Регулятор давления

)5 6 05 0 16/1 ПАТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕНЮ ВЕДОМСТВО ССС ГОСПАТЕНТ ССС ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РС КОМУ ЕТЕЛЬСТ 8 К вмоармание облаегулятор рвай 2 и ующими язанные ьном ко(21) 4869685/24(72) В,А.Горбунов и Н;А.Володин56) Авторское свидетельство СССР% 348807, кл, 6 05 О 16/10, 1971,(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к пне туре, Цель изобретения - расшире сти применения регулятора, Р давления состоит из корпуса 1 с пе второй 3 перегородками, образ входную 4 и выходную 5 полости, св каналом 9, выполненным в централ1 Р ническом теле 16, и полость с чувствительным элементом - поршнем 10, делящим ее на камеру 11 управления, и камеру 12 обратной связи, соединенную с выходной полостью 5, который связан с запорным элементом 18, образующим с каналом 9 сверхзвуковое сопло с центральным телом, причем запорный элемент содержит два профильных участка: верхний 20, регулирующий площадь критического сечения сопла, нижний 22, регулирующий выходное сечение сопла по определенным законам, Зв перегородкой 3 выполнены отверстия 14, соединяющие выходную полость 5 с атмосферой, на.которых установлены обратные клапаны 15. 2 ил.Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в системах газоснабжения,Целью изобретения является расширение области применения регулятора,На фиг,1 схематично представлен описываемый регулятор давления; на фиг.2 - профили запорного элемента.Регулятор состоит из корпуса 1 с первой 2 и второй 3 перегородками, образующими входную 4 и выходную 5 полости, причем последняя выполнена в виде нескольких последовательно образующих ее полость участков, начиная с сужающегося приемного конфузора 6, цилиндрической камеры 7 смешения и расширяющегося выходного диф-. фузора 8, соединенные между собой профилированным каналом 9, расположенным в перегородке 3, разделяющей входную и выходную полости, В корпусе 1 имеется рабочая полость, в которую помещен чувствительный элемент 10 в виде поршня, разделяющий эту полость на камеру 11 управления и камеру 12 отрицательной обратной связи, соединенную с помощью тру- бопровода 13 с выходной полостью, В корпусе за перегородкой 3 выполнены отверстия 14, соединяющие выходную полость с источником газа низкого давления (или с атмосферой), на которых установлены обратные клапаны 15. Перегородка 3 имеет центральный конический выступ 16, в теле .которого выполнен профилированный канал 9, Выступ выполнен таким образом, что между участком корпуса за отверстиями 14, который имеет внутреннее сужение, плавно переходящее в поверхность приемного конфузора 6, и в нижней боковой поверхности выступа 16 образуется кольцевое сужающееся сопло 17, через которое эжектируемый газ. входит в выходную полость. Поршень чувствительного элемента 10 связан с. запорным элементом 18, выполненным в виде последовательно образующих его тело участков, начиная с цилиндрического участка 19, переходящего уступом в верхний профильный участок 20 выпуклой формы с уменьшающимся диаметром, который плавно . переходит в цилиндрический участок 21, конец которого является началом нижнего профильного участка 22 выпуклой формы с уменьшающимся диаметром, который плавно переходит в аэродинамический наконечник 23, плавно сводящий профиль к нулю, Запорный элемент 18 совместно с профилированным каналом 9 образуют сверхзвуко- вое сопло с центральным телом,Верхний профильный участок 20 и нижний профильный участок 22 выполнены таким образом, чтобы на рабочем ходе10 где 1 р - площадь сечения камеры смешения, м;0 1 р- площади кольцевого критического сечения,м 2Рр - полное давление рабочего потокаво входной полости, Па;Р - полное давление смешанного пото ка в выходной полости, Па;О - коэффициент зжекции;о, - значение газодинамической функции относительной плотности потока на выходе камеры смещения,0 и закон изменения отношения площадикольцевого выходного сечения сопла, образованного поверхностью нижнего профильного участка 22 и выходным сечением профилированного канала 9, к площади 5 кольцевого критического сечения сопла, выраженный формулой 2 1 Цр 1 дь кольцевоыходного се 45 50 55 поршня чувствительного элемента 10, исходя из условия обеспечения постоянного коэффициента эжекции и давления смешанного потока в выходной полости, обеспечивались следующие закономерности. закон изменения отношения площади проходного сечения камеры 7 смешения к площади кольцевого критического сечения сопла, образованного поверхностью верхнего профильного участка 20 и входного сечения профилированного канала 9, выраженный формулой. где 1 р 1 - плОЩа го вчения;цр 1 - значение газодинамической функции относительной плотности потока на выходе из канала 9 в выходную полость,В камере 12 между ее стенкой и поршнем чувствительного элемента 10 установлена пружина сжатия 24,Регулятор работает следующим образом,При отсутствии управляющего давления в камере 11 под действием пружины 24запорный элемент 18 уступом между цилиндрическим участком 19 и верхним профильным участком закрывает канал 9. Приподаче в камеру 11 управления управляющего давления поршень 10 и связанный сним запорный элемент 18 поднимаются,обеспечивая проход газа высокого давлеРс Рсз 40 тР 1 1 ж РР 145 50 55 ния в канал 9 и через него в выходную полость 5.На выходном срезе сопла, образованного каналом 9 и телом запорного элемента18, образуется пониженное статическоедавление газа по сравнению с давлениемстороннего газа на входе в отверстия 14,благодаря чему происходит подсос стороннего газа через открытые обратные клапаны15. Давление газа иэ выходной полости 5через трубопровод 13 передается в камеру12 отрицательной обратной связи.Для каждого значения входного давления всякое повышение давления на выходеи соответственно в камере обратной связиведет к уменьшению степени открываниякритического сечения канала 9, к уменьшению расхода рабочего газа и снижению давления на выходе регулятора, а любоеуменьшение давления на выходе и соответственно в камере 12 - к увеличению степениоткрывания критического сечения канала 9- к увеличению расхода газа и повышению .давления на выходе регулятора, При устойчивой работе регулятора поршень 10 автоматически устанавливается в положение,соответствующее условию равновесия приложенных к нему внешних сил, и определяет при помощи связанного с ним запорного.элемента соответствующие пропорции плорз, Р 1щадЕй ПрОХОдНЫХ СЕЧЕНИЙ - Рз; Р 1, КО жжторые обусловливают заданныйкоэффициент эжекции. На выходе регулятора устанавливается давление, определяе-.мое управляющим давлением,При изменении значения входного давления происходит автоматическая перестройка и поршень 10 занимает следующее равновесное положение, которому соответрз Р 1 ствуют значения пропорции - р; Р 1жжопределяющие заданйые коэффициент эжекции и выходное давление. При значительном уменьшении отбора газа с выхода регулятора (стоп-режим) статическое давление на выходном срезе канала 9 становится выше давления стороннего газа на входе в заборные отверстия 14, обратные клапаны 15 закрываются, предотвращая утечку газа из редуктора через заборйые отверстия,Формула изобретения Регулятор давления, содержащий корпус, разделенный первой и второй перегородками на входную и выходную полости и рабочую полость с установленным в ней чувствительным элементом, связанным с запорно-регулирующим элементом и делящим эту полость на камеру управления и камеру отрицательной обратной связи, соединенную с выходной полостью, которая сообщена с входной полостью через камеру смешения, и профилированный канал, в котором расположен запорно-регулирующий элемент и который выполнен в теле центрального конического выступа первой перегородки, образующего е боковой поверхностью выходной полости кольцевое 15 Сопло переменного сечения, в верхней части которого выше среза центрального конического тела расположены отверстия подсоса, закрытые обратными клапанами прямого действия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 20 что, с целью расширения области применения регулятора, запорно-регулирующий элемент выполнен в виде последовательно образующих его тело верхнего и нижнего профилированных участков, расположенных в профилированном канале центрального конического выступа и образующих с ним сверхзвуковое сопло с центральным телом, причем верхний профилированный участок с входным сечением канала образует регулируемое кольцевое критическое сечение сопла, а нижний профилированный участок с выходным сечением канала - регулируемое кольцевое выходное сечение сопла, площади которых и площадь сечения камеры смешения удовлетворяют условиям где 1 рз - площадь сечения камеры смешения, м;1 рж - площадь кольцевого критического сечения,м 2;Рр - полное давление рабочего потока во входной полости, Па;Рс - полное давление смешанного потока в выходной полости, Па;О - коэффициент эжекции;0- характерное отношение теплосодержаний;рз - значение газодинамической функции относительной плотности потока на выходе камеры смешения;1 Р 1 - площадь кольцевого выходного сечения;1807469 Уи 2 оставитель В.Горбунехред М,Моргентал актор орректор С,Патрушева Заказ 1380 Тираж ПодписноеВНИ 1 ПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ ССОР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. Ор 1 - значение газодинамическойфункции относительной плотности потока на выходе из канала в выходную полость,