Регулятор давления газа

/10 515 СО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИ ВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР 9 1418667, кл. С 05 П 16/10, 1987. (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА(57) Изобретение относится к автоматическому регулированию давления га-. .за, Цель изобретения - повышение быстродействия за счет улучшения качества переходных процессов. Регулятор давления содержит корпус 1, в котором размещены первый "увствительный элемент в виде ступенчатого поршня 6, меньшая ступень. которого связана штоком 7 с клапаном 5, а большая ступень образует первую полость, которая сообщена через дроссель 9 с атмосферой, второй чувствительный элемент 10 с пружиной задания 13, который размещен во втулке 11 и в котором размещен второй клапан 15. Регулятор содержит также третий клапан, два разделительных поршня 26 и 31 с пружинами сжатия 36 и 37, обратный клапан и дроссель. 3 ил.Изобретение относится к автоматическому регулированию, может использоваться в пневмосистемах различногоназначения и является усонерыенство 5нанием изобретения по авт, св.112 1418667.Цель изобретения - повышение быстродействия регулятора,На фиг, 1 представлен регулятор,разрез; на фиг. 2 - узел 1 на Фиг. 1;1 на фиг. 3 - узел 11 на Фиг. 2,Регулятор содержит корпус 1 с входой 2 и выходной 3 полостями, разде 1 пенными перегородкой, образующей седпо 4 первого клапана 5, первый чувст 1 вительный элемент, выполненный в виде1 ступенчатого порыня б, меньшая стуень которого связана штоком 7 с клапаном 5, первую полость 3, котораясообщена через дроссель 9 с атмосферой, второй чувствительный элемент ввиде поршня 10, размещенного во втулке 11 и .образующего в ней вторую полость 12, пружину задания 13, седло 2514 второго клапана 15. Полость 12 сообщена с полостью 3 через клапан 15 иканал 16 в переходнике 17, а втулка11 образует с большей ступенью поршня6 третью полость 18, Зо втулке 11 раз1 аещен третий клапан 19 (стиг. 2) и выдолнено его седло 20,Полости 12 и 18 сообщены через клапан 19. На контактной поверхности Аапаиа 19 (фиг, 3) или его седла 201 выполнена проФильная спиральная канавка, обеспечивающая гарантированнуюнегерметичность соединения клапана19 с седлом 20 в положении их контакта, причем .поперечное сечение про 40фильной канавки выполнено по радиусу 1 аОбратный клапан 21, установленныйвыходом в третью полость 18, сообщается с ней каналом 22, 1,ежду седлом 4523 обратного клапана и седлом 20 образована четвертая полость 24, сообщенная дросселем э 5 с третьей полостью 13Первый разделительный поршень 26 образует во втулке 11 пятую5027 и шестую 28 полости, сообщенныеканалами 29 и 30 соответственно счетвертой 24 и третьей 18 полостями.Второй разделительный поршень 31 образует но втулке 11 седьмую и восьмую33 полости, сообщенные канапами 3455и 35 соотнетстненно с ныходной 3 итретьей 13 полостями. Первая 36 ивторая 37 пружины сжатия воздействуют на первый 26 и второй 31 разделительные поршни, Фиксируя их н полостях перекрытия каналов 38 и 39, сообщаюцих соответственно полости шес -тую 23 с первой 3 и восьмую 33 сседьмой 32, Ианап 40 соединяет полость 12 с выходной полостью 3,Регулятор работает следующим обр азом.В исходном положении втулка 11поджата к корпусу пружиной задания 13через поршень 10. 10 апан 5 отжат отседла 4 поршнем б через шток 7, кла -пан 19 отжат от своего седла поршнем 10, а клапан 15 поджат к седлусвоей пружиной. Обратный клапан 21поджат своей пружиной к седлу 23,Первый разделительный поршень 26 своей торцовой поверхностью перекрываетканал 38 с усилием Т первой пружинысжатия Зб, а канал 39 но втором разделительном порыне 31 перекрыт с усилием Т второй пружины сжатия 37 торцовой поверхностью втулки 11.При подаче среды во входную полость 2 давление в выходной полости3 и связанных с ней полостях 12 и 18начнет повышаться, При некоторомуровне давления поршень б начнет перемещаться вниз, воздействуя на затвор 5, При дальнейшем повышении давления втулка 11 также начнет переме -цаться и, преодолевая усилие пружины13, устанангливается н крайнее верхнее положение. При давлении н полос -тях 3 и 12, определяемом площадьюпоршня 10 и усилием пружины 13, поршень 10 выходит иэ контакта с втулкой 11 и клапаном 19, который входитв контакт со своим седлом 20, приэтом клапан 15 отходит от своего седла 14, и среда поступает через канал16 в первую полость 3, воздействуяна поршень б, который перемещается внаправлении перекрытия седла 4 клапаном 5, Б установившемся режиме заданное выходное давление поддерживаетсяза счет автоматического регулированияпроходного сечения между клапаном 5и седлом 4,Динамическая устойчивость регулятора и качество переходных процессовпри умеренных возмущениях обеспечиваются реакцией на выходное давлениепоршня 6, механически связанного склапаном 5, причем н качестве задатчика усилия на поршне б используетсядавление среды н полости 13, а ноэ155049 можцые колебания давления н этой полости при изменении температуры средыили сравнительно медленных измененияхее объема компенсируются перетечкамисреды между клапаном 19 и его седлом,возможность которых обеспечена гарантированной негерметичцостью соединения клапана 14 и седла 20 при их 10 контакте.При резких уменьшениях расходов среды или увеличениях входного давления зазор между седлом 4 и клапаном 5 автоматически резко уменьшается.Однако движению поршня 6 оказывают сопротивление увеличивающееся давление в полости 18 и уменьыающееся давление в полости Я,как следствие изменения их объемов. Давление в полостях 24 и 27 остается практически 15 неизменным,При некотором перепаде давлений ЕР на первом разделительном поршнеТ 26, определяемом как ЬР, = - -, поршень 26 переместится, открывая канал38, и избыточная среда иэ полости 28 и 18 начнет перетекать н первую полость 8. Отрицательное воздействие увеличивающегося в полости 18 и уменьшающегося в полости давлений в основном исключается, обеспечивается быстродействие устройства и улучшение качества переходных процессов в указанных режимах. 35С увеличением исходного объема полости 8 увеличивается время ее опоражнивания через дроссель 9 и замедляется реакция устройства на понижение выходного давления, 40Поэтому н условиях ограниченности объема полости 8 и более значительных 5 бканалы 39, 34 и 40 перетечет н ыходцую полость.При значительном объеме выходнойполости возрастание выходного давления как по величине, так и но вРемени будет ограничено, ходя из-за вторичности срабатывания второго разделительного поршня (после иернотопоршня) оно будет большим, чем н режимах, когда достаточно срабатываниятолько первого разделительного поршня,Последовательность срабатыванияпорыней определяется условием А Р, с Ь РТгилис , откуда справедливо соотГношениеТ, Г--с 1,Т Г,При сбросе давления со входа и выхода регулятора поршень 31, сжимаяпружину 37, перемещается, канал 39открывается, Давление из полости 18(за исключением остаточного Р ), а сним вместе через обратный клапан 21и из полости 24 сбрасывается черезканал 39. Затем по мере дальнейшегоопоражцинания полости 24 через отжатый клапан 19 (при ограниченном притоке через дроссель 25) начинает срабатывать первый разделительный поршень 26 и через открытый канал 38среда из полости 8 перетекает н полость 18 и, повторно отжимая поршень31, дренируется, Остаточное незначительное количество среды дренируетсячерез дроссели 9 и 25, Регулятор эакороткое время после сброса давлениясо входа и выхода принимает положение готовности для последующего нклю -чения н работу,и ускоренных уменьшениях расхода газаили увеличениях входного давления эффект от Форсированного заполнения по- п 5лости 8 может оказаться недостаточным. В таких переходных режимах канал 38 остается открытым и давлениев полостях 8 и 18 может превьппать выходное давление за счет усилия пружины клапана 5. При достижении этого Регулятор давления газа по авт,сн.й 1418667, о т л и ч а ю щ ц й с я тем, что, с целью повьппеция быстродействия за счет улучшения качества переходных процессов, между третьим клапаном и третьей полостью установлен выходом в третью полость обратный клапан, образующий между сноим седлом и седлом третьего клапана четвертую полость, сообщенную дросселем с третьей полостью, введен первый разделительный порыень, образующий во втулке пятую ц ыестую полости, сообщенные .соответственно с четвертой и третьей 55 второй разделительный поршень 31 переместится от торцовой поверхности втулки 11, ц избыток среды из полости 13 через каеал 35, полость 33,Тапревьппения на величину ЬР -. - , - ,2 Формула иэобретецп я1550495 Полостями, и второй разделительныйПоршень, образующий во втулке седьмуюи восьмую полости, сообщенные соответственно с выходной и третьей полостями, в пятой и седьмой полостях.установлены связанные с разделительн 1 ыми поршнями соответственно перваяи, вторая пружины сжатия,.причем первый и второй разделительные поршниустановлены с возможностью перекрытия каналов, сообщающих соответственно шестую полость с первой полостью и восьмую полость с седьмой полостью, а площади разделительныхпоршней и усилия связанных с нимипружин находятся в соотношенииТ Га--1,Т,.Г,где Т, Т - усилия первой и второйпружин;Г, Г - площади первого и второго разделительных поршней,1 О Составитель И,МузыченкоРедактор И. Сегляник Техред А,Кравчук Корректор Т.Палий Заказ 272 Тираж 649 Подписное ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5