Регулятор давления газа

(7) Заявите 4) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА мен- дном шадью торцовых ирующего органа Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в различных отраслях промышленности и транспортадля понижения давления газа и. поддержания величины пониженного давления с высокой точпостыл.Известен регулятор давления, в корпусе которого установлены два подпружиненных навстречу друг другу чувствительных эле та, выполненных в виде поршней, на о из которых выполнено седло дросселйрующего клапана 11.Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является регулятор дав. ления газа, содержащий корпус с входным и выходным каналами, регулирующий орган, выполненный в виде полого поршня с седлом, в котором расположен дросселлирующий клапан, связанный штоком с чувствительным элементом .Точность работычувствительность оп известных регуляторов их20 ределяются суммарной ллооверхностей поршня регу и чувствительного элемента, обращенных к полости выходного канала. Увеличение точности и чувствительности за счет увеличения размеров поршней небезгранично, так как при этом заметно увеличиваются га. баритные размеры, что обусловлива 1 от сниже. ние точности работы и чувствительности иэвест. ных регуляторов и является их недостатком. Увеличение таким способом точностых характеристик известных устройств приводит к чрез. мерному повышению их габаритов, что также является их недостатком, так как служит препятствием широкого применения.Цель изобретения - повышение точности регулятора давления газа.Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давление газа, содержащем корпус с входным и выходным каналами, в котором установлен регулирующий орган, выполненный в виде подпружиненного полого поршня, во внутренней полости которого выполнено седло дросселирующего клапана, связанно го штоком с чувствительным элементом, дрос селируюший клапан выполнен в виде двухсту. пенчатого поршня, надпоршневая полость боль87 5352 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шей ступени которого сообщена с полостьювыходного канала, а полость между ступеня.ми двухступенчатого поршня сообщена с ат-мосферой.При таком выполнении регулятора поршеньрегулирующего органа и чувствительный элемент подвергаются воздействию пониженногодавления не только со стороны выходной по.лости (полости выходного канала), но и состороны надпоршневой полости дросселирую.щего клапана. В этом случае эффективнаяплощадь порфиши регулирующего органа увеличивается на площадь (круга) большей ступе.ни поршня дросселирующего клапана, а эф.фективная площадь чувствительного элемен.та увеличивается на величину площади кольца, ограниченного уплотняющей кромкой седла и большей ступени дросселирующего кла.пана, Последнее обусловлено тем, что силадавления газа надпоршневой полости дросселируюшего клапана стремится опустить последний вниз и через шток с такой же си.лой действует на чувствительный элемент,увеличивая его эффективную площадь, Увеличенная эффективная суммарная площадь чувствительных элементов (практически эта пло.щадь увеличилась почти в два раза) обусловливает значительное увеличение точности работы регулятора, При этом диаметры поршней регулирующего органа и чувствительногоэлемента остались без изменения, т.е, габариты не изменились, При выполнении предложенного регулятора с одинаковой с известным регулятором эффективной площадьючувствительных элементов достигается почтидвухкратное уменьшение поперечных размеровустройства.Увеличение эффективной площади чувствительных элементов обусловливает также повы.щенке точности регулятора, так как одинаковое (единичное) с известным регуляторомперемещение дросселирующего клапана надседлом достигается в предложении при меньшем изменении выходного давления.На чертеже схематично представлен регулятор давления газа,Регулятор давления газа содержит корпус 1с входным 2 И выходным 3 каналами, регу.лирующий орган, выполненный в виде полого поршня 4 с седлом 5 нагруженного посредством тарелки 6 и винта 7 пружиной 8,В полом поршне регулирующего органа расположен дросселирующий клапан 9, связанныйштоком 10 с чувствительным элементом 11,нагруженным посредством опорной тарелки12 и винта 13 пружиной 14. Дросселирующий клапан 9 выполнен в виде двухступенча.того поршня, иадпоршневая полость 15 большей ступени которого каналами 16 сообщена 4с полостью выходного канала 3 (выходнойполостью редуктора), Полость 17, между ступенями двухступенчатого поршня сообщенаканалами 18 в полом поршне и каналами 19в корпусе с атмосферой,На наружной поверхности полого поршня4 между его уплотнительными манжетами 20и 21 выполнена кольцевая проточка 22, со.общенная с одной стороны со входным каналом 2, а с другой стороны каналами 23с входной полостью 24 седла 5, Корпус 1 закрыт стаканами 25 и 26, Полость 27, ограниченная поршнем 4, чувствительным элементом11 и корпусом 1 является выходной полостью(полостью низкого давления) и сообщена свыходным каналом 3, чувствительный элемент11 может быть поршневым, мембранным нлисильфонным.Регулятор давления газа работает следующим образом.В исходном положении пружины 8 и 14сжаты соответственно винтами 7 и 13 черезтарелки 6 и 12. Поршень 4 максимальноопущен вниз (до упора в корпусе), а чувствительный элемент 11 максимально поднятвверх. Дросселирующии клапан 9 чувствительным элементом 11 через шток 10 максимально поднят над седлом 5 и образует максимальное проходное сечение,Газ высокого давления подается по вход. ному каналу 2 через проточку 22 и каналы 23 в полость 24, В проходном сечении меж. ду дросселирующим клапаном 9 и седлом 5 происходит дросселирование газа, его давление понижается, Газ пониженного давления поступает в выходную полость 27, Одновременно газ пониженного давления через кана. лы 16 поступает в полость 15, Давление газа в полостях 15 и 27 повышается, сила его воздействия на поршень 4 и чувствительный элемент 11 увеличивается, последние расходятся (удаляются друг от друга), сжимая пружи. ны 8 и 14. При этом щель между клапаном 9 и седлом 5 уменьшается. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении в полостях 27 и 15, называемом дав. лением настройки в "статике, клапан 9 сядет на седло 5, перекрыв его канал.При отборе газа в объем за регулятором выходное давление (в полостях 27 и 15) и сила его воздействия на поршень 4 и чувст. вительный элемент 11,снижаются. Это приводит к опусканию вниз поршня 4 и подъему вверх чувствительного элемента 11 под действием пружин 8 и 14 соответственно. Это обусловливает открытие клапана 9 и дросселирование газа в образовавшейся щели между :лапаном и седлом. Давление в полостях 27 и 15 снова повышается, и при некотором875352 го 35 его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа, Если расход газа изменяют, то новое равновесие наступает при друтой величине дросселирую- .щей щели.Воздействие выходного давления на чувствительный элемент 11 и поршень 4 происходит не только со стороны полости 27, но и со стороны полости 15. Сила выходного давления на поршень 4 со стороны полости 15 направлена вверх, складывается с силой дав. пения со стороны полости 27, что увеличивает эффективную площадь поршня 4 по выход. ному (низкому) давлению регулятора, Это обусловлено тем, что полость 17 сообщена с атмосферой и в этой полости нет пружины. Величина дополнительного увеличения эффективной площади поршня 4 составляет площадь, равную плошади круга, охватываемую большей ступенью (его уплотнительной манжетой) клапана 9. На эту плошадь в предложенном регуляторе увеличина (по сравнению с известными) эффективная площадь поршня 4.Давление газа в полости 15 стремится опустить клапан 9 вниз. Сила, перемещающая дросселируюшей клапан 9 вниз, равна силе выходного давления на кольцо, наружный диаметр которого равен диаметру уплотнительного пояска (манжеты) большей ступени клапана 9 (диаметр полости 15), а внутренний диаметр равен диаметру седла 5, Эта сила через шток 10 передается чувствительному элементу 11 и складывается с силой давления на последней со стороны полости 27.Чувствительный элемент уравновешивает силу давления не только в полости 27, но и силу давления на клапан 9 в полости 15. Это обусловливает увеличение эффективной площади чувствительного элемента на величинуплощади отмеченного выше кольца.Так как диаметры поршня 4, чувствительного элемента 11 и большей ступени дрос.селирующего клапана 9 близки друг к друу(соизмеримы), то суммарная эффективнаяплощадь чувствительных элементов предлагаемого регупятора почти в два раза большесоответствующих величин известного регуля 1 о тора. Это обусловливает заметное повышениеточности работы регулятора (его чувствитель.ности), так как его чувствительные элементы реагируют на значительно меньшее изменение пониженного давления.При выполнении регулятора с одинаковойс известным регулятором площацью чувствительных элементов достигается значительноеуменьшение поперечных размеров устройства. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпусс входным и выходным каналами, в которомустановлен регулирующий орган, выполненныйв виде подпружиненного полого поршня, вовнутренней полости которого выполнено седло дросселнруюшего клапана, связанного штоком с чувствительным элементом, о т л ича ю щ и й с я тем,что,с целью повышения точности регулятора, в нем дросселизоруюший клапан выполнен в виде двухступенчатого поршня, надпоршневая полость большейступени которого сообщена с полостью междуступенями двухступенчатого поршня сообщенас атмосферой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство по заявкеМф 2603280/18-24, кл. 6 05 О 16/10, 1978