Газовый редуктор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик 1 ц 809101(51) М. Кл.з б 05 Р 16/10 Гооударстаенинй комитет СССР по делан изобретений и открытийОпубликовано 28.02.81. Бюллетень8 Дата опубииликования описания 10.03.81 1)1 с("т.: /ь. ," ;(54) ГАЗОВЫИ" РЕДУКТОР Изобретение относится к пневмоарматуре и может быть использовано в пневмосистемах. По авт. св.690454 известен газовый редуктор, состоящий из корпуса с седлом, в котором размещены регулирующий клапан и поршень, выполненный ступенчатым и образующий между ступенями и корпусом пневмополость, связанную с выходной полостью через клапанное устройство, размещенное в поршне, которое открыто при исходном положении поршня за счет контактов с корпусом и закрыто пружиной при рабочем положении поршня. Кроме того, в редукторе имеется дополнительный чувствительный элемент, связанный с подпружиненным клапаном, дифференциальный поршень и разделительный клапан с жестким упором, причем полость дополнительного чувствительного элемента связана через разделительный клапан, который размещен в поршне основного чувствительного элемента, с выходной полостью и с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным поршнем, установленным между регулировоч ной пружиной и основным чувствительным элементом и соосно с ним, а полость, образованная большей ступенью дифференциального поршня и корпусом, соединена с атмосферой 11.Указанный редуктор компактен и имеетвысокую точность регулирования давления, но его надежность, особенно при продолжительных рабочих циклах, может оказаться недостаточной. Это связано с тем, что при посадке клапана на седло пневмополость становится замкнутой и для сохрав нения давления в полости требуется идеальная герметичность разобщения ее с атмосферой. Однако все известные уплотнения, и особенно уплотнения подвижных элементов, нулевую негерметичность не обеспечивают.Известные уплотнения, состоящие изпоследовательно размещенных уплотнительных элементов, повышают герметичность соединения, но полной герметичности полостей не обеспечивают. Кроме того, про 2 о никающая между последовательными уплотнительными элементами среда остается на длительное время после окончания рабочего цикла. При этом непроизводительно используется рабочий ресурс уплотнений.809101 45 50 55 Цель изобретения - повышение надежности газового редуктора.Поставленная цель достигается тем, что редуктор содержит уплотнители основного поршня, зоны между которыми связаны с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным поршнем.На чертеже приведена принципиальная схема редуктора.Газовый редуктор состоит из корпуса 1 с седлом 2, перекрываемым клапаном 3, Выходная полость 4 сообщается с проточной 10 полостью 5 каналами 6 и 7 через подпружиненный клапан 8 с седлом 9, приводимым дополнительным чувствительным элементом (поршнем) 10, который образует с корпусом 1 полость 11 дополнительного чувствительного элемента. Основной поршень 12 является основным чувствительным элементом, пневмополость 13 между . ступенями сообщена в исходном положении поршня с выходной полостью через седло 14, перекрываемое клапаном 15 при рабочем положении поршня. Разделительный клапан 16, размещенный в поршне 12, служит для перекрытия канала 6, когда пневмополость 13 открыта, и открытия канала, когда клапан 15 перекроет седло 14, Это условие выпол 25 няется при соответствующем соотношении зазора А и зазора Г между разделительным клапаном 16 и жестким упором 17. Дифференциальный поршень 18 передает воздействие регулировочной пружины 19 на основной поршень 12 и обеспечивает передачу З 0 корректирующего воздействия на основной поршень 12 переменного давления через кольцевую площадь В. Пружина 20 обеспечивает усилие на дополнительном чувствительном элементе 10, соответствующее требуемому выходному давлению. Переменное з 5 давление на п,лощади В через основной поршень 12 передает так же свое корректирующее воздействие и на выходное давление в полости 4. Канал 21 соединяет полость 22, образованную большей ступенью дифференциального поршня и корпусом, с атмосферой, чем исключается рост давления в полости 22 при утечках газа через уплотнения и исключаются случаи, когда основной поршень 12 в процессе заполнения пневмополости 13 будет иметь возможность перемещаться только под воздействием клапанной пружины 23. Канал 24 обеспечивает истечение газа из проточной полости 5. Основной уплотнитель 25 и дополнительный уплотнитель 26 основного поршня 12 образуют зону Д, которая сообщена каналами 27 и 7 с проточной полостью 5. Газовый редуктор работает следующим образом.В исходном положении редуктора основной поршень 12 поджат к корпусу 1, пневмополость 13 открыта - клапан 15 отжат от седла 14, канал 6 перекрыт разделительным клапаном 16, клапаны 3 и 8 отжаты от 4седел 2 и 9. Пружина 20 отрегулирована на требующееся выходное давление Рцд редуктора, регулировочная пружина 19 отрегулирована на начальное выходное давление Ьых,н, несколько меньшее давления Рвых, При подаче входного давления газ через кольцевой зазор между клапаном 3 и седлом 2 поступает в выходную полость 4 и через седло 14 в пневмополость 13, при этом давление в полостях возрастает. Когда давление достигает значения Рвых и , то под его воздействием на площадь Б основной поршень 12 начинает перемещаться, а клапан 15 начинает перекрывать седло 14.Зазор между жестким упором 17 и разделительным клапаном 16 выбран таким, что канал 6 может быть открыт только после закрытия пневмополости 13, т, е. после перекрытия седла 14 клапаном 15. Выполнение последнего условия необходимо для того, чтобы газ по каналам 6 и 7 не смог заполнить проточную полость 5 и изменить усилие на основной поршень 12 через дифференциальный поршень 18 во время заполнения пневмополости 13, т. е. в процессе выхода основной линии регулирования на давление Рцх н . При перемещении основного поршня 12 зазор между клапаном 3 и седлом 2 уменьшается, приближаясь к требующемуся рабочему зазору, но остается больше его до тех пор, пока седло 14 не будет перекрыто, а канал 5 не будет открыт. Рабочий зазор устанавливается автоматически в зависимости от величины входного давления, отбора газа от редуктора. Когда разделительный клапан 16 войдет в контакт с жестким упором 17 и откроет канал 6, газ поступает в полость 11 дополнительного чувствительного элемента и через седло 9 и канал 7 в проточную полость 5. Давление на кольцевую площадь В сообщает поршням 18 и 12 некоторое усилие дополнительно усилию регулировочной пружины 19. При этом давление в выходной полости 4 и в полости 11 дополнительного чувствительного элемента так же повышается до величины, определяемой настройкой пружины 20, после чего дополнительный чувствительный элемент 10 начинает перемещаться, а клапан 8 перекрывает седло 9. Доступ газа в проточную полость 5 уменьшается, при этом рост давления в проточной полости 5, а следовательно и в полостях 4 и 11, прекращается. При дальнейшей работе редуктора всякому уменьшению и увеличению давления в полостях 4 и 11 соответствует увеличение и уменьшение зазора между клапаном 8 и седлом 9 и, с учетом истечения газа через канал 24, увеличение и уменьшение давления в проточной полости 5. Это в свою очередь оказывает корректирующее воздействие на подвижную систему редуктора и стабилизирует выходное давление. Значительное опоражнивание пневмополости 13 через уплотнения, разобщающие ее с атмосферой, исключается посредством того, что в зону Д между основным уплотнителем 25 и дополнительным уплотнителем 26 по каналу 27 подведено давление проточной полости 5. При этом имеют место следующие соотношения и процессы.После настройки редуктора основной поршень 12 с одной стороны нагружен давлением Р 4, т. е. давлением выходной 10 полости 4, и с другой стороны - усилием регулировочной пружины 19, усилием от давления Рз среды в пневмополости 13 и усилием от давления Р 5; среды в проточной полости 5. Давление Р 1 з равно начальному 15 выходному давлению Рх,н и меньше рабочего выходного давления Р 4 на величину4-6 рТгде Г 1. - эффективная площадь поршня 12, 20Давление Ру, в зависимости от изменения усилия на подвижной системе редуктора и площади В меняется и теоретически может принимать значения в диапазоне25Как наиболее целесообразные для практики приняты следующие примерные соотношения:025 Р 4 (Рк (06 Р 4 и Рз = 09130Из приведенных соотношений видно, что при полностью герметичном уплотнении основным уплотнителем 25 давление Р задано и остается меньше давления Рц . А случае негерметичности основного уплотните ля 25 будет происходить опоражнивание пневмополости 13, уменьшение усилия от давления Р 13 на основной поршень 12. Давление Р 4 будет стремиться так же уменьшиться но работой дополнительного чувст)40 вительного элемента 10 и затвора 8 с седлом 9 давление Р будет автоматически увеличиваться, компенсируя уменьшение давления Рт 3 Поскольку площадь В меньше площади Г - Б, то возрастание давления Р 5. будет происходить интенсивнее падения давления Рц а именно Р 5 Рбя БВПо мере возрастания давления Р в зонеД опоражнивание пневмополости 13 будетзамедляться и теоретически прекратится приравенстве Р, = Р 1 з .Поскольку Р 5 = Р 3 (Р 4, то для процесса регулирования еще остается запас повозрастанию давления Р 5. При этом теоретически возможное возрастание давленияР приведет к автоматическому уменьшению давления Р 5 и процесс возрастанияР, вследствие негерметичности основного уалотнителя 25 прекратится.Эффективность рассмотренного технического решения повышается в конструкциях, содержащих несколько уплотненийпневмополости,Таким образом, посредством введения доголнительного уплотнителя 26, образующегос основным уплотнителем 25 зону Д, соединенную каналом с проточной полостью 5,исключается чрезмерное опоражниваниепневмополости 13, т. е. надежность газового редуктора повышается. При этом использованы специфические процессы работыредуктора - автоматическое изменение давления Р 5 по мере изменения давлений Рби Р 4.Формула изобретекияГазовый редуктор по авт, св.690454,отличающийся тем, что, с целью повышениянадежности редуктора, он содержит уплот.нители основного поршня, зоны между которыми связаны с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальнымпоршнем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР690454, кл. б 05 0 16(10, 1977 (прототип).Подшис ошко Составитель ЛТехоед Д. БойТираж 951И Государственногоделам изобретенийосква, Ж - 35, РаушПатент, г Ужгор Редактор Н. БутаеваЗаказ 3/55ВНИИПпо113035,Филиал ПП бихина КорректоПодписноомитета СССРоткрытийхая наб., д. 45д, ул. Проектная,