Устройство для регулирования давления газа

(51) 6 05 Р 16 1 ДПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСИОМ ВИДЕТЕЛЬСТВУ проводом с пневмоприводом регулятора давления, и связанный с чувствительным элементом клапана и поршнем, подключенным к полостям до и после регулируемого дросселя, причем в тру СССР . бопроводе, соединяющем выходную полость регулятора давления с регулируемым дросселем, и на выходе полосто- ти пневмопривода установлены дроссе, ли.2. Устройство по п1, о т л и- И- ч а ю щ е е с я тем, что его консте руктивные параме ры связаны зависито мостьюдр )ент, В Р ЬР(54)(57) 1. УСТРОЯСТВО ДЛЯ РЕГУЛ РОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержаще регулятор давления, вкорпусе ко рого размещен чувствительный элем связанный с пружиной задания и регу лирующим органом, размещенным между . г входной и выходной полостями, последняя из которых сообщена трубопроводами, в одном иэ которых установ.лен регулируемый дроссель, с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно снабжено пневматическим клапаном, содержащим подпру" жиненный регулирующий орган, разделяющий полость за регулируемым дросселем и полость, соединенную трубоде Г и РрГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП (РЬПИЙ площадь поршня клапана;площадь поршня пневмопривода;площадь чувствительногоэлемента клапана;площадь чувствительногоэлемента регулятора;перепад давлений на чувствительном элементе регуля-торазперепад давлений на регулируемом дросселе.Изобретение относится к,пневмоавтоматике и может быть использовано в качестве автоматической системырегулирования давления перед потребителем газовой среды.Известен регулятор давления газа,содержащий корпус с входной и выходной полостями, разделенными регулирующим органом, связанным штоком счувствительным элементом, образующим с корпусом полость, связаннуютрубчатым элементом с выходным пат, рубком расширяющегося профиля, формой выходного,патрубка и связью это.го патрубка с полостью чувствительного элемента достигается некотороеповышение точности регулированиядавления газа при изменении расходарабочей среды1 .Однако при этом невозможно регулировать компенсацию потерь давленияприменительно к различным условиямнагрузки.Наиболее близким к предлагаеМомуустройству по технической сущностии достигаемому результату являетсягазовый регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями, разделенными регулирующиморганом, связанным штоком с чувствительным элементом, образующим с корпусом полость, связанную с участкомвыходной магистрали уменьшенногосечения и через сменный дроссель срасширенным участком этой магистрали, что позволяет компенсировать потери давления в выходной магистрали и регулировать сменой дросселя компенсацию потерь применительно к различным схемам и параметрам среды 2 .Однако для компенсации больших потерь давления требуется значительное уменьшение критического сечения выходной магистрали, что ограничивает расход регулируемой среды. Кроме того, изменение давления в узком сечении квадратично зависит от расхода среды (скорости потока), зависимость давления в полости чувствительного элемента от расхода среды становится жесткой, что ухудшает динамические характеристики регулятора, Это не позволяет получить полнойкомпенсации изменения выходного давления при больших расходах среды, что ухудшает, точность устройства.Цель изобретения - повышение точности устройства.Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования давления газа,содержащем регулятор давления, в корпусе которого размещен чувствительный элемент, связанный с пружиной задания и регулирующим органом, размещенным между входной и выходной полостями, последняя из которых сообщена трубопроводами, в одном из которых установлен регу 30 ли в канале 22, имеющем входной 23и выходной регулируемый 24 дроссели,позволяющие изменять давление в калируемый дроссель, с выходом устройства, выполнен пневматический клапан,содержащий подпружиненный регулирующий орган, разделяющий полость зарегулируемым дросселем и полость, 5 соединенную трубопроводом с пневмоприводом регулятора давления, и связанный с чувствительным элементомклапана и поршнем, подключенным кполостям до и после регулируемого 10 дросселя, причем в трубопроводе,соединяющем выходную полость регулятора давления с регулируемым дросселем, и на выходе полости пневмопривода установлены дроссели.15 При этом конструктивные параметрыустройства связаны зависимостьюРр Ррр ЬРлк Рр Р 2где Р. - площадь поршня клапана;Р ; площадь поршня пневмоприрРводамиР - площадь чувствительногоэлемента клапана;Р - площадь чувствительногоэлемента регулятора;ьР - перепад давлений на чувст.,/вительном элементе регуля.тора;ВР - перепад давлений на регулируемом дросселе.На чертеже изображена конструктивная схема устройства.Устройство состоит из регулятораФ1 давления и пневматического клапа на 2, предназначенного для автоматического измерения гидравлическихпотерь на выходе и выдачи пневматического сигнала на регулятор 1 давления, который состоит из корпуса 3 40 с входной 4 и выходной 5 полостямимежду которыми установлен регулирующий орган - седло 6 и затвор 7. Начувствительном элементе 8 сравниваются увилия от выходного давления 45 с ОднОЙ стОрОны и От пружины 9 идавления в рабочей полости 10 накольцевую площадь А с другой. Дроссель 11 обеспечивает сообщение рабочей полости 10 с атмосферой и возможность получения в этой полостипеременного давления. Пневматическийклапан 2 состоит из корпуса 12.свходной 13 и выходной 14 полостями,седла 15, затвора 16 и пружины 17,способствующей перекрытию седла 15затвором 16. Поршень 18 являетсячувствительным элементом, на которомсравниваются усилия от давления вполости 14 и со стороны поршня 19,который образует в корпусе пневмати ческого клапана 2 первую 20 и вторую21 полости и воспринимает перепаддавлений в зоне Б выходной магистранале 22 применительно к потерям дав-. от эоны В до зоны Б моделируютсяления в выходной магистрали. Канал,.; потери на всей выходной магистрали,25 сообщаЕт выходную 14 и рабочую ": Перепад давлений в зонах В и Б,10 полости, а канал 26 обеспечивает пропорциональный гидравлическим посообщение первой полости 20 с зоной . : терям всей магистрали и уменьшенныйБ и питание пневматического клапана. 5 дросселями 23 и 24 применительно к2. Из зоны В выходной полости 5 дав- конкретной конструкции устройствалениеподается на вход дросселя 23: (длине выходной магистрали, количестВыходной трубопровод 27, с установ-,. ву местных сопротивлений и т,д.),ленным на нем в числе прочих эле- :., воздействует, вследствие связи канаментов запорным элементом 28,.обес-,10 ла 22 с второй полостью 21 и связипечивают подвод рабочей среды к .зоны Б с первойполостью 20, на порпотребителю и вместе с выходной по-,:" шень 19, Усилие поршня 19, эффеклостью 5 составляют объект регули- . .тивная площадь которого больше эф. рования устройства. фективной площади чувствительногоУстройство для регулирования дав элемента 18 клапана, передаеТся наления газа работает следующим обра- . этот чувствительный элемент 18, козом. торый перемещает затвор 16. РабочаяВ исходном положении устройства, среда из входной полости 13 клапана:когда регулятор 1 настроен на тре-:поступает через отверстие в седле 15бующееся выходное давление и запор-: 20 в выходную полость 14 клапана, вный элемент 28 перекрываеь выходнмю:. которой создается давление, уравномагистраль, поршень усилием пружинЫ вешивающее чувствительный элемент9 поджат к корпусу 3, затвор 7 отжат 18 клапана. Давление иэ выходной поот седла 6, поршни 18 и 19 пневматй. - ,лости 14 клапана передается по каначеского клапана 2 отжаты пружиной 17 25 лу 25 в рабочую полость привода и,седло 15 перекрыто затвором 16. При: . воздействуя на кольцевую площадь А,подаче входного давления среда.иэ.: создает дополнительное усилие навходной полости 4 поступает в выход- . чувствительном элементе 8 и, следо"ную полость 5, а также в первую по- вательно, обеспечивает повышенное.лость 20 и вторую полость 21,. В по.-;, на величину полных гидравлическихлостях устанавливается выходное дав- потерь давление в выходной полости 530ление в беэрасходном режиме. Выход- . При уменьшении расхода рабочейное давление передается также во среды потребителем полные гидравливходную полость 13 пневматического". ческие потери и пропорциональный имклапана 2, ио так как давления в по-, перепад давлений в зонах В и Б.лостях 20 и 21 разны, седло 15 ос-; ,З 5 уменьшаются. Пневматический Клапантается перекрытым затвором 16, и:. 2,.в связи с, уменьшенным перепадомдавление в рабочей полости 10 равно. давлений на поршне 19, начинаетатмосФерному. отрабатывать пониженное выходноеПри открытии запорного элемента, давление. Давление в рабочей полости28 и осуществлении расхода среды;" 40 привода эа счет утечки среды черездавление в зоне Б канала 27 и в пЕр-" дроссель, 11. уменьшается, в связи свой полости 20 вследствие гидравЛй-;- чем уменьшается также до необходимой.ческих потерь становится меньше, ; величины и давление в выходной полосчем:в выходной полости 5 и ее зоне В,. ти 5.Из выходной полости 5 через постояН При увеличении раехода среды поный дроссель 23, регулируемый дрОО- требителем пневматический клапан 2сель 24 и канал 26 среда перетекает, , отрабатывает повышенное выходноеиа выход устройства. Канал 22 меж%У.;. давление. Посредством работы поршнядросселями 23 и .24 становится про-".,:, пневмопривода давление в выходнойточной полостью, давление в котоЖВ,:, полости 5 возрастает на величину,регулировкой дросселя 24 может бйжЬ, компенсирующую увеличившиеся гидравизменено. При полностью перекрыт 96;::.лические потери.дросселе 24 давление в канале,22 ,.,. В случае конструктивных измене"равно давлению в выходной полости,1 Ъ, ний выходной магистрали, вызывающиха при полностью открытом дросселе изменение ее сопротивления, или в24, при сравнительно малом сечен".: 55 случае установки регулятора 1 совдросселя 23, давление в канале. 22:;:.:. местно с пневматическим клапаном,2равно давлению в зоне Б канала 21:."в другую магистраль следует регулиИз канала 22 давленйе передаетея Эо, ровкой дросселя 24 увеличить (при .вторую полость 21, .: увеличении сопротивления магистрали)Так как местные гидравлические:,". 6 О или уменьшить давление в .проточномпотери давления, как и потери по";сии:, канале 22, добиваясь компенсациит б проводов пропорциональны. магистральных гидравлических потерь.У1:,констквадрату скорости, а при неиэменрм, . Зависимость некоторых ру -давлении - квадрату расхода сред 1 Итивных параметров устройства от пе-:.то на участке объекта регулиройайия репада давлений на чувствительном(2) 2 и кл кл ИПИ Заказ 7336/50 Тираж 874 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,элементе регулятора 1 давления ЬРи замеряемой потери давлений ДР 2между зонами В,и Б определяется изусловия необходимости повышения давления в выходной полости регуляторане менее, чем на величину гидравлических потерь РРЪЛРкл прВместе с тем при работе пневматичес кого клапана 2 ,пренебрегая воздействием затвора 16 на чувствительный элемент клапана 2 или компенсируя это воздействие дополнительной пружиной, установленной во второй полости 21) имеет место равенство Р Ж 2 Га, (3)Р,Подставив равенство (3) в выражение(1) получим 5 р р р2 пр и пораРР или ъ, р" . (4)кл клР "2 Зависимость (4) показывает, что в предлагаемом устройстве возможна .компенсация практически любых максимальных потерь давления в выходной магистрали.Использование изобретения позволит компенсировать потери в выходной . магистрали и, следовательно, повысить точность устройства.