Регулятор давления газа

(51) 5 6/ лизиасхо" Изобретен строению и м системах пне го регулиров также в хром литических и ния давления зируемых газдах. регулятора еталей, уст ом элементе о ию тонности мости выходноия пространстГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫ 7ПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское, свидетельство СССР И 981953, кл. С 05 В 16/06, 1982,Авторское свидетельство СССР К 1290275, кл, С 05 И 16/06, 1987. (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА (57) Изобретение относится к прибо " ростроению и может быть использовано в системах пневмоавтоматики,где требуется точное регулирование давления газа, а также в хроматографах и газоанализаторах для регулирования давления газов-носителей и ана руемых газов при особо малых р ю/ е относится к приборожет быть использовано в моавтоматики для точнония давления газа, а тографических и газоанаиборах для регулирова" . газов-носителей и аналив при особо малых расхоения газа, м и ыходановленной ембранныйестким цен- ибкой труб" стко приИзвестен регулятор давл содержащий корпус с входны ным каналами, крышку с уст в ней пружиной поджатия, м чувствительный элемент с ж тром, сопло, соединенное г кой с входным каналом и же дах. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулятора, Регулятор давления содержиткорпус с входным и выходными каналами, крышку с установленной в ней пру"жиной поджатия и регуЪировочный винт,мембранный чувствительный элемент,элемент положительной обратной связи и установленный во входной камере фильтр механических частиц. Новоев регуляторе - введение элемента по-.ложительной обратной связи, выполненного в виде дополнительной мембраныс установленным наней стаканом ссоплом, введение входной камеры, образованной дополнительной мембранойи стенкой корпуса и соединенной ссоплом и входным каналом, а также установка фильтра механических частицво входной камере. 1 ил. крепленное тягами к чувствительному элементу, заслонку, выполненную в ви де дополнительной вялой мембраны.Чувствительныйэлемент, корпус и заслонка образуют три газовых камеры " входную, сообщенную с входным каналом, выходную, сообщенную с выходным каналом, и регулирующую, сообщенную .отверстиями в корпусе с входной камерой 1 1 .Недостатками этогоявляются большая масса ленных на чувствител что приводит к пониж регулирования и зави го давления от изменвенного положения регулятора, боль"шой объем газовых камер, большое время установления давления. при переходе от одного к другому задаваемому,значению особенно при малых расходах,5большая трудоемкость настройки, связанная с многократной подстройкойзазора между соплом и заслонкой,сборкой, разборкой и проверкой регулятора.Прототипом предложенного изобретения является регулятор давления газа,содержащий корпус с входным и выходным каналами, установленный в немчувствительный элемент в виде вялоймембраны, регулирующий орган типасопло-заслонка, сопло которого выполнено в торце стакана, а заслонкой является центральная часть вялой мембраны, контактирующая с регулируемымупором, в торцовой части которого выполнено углубление, пружину поджатия,расположенную в крышке и связанную свялой мембраной через толкатели и 25опорное кольцо. Стакан с соплом соединен гибкой трубкой с входным канарам и,подпружннен к мембране 2.Недостатком этого регулятора является то, что жесткость гибкой труб- ЗОки влияет на точность регулирования,а также необходимость достаточно боль"шого объема для ее размещения в регулирующей камере регулятора, что ухуд"шает его быстродействие.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулятора.Сущность изобретения заключаетсяв том, что в регулятор давления газа., содержащий корпус с входным и выходным каналами, установленный в немчувствительный элемент в виде вялоймембраны, регулирующий орган типасопло-заслонка, сопло которого выполнено в торце стакана, а заслонкой является центральная часть вялой мембраны, контактирующая с регулируемымупором, в торцовой части которого выйолнено углубление пружину поджатия,расположенную в крышке и связанную свялой мембраной через толкатели иопорное кольцо, введен элемент положительной обратной связи, выполненный ввиде дополнительной мембраны, связанной со стаканом и образующей с корпусом входную камеру, сообщенную с соплом и входным каналом, а с корпусом ивялой мембраной " расходную камеру,сообщенную с соплом и выходным каналом. Кроме того, во входной камере установлен фильтр механических частиц.На чертеже показана схема предла" гаемого регулятора давления газа. фРегулятор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, крышку 4, в которой:установлена пружина поджатия 5 и регулировочный винт 6, Между корпусом 1 и крышкой 4 установлен мембранный чувствительный элемент 7 в виде вялой мембраны. С верхней стороны мембраны 7 в перего"родке крышки 4 установлен регулируемый упор 14, упирающийся нижним торцом в мембрану 7 и имеющий полость 15. К мембране 7 с верхней стороны прижато опорное кольцо 16, между которым и пруниной 5 в отверстиях перегородки установленытолкатели 17. Снижней стороны к мембране 7 прижатстакан 8 с соплом 9, .установленный спомощью ввертной полой гайки 11 на дополнительной мембране 10, установленной в .корпусе 1.Дополнительная мембрана 10 с установленным на ней стаканом 8 с соплом 9 образуют элемент положительной обратной связи.Расходная камера 12 расположена в корпусе 1 между мембранами 7 и 1 О и сообщена с выходным каналом 3. Дополнительная мембрана 1 О и стенки корпуса 1 образуют входную камеру 13,сообщенную с входным каналом 2 и соплом 9, Во входной камере 13 установлен фильтр 18 механических частиц.Регулятор работает следующим образом. Газ высокого давления через входной канал 2, фильтр 18 и гайку 11 поступает на сопло 9, В регулируемом зазоре менду выходным отверстием сопла 9 и центральной частью мембраны 7 давление газа понижается, газ поступает в расходную камеру 12 и воздействует на нижнюю часть мембраны 7, прогибая ее в сторону опорного кольца 16 и регулируемого упора 14. Прогибаясь, мембрана 7 охватывает торец регулируемого упора 14 и натягивается на нем, создавая идеальную поверхность заслонки. Из расход" ной камеры 12 газ пониженного давления поступает в выходной канал 3.Поступая во входную камеру 13, газ высокого давлений прогибает до" полнительную мембрану 10 в сторону мембраны 7 и надежно прижимает к5 17161 мембране 7 стакан 8, исключая необходимость использования поужины поджатия.На чувствительном элементе - мембране 7 уравновешиваются усилия, соз-. даваемые по обе стороны мембраны, На нижнюю сторону мембраны 7 действует усилие, создаваемое давлением газа в расходной камере 12, и усилие, соз даваемое разностью давлений газа во входной камере 13 и расходной камере 12 на дополнительную мембрану 10, которое через стакан 8 передается на ,мембрану 7.15На верхнюю сторону мембраны 7 действует усилие, создаваемое пружиной поджатия 5, передаваемое на мембрану 7 через толкатели 17 и опорное кольцо 16, При уравновешивании мембрана 7 прогибается и перемещает стакан 8, прогибая дополнительную мембрану 10 и изменяя зазор между выходным отверстием сопла 9 и центральной частью мембраны 7, натянутой на торце регулируемого упора 11, и обеспечивая ста- билизацию перепада давления на исполнительном органе. Выходное давление регулятора зависит от усилия предварительного поджатия пружины 5 регули-. ровочным винтом 6. С помощью регулируемого упора 14 производится настройка зазора между соплом и заслонкой, причем его расположение за пределами газовой полости регулятора позволяет . производить настройку без разборки35 регулятора и в процессе его работы. В зависимости от необходимого расхода газа регулируемым упором 14 устанавливают зазор между соплом и заслонкой,4 О при малых расходах устанавливают минимальный зазор.Полость 15 на торце регулируемого упора предохраняет поверхность мембраны от продавливания канавок при уплотнении соплом и улучшает натяжение мембраны.Элемент положительной обратной .связи, выполненный в виде дополнительной мембраны 10 со стаканом 8 и соплом, 9 абеспечивает снижение пульсаций дав-: ления на выходе при скачкообразных кратковременных изменениях входного давления, т.к. мембрана 10 воспринимает эти изменения и, прогибаясь,:изменяет зазор между соплом и заслонкой. При медленных изменениях входного давления за счет прогиба мембраны 10 и передаци изменений усилия на мембрану 7 быстрее устанавливается уравновешивание чувствительного элемента,Поскольку при уравновешивании чувствительного элемента прогиб мембраны 7 составляет доли миллиметра, объем расходной камеры может быть минимальным и определяется в основном эоементами крепления дополнительной мембраны 10.Для повышения надежности работы регулятора иточности регулирования во входной камере 13 установлен фильтр механических частиц, который может быть выполнен .в виде сетки, ткани, металлокерамики или фильтрую- щего волокна.Предложенный регулятор давления газа реализован в виде макета и испы" тан в сравнении с базовым объектом и макетом прототипа по авт.св. У 1290275.В качестве базового объекта может быть использован стабилизатор давления газа СДГДБГ 5.123.008 по авт. св, М 981953, применяемый в хроматографических анализаторах АХП Проведенные испытания показали, цто предложенный регулятор имеет в 2 раза меньшую погрешность регулирования, более чем в 1,5 раза меньшее время установления заданного давления.Испытания проведены на водороде при расходах 50 и 100 смз/мин и вход" ном давлении 5 кг/см 2.Результаты испытаний приведены в таблице.Предлагаемый регулятор планируется использовать, в газоаналитических приборах и хроматографах, выпускаемых заводом "Севкавэлектроприбор"Формула изобретения1. Регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходным каналами и установленные в нем чувствительный элемент в виде вялой мембраны, регулирующий орган типа соплозаслонка, сопло которого выполнено в торце стакана, а заслонкой является центральная частьвялой мембраны, контактирующая с регулируемым упором, в торцевой части которого выполнено углубление, а также пружину поджатия, связанную с вялой мембраной через толкатели, и опорное кольцо, о т л ич а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения точности и быстродействия1716493 Макет Макетрегулятора по авт.св. У 12902750,6 0,2 0,2 1,0 п,5 0,2 2,5 2,0 1,5 3,8 2,5 2,0. 0,3 0,2 0,2 1,0 0,4 0,2 3,514 0,5 1,1 регулятора, в него введен элемент положительной обратной связи, выполненный в виде дополнительной мембраны,связанной со стаканом и образующей скорпусом входную камеру, сообщеннуюс соплом и входным каналом, и с корпусом и вялой мембраной расходную Характеристика регулятора давления .газаПогрешность регулирования, Ф при расходе 100 смз/мин и Рць кг/см 220,5Погрешность регулирования, 3 при расходе 50 смз/мин и Р, кг/смЦ20,5Время, мин,установления давления на выходе при измененииР, =2 кг/см 2Р 8,=0,5 кг/см 2при расходах, смз/мин 10050 камеру, сообщенную с соплом и с выходным каналом,2. Регулятор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что во вХодной ка" мере установлен Фильтр для механичес- ких частиц,