Регулятор давления газа

(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гический шленност ового мале во ССС 1975(54) РЕ (57) Из тике, Ц надежно ЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗ сится к автомабретениеель изобре ти и упро овышени ие регулят ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГНИТ СССР(71) Ленинградский технолоинститут холодильной промыи Ленинградский завод торгшиностросния(56) Авторское свидетельст9 573799, кл, С 05 0 16/10 Регулятор, давления газа содержит корпус 1, входную 2 и выходную 3 камеры, чувствительный элемент 4, пружину 5, задатчик давления 6, демпфирующую камеру 7, канал 8, регулирующий элемент 9, пружину 10, седло 11,полый шток 12, запорный элемент 13предохранительного клапана и пружину 14, Повышение надежности работырегулятора давления газа и упрощение конструкции осуществляется путемобеспечения надежного сброса избыточного давления в системе при превышении выходного давления сверх установленного и совмещения защитныхфункций в одном предохранительномклапане, 3 ил.Изобретение относится к автоматике, в частности к регуляторам давления газа.Цель изобретения - повышение на 5 дежности и упрощение регулятора давления газа.На фиг.1 дана схема регулятора давления газа; на фиг,2 - схема взаимодействия элементов регулятора при открывании предохранительного клапана; на фиг.3 - диаграмма характеристик пружин чувствительного и запорного элементов.Регулятор давления газа (фиг,1) 15 содержит корпус 1, в котором имеются входная 2 и выходная 3 камеры, чув" ствительный элемент 4 в виде мембра ны с жестким центром, пружину 5, установленную между чувствительным 20 элементом 4 и задатчиком 6 давления. Чувствительный элемент 4 и стенка выходной камеры 3 образуют демпфирующую камеру 7, соединенную с выходной камерой 3 каналом 8. Во входной 25 камере 2 установлен регулирующий элемент 9, поджатый пружиной 10 к седлу 11 и образующий с ним дросселирующий клапан.Чувствительный элемент 4 связан 30 с полым штоком 12, который выведен из демпфирующей камеры 7 в выходную камеру 3, образующим в ней совместно с запорным элементом 13 предохранительный клапан. Запорный элемент 13 одним концом опирается на регулирующий элемент 9, обеспечивая этим кинематическую связь между чувствительным 4 и регулирующим 9 элементами, а другим концом, посредст вом пружины 14, - на задатчик 6 давления. Входная камера 2 соединена с источником газа высокого давления,а выходная камера 3 - с потребителями газа низкого давления. 45 Регулятор давления газа работаетследующим образом.В исходном положении регулирующийэлемент 9 прижат к седлу 11. Запорный элемент 13 опирается на регулирующий элемент 9, а чувствительныйэлемент 4 (мембрана) находится всреднем положении. При этом силадавления газа на чувствительный 455и запорный 13 элементы уравновешенасуммарным усилием пружин 5 и 14,опирающихся на залатчик 6 давления(винт),Установка нового (более высокого)давления газа (Р, ) в выходной камере 3 регулятора осуществляется поджатием пружин 5 и 14 путем осевогоперемещения задатчика 6 давления.Приэтом мембрана чувст вит ельного эл еме нта 4 перемещается вниз и через шток 12и запорный элемент 13 отводит регулирующий элемент 9 от седла 11, открывая проход из камеры 2 высокого давления в камеру 3 низкого давления,В результате давление в камере3, а также в связанной с ней каналом8 демпфирующей (подмембранной) камере 7 возрастает до тех пор, покачувствительный элемент 4 не возвращается в исходное положение и элемент 9 не прижимается вновь к седлу1 1. При отборе газа из камеры 3 давление в демпфирующей камере 7 снижается, чувствительный элемент 4 смещается вниз и отжимает элемент 9от седла 11, открывая проход из камеры 2 в камеру 3 регулятора.При прекращении отбора газа изкамеры 3 давление в демпфирующей камере 7 возрастает до первоначальноустановленной величины Р,. Чувствительный элемент 4 возвращается висходное положение и регулирующийэлемент 9 вновь прижимается к седлу11, прекращая подачу газа иэ камеры 2 регулятораТаким образом,давление в выходной камере 3 исправногорегулятора давления не может превысить величину Р , которая устанавливается с помощью задатчика 6 давления путем создания определеннойсилы, воздействующей на чувствительный элемент 4 со стороны пружин5 и 14,В случае, если при закрытом дросселирующем клапане давление в камере 3 регулятора повышается сверх установленного, чувствительный элемент 4 вместе со штоком 12 не останавливается в среднем положении, а продолжает движение вверх, сжимая пружину 5. При этом запорный элемент 13 лишается опоры на регулирующий элемент 9. В результате пружина 14, преодолевая силу давления газа на запорный элемент 13, действующую со стороны выходной камеры 3, отрывает его от кромки полого штока 12 и прижимает к регулирующему элементу 9 (фиг.2).Предохранительный клапан открывается, сбрасывая газ из выходной камеры 3 регулятора в атмосферу.Давление газа в камерах 3 и 7 падает. Чувствительный элемент 4 возвращается в исходное положение, прижимаякромку полого штока 12 к запорному элементу 13, опирающемуся на регулирующий элемент 9. Предохранительный клапан закрывается.При случайной установке задатчика 6 давления в положение, создающее в выходной камере 3 давление, превышающее предельно допустимое(например, при выходе из строя манометра низкого давления и т.п.),усилие сжатой пружины 14, преодолевая силу прижатия регулирующего элемента 9 к седлу 11 и силу давления газа на запорный элемент 13, отрывает элементы 9 и 13 от их седел, что приводит к постоянному открытию предохранительного клапана, предотвращая тем самым повышение давления в выходной камере регулятора сверх допустимого. Это состояние сохраняется до тех пор, пока задатчик б давления не возвращается в зону по-. ложений, соответствующих их допустимым давлениям газа.Таким образом, пружина 14 должна открывать предохранительный клапан в случае, когда запорный элемент 13 лишается опоры на регулирующий элемент 9, преодолевая при этом силу давления газа на запорный элемент со стороны выходной камеры регулятора, т.е. в рабочем диапазоне совместной деформации пружин 5 и 14 усилие пружины 14 должно быть больше силы давления газа на запорный элемент 13 и меньше суммы сил прижатия регулирующего элемента 9 к седлу 11 и давления газа на запорный элемент 13. При установке задатчика давления в положение, соответствующее выходному давлению газа выше допустимого предела, усилие пружины 14 должно превышать сумму этих сил.Требования к силовым характеристикам пружин 5 и 14, обеспечивающим выполнение указанных функций,проиллюстрированы с помощью диаграммы (фиг.3), на которой приняты следую-. щие обозначения: Р , - давление в выходной камере 3 (ьвыходное давление); Р - нижний предел выходного давления газа; Р) - верхний предел35 Б(Р 2-Р 1)где Е =- суммарная жесткость пружин 5и 14.40 Предварительная дефоРмация пружины 14 относительно пружины 5 должна быть равна Р 2 Б 2(3) Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной камерами, подпружиненный чувствивыходного давленйя газа; ЛР - при,ращение выходного давления сверхустановленного, при котором должен 5открыться предохранительный клапан,Г - сила прижатия регулирующего элемента 9 к седлу 11, Ь р - рабочая деформация пружин 5 и 14, й - предварительная деформация пружины 14 относительно пружины 5 Б - площадьчувствительного элемента 41 з - площадь седла запорного элемента (предохранительного клапана).Для обеспечения выполнения функ ций пружины 14 ее силовая характеристика должна находиться в области,ограниченной линиями (Рв+АР)з,иРф 1)1 3 + Й в зоне рабочих деформаций (область, заштрихованная надиаграмме), проходить через точку А,соответствующую сумме снл Р) з + й.Из этих условий следует, чтожесткость 2 1 пружины 14 должна находиться в пределах25тельный элемент с жестким центром и полым штоком, эадатчик давления, демпфирующую камеру, образованную чувствительным элементом и стенкой5 выходной камеры, предохранительный клапан, выполненный в виде запорного элемента, кинематически связанного с полым штоком и подпружиненным регулирующим элементом,ус тановленным во входной камере, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения регулятора, запорный элемент установлен в выходной камере и снаб Фен толкателем, подпружиненным со стороны задатчика давления, причем жесткость пружины запорного элемента находится в диапазоне верхний и нижний пределы выходного давления площадь седла запорного элемента рабочая деформация пружины чувствительного элемента (рабочий ход задатчика давления); сила прижатия регулирующего элемента к седлу; допускаемое приращение давления в выход" мере сверх уста- ного,1462265- сипо 3 оя харокеерцстика аружоны и; цт 5 ая характеристика пружины Х,Уиг Составитель Н. ГондаксазоваКасарда Техред М.Дидик Корректор пенк едакт Заказ 710/45 Тираж 7 Подписизобретениям и, Раушская наб,твенного комитета по 113035, Москва, ЖВНИИПИ Госу НТ С крытиям пд. 4/5 арина,оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул