Регулятор давления газа

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ Союз Советских Социалнстнческив Республик(51) М. Кл.з 6 05 Р 16/10 Государственный комитет СССР по делам изобретениИ н открытий(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГА что реджащий кпервым чувстви Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использованов различных пневматических системахдля понижения давления рабочей средыи поддержания величины пониженногодавления с высокой точностью.Известен пружинный редуктор, состоящий из корпуса со входным и вы -ходным каналами и седлом, подпружинечного дросселирующего клапана,взаимодействующего через толкательс чувствительным элементом, нагруженным посредством регулировочноговинта рабочей пружины 1,Наиболее близким по технической 1сущности к предлагаемому является редуктор давления газа, содержащий фосновной и вспомогательный редукторыс общим входным каналом. Основной ивспомогательный редукторы содержат 20дросселирующие клапаны, взаимодейст.вующие каждый со своим чувствительным элементом, причем чувствительнййэлемент вспомогательного редукторанагружен пружиной, а чувствительный 25элемент основного редуктора - выходным давлением настроечного редуктора 21 Недостатком такого регулятораавления является зависимость выходного давления от величины входного давления и динамические забросы давления на выходе основного редуктора при резкой подаче давления на вход, Первое обусловлено тем, что при изменении величины входного давления газа на выходе вспомогательного редуктора также изменяется. Это давле" ние, являясь управляющим для редуктора, переставляет его дресселирующий клапан в другое положение, в результате чего давление после основного редуктора изменяется.При резкой подаче давления на вход устройства дросселирующий клапан основного редуктора максимально открывается, обусловливая динамический заброс давления на выходе последнего. Все это является причиной пониженной точности регулирования и ухудшения динамических характеристик известного устройства.Цель изобретения " повышение точности и улучшение динамических характеристик давления газа.Укаэанная цель достигается тем,уктор давления газа, содер" орпус с установленным в нем клапаном, связанным с первыы тельным элементом, управлявщая полость которого сообщена с выходом второго клапана, связанногосо вторым чувствительным элементом,и пружину задания с регулировочнымвинтом, содержит дроссельное устройство, вход второго клапана сообщенс выходом первого клапана, первыйчувствительный элемент выполнен ввиде двухступенчатого поршня, а полость, образованная торцом его большей ступени, связанным с ним вторымчувствительным элементом и корпусом,сообщена через дроссельное устройство с полостью между ступенями двухступенчатого поршня и корпусом, связанной с атмосферой,При таком исполнении регуляторадавления на вход вспомогательного редуктора подается стабилизированноепосле основного редуктора давлениегаза. Это обусловливает повышениеточности поддержания величины давления газа после вспомогательного редуктора. В результате поддерживаетсястабильное давление в управляющей полости основного редуктора, следствием чего является повышение точности ррегулирования устройства в целом,Кроме того, отличия регулятора давления обусловливают то, что при отсутствии давления газа на входе дросселирующий клапан основного редуктора образует со своим седлом минимальный зазор. Это определяет плавностьповышения давления на выход регулятора, а то, что при подаче давления навход устройства оно, дросселируясьна клапане основного редуктора и воздействуя на меньшую ступень двухступенчатого чувствительного элемента,в начальный момент, поднимая вверхпоршень, вызывает уменьшение зазорамежду клапаном и седлом, обусловли Овая плавное повышение выходногодавления.На чертеже представлен регулятордавления газа, разрез.Регулятор давления состоит из корпуса 1 со входным 2 и выходным 3 каналами, в котором размещены силовой(основной) и настроечный (вспомогательный) редукторы. Силовой редуктор включает в себя седло 4, нагру- щженный пружиной 5 первый клапан 6,взаимодействующий посредством толкателя 7 с первым чувствительным элементом 8.Настроечный редуктор содержит седло 9, второй клапан 10 с пружиной11, взаимодействующий толкателем 12со вторым чувствительным элементом13, нагруженным посредством регулировочного винта 14 через опорнуютарель 15 пружиной задания 16. Выходная полость (выход первого клапана) 17 силового редуктора каналами18 и 19 сообщена со входной полостью(вход второго клапана) 20 настроечного редуктора. Первый чувствитель ный элемент 8 силового редуктора выполнен в виде двухступенчатого поршня, торцовая поверхность меньшей ступени которого обращена к выходной полости 17 силового редуктора и взаимодействует с толкателем 7 первого клапана 6, Торцовая поверхность большей ступени поршня 8 обращена ко второму чувствительному элементу 13 настроечного редуктора, взаимодействует с ним посредством толкателя 21 и образует с ним и сканом 22 корпуса 1 пневмополость 23, сообщенную с выходной полостью 24 настроечного редуктора проточками ".5, каналами 26 и через зазоры между вторым чувствительным элементом 13 и стаканом 22,Пневмополость 23 сообщена через дроссельное устройство 27 с полостью 28 между ступенями поршня 8 и корпусом 1. Полость 28 каналом 29 сообщена с атмосферой. Корпус редуктора закрыт стаканом 30.Устройство работает следующим образом.В исходном положении пружина 16 задания сжата винтом 14 через тарель 15, Второй чувствительный элемент 13 опущен максимально вниз и упирается в стакан 22. Второй клапан 10 через толкатель 12 вторым чувствительным элементом 13 максимально сжат от седла 9. Поршень 8 толкателем 21 опущен вниз и контактирует с толкателем 7 первого клапана 6, который с седлом 4 образует небольшой зазор, клапан пружиной 5 поджимается вверх (к поршню 8 толкателем 7).Газ высокого давления подводится через канал 2 к первому клапану 6. В зазоре между клапаном и седлом 4 газ дросселируется, его давление понижается. Газ пониченного давления поступает в выходную полость 17 силового редуктора и через канал 3 потребителю, Незначительная величина зазора между первым клапаном 6 и седлом 4 обусловливает плавность повышения давления на выходе устройства.Одновременно газ по каналам 18 и 19 из полости 17 поступает во входную полость 20 настроечного редуктора. Из полости 20 гаэ по зазору между клапаном 10 и седлом 9 поступает в выходную полость 24 настроечного редуктора, Из полости 24 газ по проточкам 25 и каналам 26 поступает в пневмополость 23. Давление в полостях 17,24 и 23 повышается, причем повышение давления в полости 23 отстает от повышения давления в полости 17. Это приводит к тому, что в начальный момент повышения давления в полости 17 поршень 8 несколько поднимается вверх, уменьшая щель между каналом 6 и седлом 4. Возможна и полная посадка клапана на седло. Однако по мере повышения давления в поПредлагаемый регулятор имеет высокие динамические характеристики.В нем выходное давление повышается плавно, при резкойподаче давления на вход отсутствуютдинамические забросы выходного давления. Это обусловлено отличием регулятора, обеспечивающим минимальное начальное про ходное сечение устройства и уменьшение его в начальный период работы. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащийкорпус с установленным в нем первымклапаном, связанным с первым чувствительным элементом, управляющая полость 5 р которого сообщена с выходом второгоклапана, связанного со вторым чувствительным элементом, и пружину заданияс регулировочным винтом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности и улучшение динамических характеристик, он содержит дроссельноеустройство, вход второго клапана сообщен с выходом первого клапана, первыйчувствительный элемент выполнен в видедвухступенчатого поршня, а полость, об- бО разованная торцом большей ступени, связанным с ним вторым чувствительнымэлементом и корпусом, сообщена черездроссельное устройство с полостьюмежду ступенями двухступенчатого порш ня и корпусом, связанной с атмосферой,лостях 24 и 23 поршень 8 плавно опускается вниз, открывая клапан 6. Приэтом плавность повышения давления вполости 17 и выходном канале 3 ещевыше.По мере повышения давления в полостях 24 и 23 второй чувствитель 5ный элемент (поршень) 13 поднимается вверх, сжимая пружину 16 задания,а поршень 8 опускается вниз, увеличивая проходное сечение между клапаном б и седлом 4. Последнее обусловливает увеличение притока газа вполость 17 и повышение в ней давления. Повышение давления в полостях24 и 23 сопровождается подъемом вверхпоршня 13 и уменьшением щели между 15вторым клапаном 10 и седлом 9. Придавлении в полостях 24 и 23, равномдавлению настройки вспомогательного(настроечного) редуктора, второй чувствительный элемент 13 поднимается 20настолько, чтобы второй клапан 10сел в седло 9, перекрыв его канал.Так как пневмополость 23 дроссельнымустройством 27 сообщена с полостью28 и дальше с атмосферой через канал 29, то полного перекрытия канала седла 9 вторым клапаном 10 не происходит, имеет место постоянноенезначительное дросселирование газавторым клапаном 10. Давление в полостях 24 и 23 поддерживается постоянЗОным,По мере опускания вниз поршня 8при повышении давления в полости 23увеличивается величина щели междупервым клапаном б и седлом 4. Давление в полости 17 при этом повышается,Сила воздействия давления в полости17 на торцовую поверхность меньшейступени поршня 8 увеличивается. Поддействием возрастающего давления вполости 17 поршень 8 поднимаетсявверх, сжимая газ в полостях 23 и 24.Если выход из,газового регуляторадавления закрыт, то при давлении вполости 17, равном давлению настройки устройства (силового редуктора),по 1 шень 8 поднимается вверх настолько, чтобы первый клапан б сел на седло 4, перекрыв его канал, и разрешил входную 2 и выходную 3 полостирегулятора. При подъеме вверх поршня8 (при повышении давления в полости17) и сжатии газа в полостях 23 и 24сначала второй клапан 10 перекрываетседло 9 и избыточное давление газасбрасывается в атмосферу через дроссельное устройство 27, полость 28 иканал 29, при дальнейшем дренажегаза из полости 23 второй клапан 10несколько открывается, компенсируяутечки через дроссельное устройство27. Благодаря этому в полости 23поддерживается постоянное давление,жесткость нагружающей поршень 8 состороны полости 23 пневмопружины равна нулю, что обусловливает высокую точность понижения давления газа регулятором. При отборе газа в объем за регулятором через канал 3 давление в полости 17 и сила его воздействия на чувствительный элемент 8 снижаются. Это приводит к опусканию вниз поршня 8, открытию первого клапана 6, дросселированию газа в образовавшей- ся щели между клапаном и седлом 4. Давление в полости 17 снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу га" за. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине щели между первым клапаном б и седлом 4. На вход настроечного редуктора подается стабилизированное силовым редуктором давление газа. Это обусловливает независимость управляющего давления силового редуктора от величины давления на входе, в результате чего точность понижения давления газа регулятором повышается. Это обеспечивается также тем, что жесткость пневмопружины первого чувствительного элемента равна нулю.896598 ВНИИПИ Закаэ 11697/36 Тираж 907 , Подпис Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Источники инфломации,принятые во внимание при экспертиэе