, его чувствительный элемент более быстро реагирует на изменения выходного давления, время его переходного режима максимально уменьшено, Регулятор характеризуется высоким быстродействием и высокой устойчивостью к . автоколебаниям, в нем заметно повышена чув. ствительность к изменению регулируемого давления газа.Регулятор имеет высокую точность работы,он обеспечивает значительную производитель.ность (расход) газа и может, заменить многиепружинные и агрегатные газовые редукторы. Формула изобретения. Регулятор давления газа по авт, св.Мф 915062, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности регулятора,он содержит цилиндр с подпружиненным поршнем, подпоршневая полость которого заполнена жидкостью и сообщена с полостью между поршнями чувствительного элемента.2. Регулятор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшениядинамических характеристик регулятора, вцилиндре выполнена дополнительная камерас установленным в ней допопнительным поршнем, связанным дополнительным толкателем сподпружиненным поршнем, причем надпоршневая полость дополнительного поршня связанас атмосферой, а подпоршневая - с полостьювыходного канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР йф 915062,кл. 6 05 О 16/10. 1980 (прототип).