Регулятор давления газа

Союз Соаетскик СОциалистическим Республик(22) Заявлено 12. 05. 78 (21) 2617031/18-24,рм ц 2 6 050 16/10 с присоединением заявки М -Государстеекиый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА Изобретение относится к областипневмоавтоматики и может быть использовано в различных отраслях промышленности и транспорта для понижениядавления рабочей среды в пневматических системах и поддержаниявеличиныпониженного давления с высокой точностью,Известен регулятор давления газа,состоящий из корпуса с входным и выходным каналами и седла предохранительного и регулирующего клапанов счувствительным элементом поршневоготипа, снабженным каналом для сбросаизбыточного давления )1) . 15Недостатком известного регуляторадавления является невысокая точностьрегулирования при больших выходныхдавлениях и расходах газа и сложностьпроверки функционирования (настройки)20предохранительного клапана. Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является регулятор давления газа, содержащий 25 корпус с входным и выходным каналами в котором установлены регулирующий и. предохранительный клапаны, связанные с подпружиненным чувствительным элементом, выполненным в виде поршня И 30 Недостатком известного регулятора является сложность эксплуатации, заключающаяся в трудности проверки функционирования (настройки) предохранительного клапана. Для проверки срабатывания предохранительного клапана необходимо перекрыть входной канал, а в полость выходного канала подать от другого регулятора газ с давлением, равным давлению настройки клапана. При этом седло и чувствительный эпемент под воздействием поданного давления должны разойтись настолько, что предохранительный клапан отойдет от дополнительного седла, сообщив полость выходного канала с дренажной полостью. По выходу газа из дренажных каналов судят о срабатывании предохранительного клапана. Давление срабатывания клапана показывает при этом измерительный прибор, подсоединенный к полости выходного канала.Такая настройка (перенастройка) предохранительного клапана регулятора требует отсоединения его от системы, дополнительного регулятора, измерительных приборов, что требует специального стенда. Все это существенно усложняет эксплуатацию устройства.Цель изобретения - упрощение на стройки регУлятора давления газа.Цель достигается тем, что он содержит переключающее устройство, а поршень выполнен двухступенчатым, причем полость между его ступенями и корпусом соединена через переключающее уст 5 ройство с полостью выходного клапана и с атмосферой.Площадь дополнительной ступени чувствительного элемента превышает суммарную эффективную площадь чувствительного элемента и поршневого седла на величину, на которую давлейиена выходе устройства должно быть больше рабочего, чтобы предохранительный "клапан открылся. если, например, пре -дбхранительный клапан должен открыться при превышении давления в полостивыходного клапана над рабочим на 15то площадь дополнительной ступеничувствительного элемента должна сос Отавлять 15 от суммарной эффективнойплощади чувствительных элементов,При открытии переключающего устройства полость выходного канала сообщается с полостью между ступейямипоршня и корпусом. Газ при рабочемвыходном (низком) давлении поступаетв полость между ступенями поршня икорпусом. В этом случае эффективнаясуммарная площадь, чувствительных элементов увеличивается на 15, что ЗО ,эквивалентно повышению давления в полости выходногоканала на 15. Приэтом .под воздействием увеличивающейся силы давления чувствительный элементотойдет от предохранительного клапана, 35 "между клапаном и допблйительййм седлом образуется щель:, черЕз которую -"газ будет поступать к дрейажййм каналам, что будет свидетельствовать оботкрйтйи предохранйтельного клапана, 40т.е. его нормальном функционировании., При закрытии запорного устройстваполость между ступейями поршня и корпусом.разобщается от полости выходно-го канала регулятора и сообщается сатмосферой. Сила давления на чувствительный элемент уменьшается, он поддействием своей пружины приближаетсяк седлу, клапан садится йа дополнительное седло в чувствительном элементе, сброс среды прекращается.Проверка функционирования предохранительного клапана проводится безотключения устройства, без специального стенда, без дополнительных регуляторов, чем существенно упрощается 55настройка регулятора давления газа.На чертеже схематично изображенописываемый регулятор давления газа,продольный разрез.Пневматический регулятор(агрегат) 4 щсостоит из корпуса 1 с входным 2 ивыходным 3 каналами, нагруженных пру"жинами 4 и 5 и выполненных в нидепоршней седла 6 ичувствительного элемента 7,"вйпблненйого ввиде двух-"ступенчатого поршня, полость 8 междукоторыми сообщена с полостью выходного канала, регулирующего клапана9 с пружиной 10, связанного посредством толкателя 11, проходящего черезканал 12 седла, с тарелью 13 предохранительйого клапана, перекрывающей канал 14 дополнительного седла 15,выполненного в двухступенчатом поршне 7. Пружины 4 и 5 закрыты соответственно стаканами 16 и, в которыеввернуты регулирующие винты 18 и 19,служащие дляизменения сжатия контактирующих с нимй через тарели 20 и 21 .пружин. В стакане 17 выполнены дренажныеканалы 22 для сброса газа в атмосферупри срабатывании предохранительногоклапана,Двухступенчатый поршень 7 имеет дополнительную ступень 23, полость между ступенями которого и корпусом 24сообщена через переключающее устройство 25 с полостью выходного канала 3через полость 8. Площадь дополнительной ступени 23 двухступенчатого поршня 7 составляет 10-20 от суммарнойэффективной площади элемента 7 и седла б, т.е. равна требуемому по нормативным документам превышению давления в системе, при котором долженсрабатывать (открываться) предохранительный клапан.Регулирующий клапан 9 с пружиной10 размещен н центральном гнезде 26седла б, сообщенном каналами 27 скольцевой проточкой 28 на цилиндрической поверхности седла между его уплотнительными манжетами. Полость кольцевой проточки 28, в свою очередь,сообщена с полостью входного канала 2.Работает агрегат следующим образом.В исходном положении пружины 4 и5 винтами 18 и 19 сжаты, седло б подвоздействием пружины 4 занимаеткрайнее нижйее положение у ограничителя корпуса, двухступенчатый поршень 7 под действием пружины 5 поднятмаксимально вверх. Тарель 13 предохранительного клапана пружиной 10 черезклапан 9 и толкатель 11 прижата к дополнительному седлу 15, канал 14 которого перекрыт, дренажные каналы 22разобщены от выходных полостей 3 и 8регулятора. Регулирующий клапан 9пружинами 4 и 5 через элементы 6,7,13,11 отжат от сноего седла, полостьвходного канала 2 через кольцевуюпроточку 28, каналы 27,12 полость 8сообщена с полостью выходного канала 3.Переключающее устройство 25 закрыто, полость 24 между ступенями двухступенчатого поршня 7 и корпусом сообщена с атмосферой через дренажный канал переключающего устройства 25, полости 8 и 24 разобщены.Гаэ высокого давления подается вовходной канал 2, откуда он попадаетчерез полость проточки 28 и каналы 27 в центральное гнездо 26 седла 6.Газ в цели между регулирующим клапаном 9 и ,седлом б дросселируется и по каналу 12 попадает в полость 8, откуда идет на выход агрегата (в канал 3). Давление в полости 8 повышается, сила его воздействия на седло б и двухступенчатый поршень 7 увеличивается, что приводит к подъему первого вверх, и опусканию второго вниз.Величина щели межцу регулирующим клапаном 9 и седлом б уменьшается. Если выход из агрегата закрыт, то при определенном давлении в полости 8 (давление настройки в "статике") клапан 9 герметично перекроет седло, пе рекрыв канал 12. Тарель 13 клапана прижата к дополнительному седлу 15 давлением газа в полости 8.При отборе газа в объем за агрегатом выходное давление и сила его воз О действия на седло б и чувствительный элемент 7 снижаются. Это приводит к открытию клапана 9 и дросселированию газа в образовавшейся щели между регу- лирующим клапаном 9 и седлом б. 25Давление в полости 8 снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему агрегата, устанавливается динамическое равновесие, соответствую.ЗО щее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.При повышении давления в выходной З 5 полости регулятора регулирующий клапан 9 садится на седло, перекрывая канал 12 и разобщая входную и выходную полости. Если по какой-либо причине давление на выходе будет дальше повышаться, то это приведет также к дальнейшему перемещению седла б вверх и чувствительного элемента 7 вниз. При давлении в полости 8 регулятора, равном давлению срабатывания предохранительного клапана, тарель 13 оторвется 45 от дополнительного седла 15, и иэбыточ ное давление газа по каналам 14 и 22 сбросится в атмосферу. При восстановлении на выходе агрегата рабочего цавления седло б опустится вниз, а 5 О двухступенчатый поршень 7 поднимается вверх, Тарель 13 сядет на дополнительное седло 15, перекрыв его канал и разобщив, тем самым, выходную и дренажные магистрали регулятора. 55Проверка функционирования предохранительного клапана агрегатаосуществляется следующим образом.При рабочем давлении на выходе ре.гулятора(при отсутствии расхода газа),6 О открывают переключающее устройство 25.При этом полость 24 между ступенями двухступенчатого поршня 7 разобщается от атмосферы и сообщается с выходной полостью 8 регулятора. Газ под рабочим давлением поступает в полость 24, сила давления газа на двухступенчатый поршень 7 увеличивается. Это увеличени силы давления на двухступенчатый поршень 7 эквивалентно повышению давления в выходной полости арегата по давленив открытия предохранительного клапана.Под действием возросшей силы давле" ния двухступенчатый поршень 7 переме-, щается вниз до отрыва седла 15 от тарели 13, между которыми образуется щель, в которую устраивается газ и по каналам 14 и 22 стравливается в атмосФеру. По выходу газа из дренажных каналов 22 при открытии переключающего устройства 25 судят о работоспособности предохранительного клапана агрегатаПосле этого переключающее устройство 25 закрывают. Газ из полости 24 поступает в атмосферу, сила давления газа на двухступенчатый поршень умень-. шается, он под действием пружины 5 поднимается вверх, прижимаясь дополнительнйм седлом 15 к тарели 13.Канал 14 перекрывается, сброс среды прекращается. По прекращению выхода . газа иэ каналов 22 судят о закрытии предохранительного клапана.Переключающее устройство 25 может быть выполнено с ручным ии дистанционным (электрическим или пневматическим) управлением, может быть выполнено отдельным узлом или в корпусе 1 регулятора давления.Предлагаемый регулятор давления газа обеспечивает воэможность проверки работоспособности предохранительного клапана без отключения (отсоединения) регулятора от системы, без необходимости в повышении давления в системе. Все это существенно упрощает настройку регулятора давления. Описываемый регулятор газа обеспечивает возможность принудительного открытия предохранительного клапана.Формула изобретенияРегулятор давления газа, содержащий. корпус с входнь 1 м и выходным кана"лами, в котором установлены регулирующий и предохранительный клапаны, связанные с подпружиненным чувствительным элементом, выполненным в видепоршня, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения настройки регулятора, он содержит переключающее устройство, а поршень выполнен двухступенчатым, причем полость между егоступенями и корпусом соединена черезпереключающее устройство с пблостьювыходного канала и с атмосферой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 464745, кл. С 05 О 16/10, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 181932, кл. С 05 О 16/10, 1964 прототип).