Регулятор давления газа

(53) УДК 621.646,Опубликовано 30.06.81. Бюллетень24Дата опубликования описания 05.07.8 по делам нзввретеннй н открытий72) Авторы изобретения Ю. Качуро акрымо Заявите Донецкое отделение института Гипроуглеавтоматизация А 4) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕ Изобретение относится к регуляторам давления с дистанционным управлением и применяется в тех областях техники, где требуется регулирование давления у потребителя от нуля до максимального значения и, наоборот, в тормозных системах шахтных подъемных машин.Известен запорно-регулирующий клапан, применяемый для дистанционного плавного регулирования скорости вращения пневмопривода и состоящий из корпуса, входной, выходной и командной камер. Во вход- ц ной камере расположен сильфонный регулирующий орган, состоящий из сильфона и заслонки, контактирующей с седлом корпуса. Внутренняя полость сильфона соединена с выходной камерой отверстиями, выполненными в заслонке. В выходной каме ре расположен чувствительный элемент, выполненный в виде сильфона. Подвижное основание этого сильфона через шток связано с заслонкой регулирующего органа и с жестким центром мембраны командной камеры. При подаче давления управления в командную камеру усилие, развиваемое мембранным приводом, преодолевает статическую силу поджатия пружины, и подвижная система перемещается, открывая проход в седле клапана. Давление на выходе клапана изменяется пропорционально изменению командного сигнала. При изменении расхода сжатого воздуха за клапаном давление под чувствительным элементом будет также изменяться и усилие, создаваемое мембранным приводом, начнет перемещать регулирующий орган, изменяя проход в седле до тех пор, пока под чувствительным элементом не восстановится заданная величина давления 1.Недостатком этого регулятора является отсутствие клапана сброса среды в атмосферу, поэтому регуляторы не реагируют на повышение давления в системах с нулевым расходом и не могут применяться в тормозных устройствах,Известен также регулятор давления, содержащий корпус с седлом и управляемым дроссельным клапаном, камеру управления, сообщенную с источником управляющего давления и чувствительный элемент. Внутри дроссельного клапана помещен клапан сброса избыточного давления, соединенный с атмосферой. Дроссельный клапан и клапан сброса поджимаются к седлам пружи 842736нОЙ. Г 1 увстВительным элементом реГуляОр 2 1 Вяется мембрана, оринмающя усилиеразвиваемое давлением В. камере управЛЕНИя и даВЛЕНИЕМ На ВЫХОДЕ рЕГуЛятОГаа, При изменении давления на выходе ембрана деформируется и перемешает дроссельный клапан, изменяощий поток газа.При увеличении даг ения на выходе на величиГ, преВышакцуО заданное даВлечие, ДрОССЕЛЬНЫЙ Кдапаи дОХоднт дО ЧПОГа В СЕдлс, а дальнейшее пе оемещение мембраны открывае 1;Папан сброса, сообщая камеру ода с атмосферой до тех пор пока не Восстае 1021 тся заданное значе 1 ие д 2 зления ;а выходе 121..Недостатком регулятора является низкая ПРОПУСКРая СПОСООНОСТЬ КЛ 2 ПаНа СО,ОС 2 изоыточнОГО дЯвлениячто 01 заРичивает область его применения. Площадь клапана сброса ограничена седлом дросселирующего клапаьа. Кроме того, увеличение отверстия в клапане сброса уменьшает же эффективную площадь чувствительного элемента, М а следовательно, ухудшает качество регулирования.Наиболее близким ; о технической сущности к предлагаемому является редукциоппый клапан для поддержания установленного давления в отводящей магистрали, внижней части корпуса которого со сторонывхода размещен подпружиненный тарельЧатцй КЛанаи, НнжНЯЯ Ч 2 СТЬ КОТОРОГО ВЫполнена в виде полого стакана, внутренняяполость которого отсечена от полости подвода уплотнительной манжетой и соединена с Вьходной полостью через каналы Вхвостовике клапана. Диаметр внутреннейполости стакана меньше, чем у седла затвора, поэтому создается незначительноеусилие в сторо;-у закрытия клапана.Выходная полость сообщена с камеройпод торцом поршня чувствительного элемента, Воздействующего на хвостовик клапанав направлении его открытия.,1 ЛЯ Сброса ИЗбЫТОЧНОГО даВЛЕНия В ТЕпоршня чувствительного элементаПОЛНЕЬО сквозиое ОТВЕРСТРЕ, НОРМВЛЬНОперекрытое сферической головкой хвостовика клапана.При рботе в линии отвода давление,воздействуошее на поршень, равновешивается усилием пружины. Пружина можетбьггь заменена пневматическим задатчиком.В случае увеличения выходного давления поршеРь смещается вверх в результатечего рабочее сечение затвора уменьшается.пПри увеличении давления свыше установленного значения поршень касается упора,при этом головка хвостовика отходит откромки отверстия поршня. Воздух черезЭТО ОТВЕРСТИЕ ПОСТУПВЕТ ИЗ ЛИНИИ О". ВОД 2в атмосферу 131,Недостатком этОГО редукционнОГО клапана, как и предыдущего, является низкая про ускная способноть канала сброса избыточного давления,Г 1 ропускная способность канала сбросарегулятора определястся Отверстием в поршне чувствительного элемента, которое ограНРЧЕНО ППОЩ 22 ЬЮ а ГОГО ЧООШНЯ ПиаКОуВели 1 С 11 ие плош 2 и отверстРя уВеличиВаетнечувствительность регулятора по отношению к увеличению вь хсдного давления. ТакКак ДЛЯ ПЕРЕМЕЦЕИЯ ПОГ Ш НЯ 11 ОСЛЕ ТОГО,, 2 ио,", ЧЧ 2 Ый с и;па и, УДЕт ДО УПОР 2в седле, необходимс бол,п,ое изьенение величины ВыходнОГО дав 1 ения, вследстВисТО О исто ЭффЕКТРВР Р; 1 ПОЦВДЬ , В;ТВИельнс Гс э;1 емента В зто 1 с;у:ае оп: едедяется разностьо плсцадеи поршня и отверстием иля сброса.,ан 1 ыи регулятозмсет Гакже низкоебыстродействие при сбросе избыточногоД 2 ВЛЕНИя, 2 К КаК Врвмя С " .б 2 1.В 2 НИН рЕнале подвижная сРстеь 2; кл;-:,а;: с,востОВиком и чуВствительныэлементомПесмещается до момента контакта клапана сседлом корпуса, при этом клапаР регулирующего органа отсе.,ает камеру выхода отпоступления среды, 2 атем поршень чувствительного элемента под действием выходного да Вления отрыьается от хвостовикаклапана и Открывает О. Всрстие. Сосощдю;цее камеру выхода с атмосферой.Цель изобретения - Овьшене Оьстродействия регулятора давления и ;величение его пропускной способности при сбросесжатого газа.Поставленная цель досигается тем, чторегулятор давления, содержащий корпусс командной и дВУМЯ ВыхОдными каме 1 ами,связанными между собой и с атмосферой,ВХОДНОЙ КВМЕРОИ С РаСПОЛОжЕННЫМ В НЕИрегулирующим органом, связанным штокомс первым чувствительным элементом, установленным в первой Вьходной кайзере и Выполненным в виде сильфона, содержит клапан и Второй чувстВительный элемент, Вьпол.НЕННЫИ В ВИДЕ СИЛЬфоиа., СВЯЗаННОГО штокомс клапаном, а командная камера выполненав виде двухмембранного элемента с жесткими центрамР, связанными со штоками перВого и Второо чувствительРых э;емснтовсоответственно.112 ЧЕртЕжЕ ИЗООО 2 ЖЕН ПрвдЛаГаЕМЫЙ рЕГулятор давления, разрез.Регулятор содержит корпус 1, в которомразмещены входная камера 2, первая 3 ивторая 4 выходная камеры, а гакже коман.ная камера 5, выполненная я виде двухмембранного элемента.Выходные камеры 3 и Р соединены междусооой трубопроводом б., а командная камера 5 с источником командного сигнала.ВО ОДЙ КаМС 1 МРасгОЛОжЕН РЕГУлирующий орган, сос 1 оящий из сильфона 7и заслонки 8, поджатой к седлу 9 пружиной 10 и отделяющий первую выходную ка 842736Формула изобретения 5меру 3 от входной 2. Внутренняя полость сильфона 7 сообщена с первой выходной камерой 3 отверстиями 11.Регулирующий орган регулятора давления уравновешенный. Колебания входного или выходного давления не нарушают его равновесия вследствие того, что эффективная площадь сильфона 7 равна площади прохсда в седле 9.В первой выходной камере 3 расположен первый чувствительный элемент 12, выполненный в виде сильфона, подвижное основание которого снабжено штоком 13, один конец которого соединен с заслонкой 8, а второй - с жестким центром 14 мембраны 15.Во второй выходной камере расположен второй чувствительный элемент 16, выполненный также в виде сильфона, подвижное основание которого соединено штоком 17 с клапаном (заслонкой) 18 и с жестким центром 19 мембраны 20. В исходном состоянии клапан 18 отжат от седла 21 силой упругости сильфона второго чувствительного элемента 16, поэтому вторая выходная камера 4 сообщена через зазор, образованный седлом 21 и клапаном 18, и отверстия 22 с атмосферой.Регулятор работает следующим образом.При подаче давления управления в командную камеру 5 жесткий центр 19 с заслонкой 18 сместится вверх и перекроет седло 21. Одновременно жесткий центр 14 с заслонкой 8 сместится вниз, открывая проход в седле 9. Сжатый воздух из входной камеры 2 через образованную кольцевую щель между седлом 9 и заслонкой 8 поступит в выходные камеры 3 и 4. Давление в выходной камере 3, воздействуя на первый чувствительный элемент 12; создает усилие, противодействующее усилию мембраны 15, а давление в выходной камере 4, воздействуя на разность активных площадей клапана 18 и второго чувствительного элемента 16, создает усилие, противодействующее усилию мембраны 20, Эффективные площади мембраны 15 и 20 равны, а разность активных площадей клапана 18 и второго чувствительного элемента 16 равна площади первого чувствительного элемента 12. Таким образом, регулирующий орган регулятора всегда устанавливается в положение, обеспечивающее заданное соотношение между давлением в выходных камерах 3 и 4 и давлением управления в командной камере 5.При уменьшении давления управления (например, при торможении подъемной ма 5 18 1 2 О и зо зз 4 О 45 30 шины) заслонка 8 регулирующего органа под действием усилия выходного давления на первый чувствительный элемент переместится вверх, отсекая выходную камеру 3 от входного давления, и одновременно клапан 18 сместится вниз, открывая седло 21 и сообщая выходную камеру 4, а следовательно, и потребитель с атмосферой. Благодаря одновременному перемещению заслонки клапана 8 и клапана 18 уменьшается время срабатывания регулятора. Применение второго чувствительного элемента 16, соединенного штоком 17 с клапаном 18, позволяет увеличить площадь прохода в седле 21 в два раза по сравнению с площадью чувствительного элемента при равных площадях первого чувствительного элементов, а следовательно, увеличить пропускную способность регулятора при сбросе сжатого воздуха.Уменьшение времени срабатывания регулятора и увеличение пропускной способности в целом уменьшает время срабатывания тормозной системы, что имеет большое значение, например, при аварийном торможении шахтных подъемных машин. Регулятор давления газа, содержащий корпус с командной и двумя выходными камерами, связанными между собой и с атмосферой, входной камерой с расположенным в ней регулирующим органом, связанным штоком с первым чувствительным элементом, установленным в первой выходной камере и выполненным в виде сильфона, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулятора иувеличение его пропускной способности при сбросе сжатого газа, он содержит клапан и второй чувствительный элемент, выполненный в виде сильфона, связанного штоком с клапаном, а командная камера выполнена в виде двух- мембранного элемента, с жесткими центрами, связанными со штоками первого и второго чувствительных элементов соответственно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Средства и аппаоатура шахтной пневмоавтоматики. Каталог-справочник ЦНИЭИуголь, 1974, с. 83, рис. 75.2. Авторское свидетельство СССРМо 347492, кл. Г 16 К 5/08, 1970.3. Патент США Мо 3926208,кл. 137 в 4,2, опублик. 1975 (прототип).одшибихинс Корректор Е. РошПодписноекомитета СССРи открытийшская наб. д, 4/5род ул. Проектная, 4. едактор Ю. Середа к аз 5098/57 Составитель Л. П а Техред А. Бойка Тираж 940 ВНИИПИ Государственного но делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рау Филиал ППП Патент, г. Ужго