Регулятор давления газа

О П И С А Н И Е 752253ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскикСоциапистическикРеспублик(23) П риорнтет дЬ двяам нвебретеннй н вткрытнйДата опубликования описания 02.08.80(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в различных отраслях промышленности и транспорта при понижении давления рабочейсреды в пневматических системах., Известен регулятор давления газа,состоящий из корпуса с входным и выходным каналами, седла, дросселирующего клапана, взаимодействующего с чувствительным элементом Я ,Чувствительный элемент известного регулятора выполнен в виде поршня, инерционность которого и трение между ним и корпусом ухудшает динамические характе ристики устройства.Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является регулятор давления газа, содержащий кор пус с входной и выходной полостями, в котором установлен подпружиненный дрос селирующий клапан с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания 2). 2Инерционность чувствительного элемента известного редуктора и трение егоо корпус обусловливают его невысокиедйнамические свойства, состоящие в том, ,что при резких изменениях расхода ( илидавления на выходе) поршень запаэдывает в соответствующем иэменении величины дросселирующей щели. В результате колебания давления газа на выходеувеличиваются и могут вызвать автоколебания редуктора.Кроме того, при резкой подаче на вход известного редуктора давления газа возникает заброс (резкое" повышение) выходного давления,. что также ухудшаетдинамические характеристики известногорегулятора.Цель изобретения - улучшение динамических характеристик регулятора давления газа.Для достижения этой цели в нем в корпусе установлен двухступенчатый по лый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени-; торец меньшей ступе7522ни которого связан с толкателем подпружиненного дросселируюшего клапана ирасположен в выходной полости, соединенной с подпоршневой полостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем,На фиг. 1 и 2 показан обший видпредлагаемого регулятора давления газа,продольный разрез; варианты регуляторана фиг. 1 и фиг, 2 отличаются друг от 10друга размещением нагружаюцей двухступенчатый полый поршень пружины.Регулятор давления газа содержит.корпус 1 с входной 2 и выходной 3 цолостями. В корпусе размешен нагруженный регулируемой винтом 4 через тарель5 пружиной 6 задания чувствительныйэлемент 7 поршневого типа (поршень),в котором выполнено седло 8 и центральное гнездо 9, сообщенное каналами 10с выполненной на наружной поверхностиэлемента между его уплотнительнымипоясками 11 и 12 кольцевой проточкой13, полость которой связана с входной 25полостью 2. В центральном гйезде 9чувствительного элемента 7 размещендросселирующий клапан 14 с пружиной15 и толкателем 16, проходящим черезканал 17 седла 8. В корпусе 1 размешен двухступенчатый полый поршень 18,нагруженный в сторону большей ступенипружиной 19 и взаимодействующий обращенной к выходной полости 3 торцом 20меньшей ступени с толкателем 16 дрос- мселирующего клапана 14. Выходная полость 3 сообщена с подпоршневой полостью 21 каналом 22 с дросселем 23.Канал 22 с дросселем 23 могут бытьвыполнены как в двухступенчатом поршне 18, так и в корпусе 1. Нагружающаяпоршень 18 пружина может быть размещена как в полости между ступенямипоршня 18 и корпусом 1 (фиг, 1), таки в выходной полости 3 между чувствительным элементом 7 и торцом 20 поршня. 18 (фиг. 2). Корпус 1 закрыт стаканом 24,Регулятор работает следующим обра 50эом.В исходном состоянии пружина 6 сжата через тарель 5 регулировочным винтом 4. Поршень 7 пружиной 6 максимально опушен вниз, Поршень 18 пружиной 19 прижат к днищу корпуса и занимает край нее нижнее положение. Дросселирующий клапан 14 под действием пружины 15 приведен в контакт толкателем 16 с 53 фпоршнем 18, между клапаном и седлом 8 имеется небольшая щель,Газ высокого давления подается к входной полости 2, откуда он через кольцевую проточку 13, каналы 10 поступает к дросселирующему клапану 14. Газ в лели между клапаном 14 и седлом 8 дросселируется и по каналу 17 поступает в выходную полость 3. Незначительная начальная щель между клапаном 14 и седлом 8 обусловливает плавность повышения давления в выходной полости, Газ из выходной полости 3 по каналу 22 через дроссель 23 поступает в подпоршневую полость 21 поршня 18, Дроссель 23 обусловливает еше более плавный рост давления в полости 21, Поршень 18 под действием давления в полости 21 постепенно поднимается вверх, сжимая пружину 19. Подъем поршня 18 приводит через топкатель 16 к подъему над седлом 8 дросселируюшего клапана 14. Величина дросселирующей щели увеличивается, что приводит к дальнейшему повышению давления в выходной полости 3. Так как подъем поршня 18 вверх происходит плавно и медленно, то давление на выходе редуктора увеличивается также плавно, По мере повышения давления в выходной полости 3 чувствительный элемент 7 поднимаэтся вверх, сжимая пружину 6. При этом проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8 умень шается, Если выход из редуктора закрыт, то при определенном давлении в выходной полости 3 (давлении настройки) к.чапан 14 перекроет канал 17 седла 8.Поршень 18 под действием давления газа .в полости 21 на неуравновешенную площадь большей ступени поднят вверхи уравновешен усилием пружины 19.При отборе газа в объем за. регулятором давление газа в полости 3 и сила его воздействия на поршень 7 снижаются, последний под действием пружины 6 опускается вниз, увеличивая проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8. Приток газа на выход регулятора увеличивается, давление газа в полости 3, опять повышается. При резких изменениях расхода газа через редуктор давление в выходной полости изменяется резко. Давление газа в подпоршневой полости 21 из-за дросселя 23 не успевает установиться равным: давлению в полости 3. Это приводит к дополнительному перемешению клапана 14 через толкатель 1 6 ( изменение проходного сече5 7522 сия), компенсирующему резкие изменения выходного давления. Так при резком увеличении расхода газа через регулятор давление его в полости 3 резко уменьшается. давление же в полости 21 остается прежним, Под действием этого давления поршень 18 поднимается вверх, поднимая вверх и клапан 14. Величина дросселирующей щели увеличивается эа счет перемещения поршня 18, компенси ф руя обусловленное трением и инерционностью запоздание в перемещении поршня 7.При резком уменьшении расхода через регулятор он работает аналогично, только перемещения поршней 7 и 18обусловливают резкое уменьшение дросселирующей щели между клапаном 14 и седлом 8.По мере восстановления величины вы ходного давления в полости 3 при изменении расхода газа поршень 18 (засчет выравнивания давления в полостях 3 и 21) занимает прежнее положение, Между силами, действующими на подвижную систему редуктора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходугаза через регулятор. и ФорМула изобретения Регулятор давпенйя газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, .в котором установлен подпружищ ненный дросселирующий клапан с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания, о т л и -ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюулучшения динамических характеристикрегулятора, в нем в корпусе установлендвухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени,торец меньшей ступени которого связанс толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с подпорш невой полостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР( прототип) . 15 При изменении расхода газа динамическое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели,Предлагаемый регулятор давления газа исключает резкие забросы выходного давления при резкой подаче давления газа на вход устройства, он обеспечивает высокую плавность повышения давления на выходе при резком, например от электропневмоклапана, поступлении газа 53 6на вход. Описанный регулятор имеет двачувствительных элемента - поршень .7 ипоршень 18, первый из которых,реагирует на статическое изменение выходного давления, а второй - на скоростьизменения низкого давления. Это обусловливает высокую чувствительность регулятора и высокую точность регулирования, в этом регуляторе существенноограничена возможность колебаний давления газа на выходе и повышена устойчивость его к автоколебаниям.