Регулятор давления газа

О П И С А Н И Е (п)922675ИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеез СфветснниСецнапнстнчесинкреспубл;.н(22) Заявлено 21.0978 (21) 2656331/18-24с присоединением заявки М 6 Ьфудлрстввиный иамитвт СССР пв делам изфбретеиий и вткрытий.4(088.8) Дата опубликования описания 230432(72) Автор изобретени Э.И.Савин Заявител ГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗ о Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в различных отраслях промышленности и транспорта при понижении давления рабочей среды в пневматических системах,По основному авт, св. И 752253 из" вестен регулятор давления газа, со" держащий корпус с входной и выход- ной полостями, в котором установлен подпружиненный дросселирующий. клапан с толкателем, чувствительный эле" мент поршневого типа и пружина зада" ния, а также двухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени, торец меньшей ступени которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с подпоршневой по" лостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем 1 1.В известном регуляторе поршневой чувствительный элемент и двухступен" цатый поршень размещены последова,тельно, один над другим. Это обусловливает заметные габаритные размеры известного устройства.В известном регуляторе дросселирующий клапан размещен в поршневом, чувствительном элементе, подвод га" за высокого давления организован к кольцевой наружной полости чувствительного элемента между двумя упл т. нительными манжетами. Наличие двух уплотнительных поясков на чувствительном элементе известного регулятора обусловливает понижение точности работы (так как при этом увеличивается сила трения в подвижных частях регулятора) и его надежности.Таким образом, недостатками известного регулятора являются сравнительно большие габаритные размеры, пониженная точность и надежность работы, которые обусловлены тем, что двухступенчатый поршень размещен вне чувствительного элемента (под ни 4,15 они расположены .последовательно, а дросселирующий клапан размещен в чувствительном элементе.Цель изобретения - повышение точности, надежности и уменьшения габа 5 ритных размеров регулятора давления.Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления газа в поршневом чувствительном элементе выполнена полость, в которой размещен двухступенчатый полый поршень.На фиг. 1 и 2 схематично. представ лен регулятор давления газапродоль ный разрез.Варианты регулятора на фиг. 1 и5 2 отличаются друг от друга размещени ем нагружающей двухступенчатый полый поршень пружины.В корпусе 1 регулятора давления с выходной 2, выходной 3 лопастями и седлом 4 размещен нагруженный рабс чей пружиной 5 посредством винта 6 и тарели 7 и выполненный в виде поршня чувствительный элемент 8. Чувствительный элемент 8 взаимодействует с толкателем 9 нагруженного пружинойО дросселирующего клапана 11. Чувствительный элемент взаимодействует с толкателем 9 через нагруженный пружиной 12 двухступенчатый полый поршень 13, размещенный в выполненной внутри чувствйтельного элемента 8 и соосно ему полости 14. Полый поршень подпружинен пружиной 12 в сторону большей ступени и контактирует обращенной к (выходной) полос ти 15 регулятора торцевой поверхностью 16 меньшей ступени с толкателем 9 дросселирующего клапана 11.Рабочая надпоршневая полость 17 большей ступени поршня 13 сообщена с полостью 15 регулятора каналом 18 с дроссельным устройством 19, которые могут быть выполнены как в дополнительном поршне 13, так и в чувствительном элементе 8. Нагружающая поршень 13 пружина 12 может быть размещена как в полости 14 между ступенями поршня и чувствительным элементом (фиг,1), так и в выходной полос" ти 15 между неподвижным седлом 4 и торцевой поверхностью 16 меньшей сту. пени полого поршня 13 (фиг.2) . Неуравновешенная по выходному давлению площадь поршня 13 и жесткость пружины 12 выбираются такими, при которых 55 обеспечивается упругая установка дополнительного поршня во всем эксплуатационном диапазоне настройки выход ного давления регулятора, Предварительное сжатие пружины 12 выбираетсяиз расчета обеспечения необходимогоминимального давления на выходе, выше которого полый поршень 13 реагирует на скорость изменения пониженногодавления, Корпус 1 закрыт стаканом 20.Регулятор давления газа работаетследующим образом.В исходном состоянии рабочая пружина 5 сжата винтом 6 через тарель 7.Чувствительный элемент 8 под действием пружины 5 максимально опущен внизи занимает крайнее положениеПоршень 13 пружиной 12 максимально поднят вверх и прижат к верхнему днищу полости 14 в чувствительном элементе 8. Дросселирующий клапан 11пружиной 10 приведен в контакт с поверхностью 16 поршня 13 через толкатель 9. Между седлом 4 и клапаном 11образована небольшая щель,Газ высокого давления подводитсяк дросселирующему клапану 11 черезвходной клапан 2. В щели между клапаном 11 и седлом 4 газ дросселируется и поступает в полость 15, откудачерез выходную полость 3 на выходредуктора. Так как между клапаном 11и седлом 4 образовано минимальноепроходное сечение, то давление газана выходе регулятора повышается плавно.Одновременно газ из полости 15,связанной с выходной полостью, по каналу 18 с дроссельным устройством 19поступает в надпоршневую полость 17большей ступени поршня 13. По мереповышения давления в полости 17 поршень 13 под действием давления газав этой полости на неуравновешеннуюплощадь поршня медленно и плавноопускается вниз. При этом он, воздействуя на шток 9, плавно перемещаетвниз клапан 11. Проходное сечениерегулятора плавно увеличивается,чтосопровождается также плавным дальнейшим повышением расхода через регулятор и давления в полости 15. При пе- .ремещении вниз поршня 13 пружина 12сжимаетсяПри установлении в полости 17 давления, равного давлению настройки, перемещение поршня 13 внизпрекращается, он находится в состоянии равновесия. Действие на поршень13 газа в полости 17 уравновешенодействием пружины 12 и давления газа на поверхность 16 меньшей ступени поршня, По мере повышения давлеРегуллтор давления газа по авт. св. Р" 752253, о т л и ц а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ 5 922675 6ния в (выходной) полости 15 чувст- ловливает более быстрое восстановлевительный элемент 8 под действием ние величины выходного давления.этого давления поднимается вверх. При установившемся режиме работы .При этом вверх поднимается поршень регулятора между силами, действующи 13 и взаимодействующий с ним черезми на поршни 8 и 13, устанавливаетсятолкатель 9 клапана 11. В результа- динамическое равновесие, соответствЪте проходное сечение редуктора умень- щее раск.ду газа. Если расход газашается. Если выход иэ редуктора за- изменится, то новое равновесие наскрыт, то при давлении в выходной по- тупает при другой величине дросселилости, равном давлению настройки, О рующей щели.дросселирующий клапан 11 сядет на Предлагаемый редуктор давления имеседло М, перекрыв поступление газа ет высокие динамические характеристина выход устройства. ки, В этом устройстве исключены резПри отборе газа в объем эа регу- кие динамические забросы выходноголятором давления газа в полости 15 15 давления при резкой (например, черези сила его воздействия на чувстви- электропневмоклапан) подаче входноготельный элемент 8 и поршень 13. (на (высокого) давления газа. Это обусповерхность 16) уменьшается. Чувст- ловлено тем, что между клапаном ивительный элемент 8 и поршень 13 седлом регулятора при отсутствии давопускаются вниз, увеличивая величину. 20 ления среды образована минимальнаящели между клапаном 11 и седлом 4. проходная щель.Приток газа на выход регулятора уве- В предложенном регуляторе недостатличивается, давление в полости 15 ки известного регулятора исключены,восстанавливается. что достигнуто размещением двухступенТак как дроссельное устройство 19 2 ъ чатого поршня в чувствительном элемен.имеет большое гидравлическое сопро- те. Дросселирующий клапан размещентивление, то изменение давления в последовательно под чувствительнымполости 15 в надпоршневую полость 17 элементом. При этом подвод газа еысопередается с запозданием, следствием кого давления происходит не черезчего является перемещение (реакция) З 0 чувствительный элемент, что дает возпоршня 13 в Функции скорости измере- можность исключить один уплотнительния выходного давления. При резком ный поясок, обеспечивающий герметичуменьшении, например, выходного дав- ность в подвижном соединении. В этомления (в полости 15) давление в по- случае трение в подвижных частяхлости 17 не успеет выравняться и бу- з уменьшается,точность регулированиядет выше. На поршне 13 образуется пе- повышается. Исключение уплотнительно,репад давления, под деиствием которо- го пояска, уплотняющего подвижный стыкго он опустится вниз.,Это перемещение высокого давления повысило надежностьпроисходит относительно чувствитель- работы устройства в целом. Кроме того,ного элемента 8. Перемещения клапана 0 оставшийся уплотнительный поясок на11 складываются из перемещений чувст" чувствительном элементе не подвергавительного элемента 8 и поршня 13 ется действию высокого входного давчПервыи иэ них вследствии инерционности ления, что также обуславливает повыплохо реагирует на быстрые изменения давшение точности и надежности работыления на выходе,он реагирует только на 4 предложенного регулятора давления,статические (медленные) изменения выход Размещение двухступенчатого поршного давления Поршень 13, реаги- ня внутри чувствительного элементарующий на скорость изменения выходно- заметно уменьшает габаритные размего давления, компенсирует эапаэдцва- ры (высотц) предложенного устройства,ние реакции чувствительного элемен- так как размвры дросселирующего кла 0пана несоизмеримо меньше размеровПри резком прекращении отбора га- двухступенчатого поршняза в объем эа регулятором давление вполости 15 и сила его воздействияна поршень 8 и поршень 13 увеличивают- Формула изобретенияся. Последние перемещаются вверх,5уменьшая зазор между клапаном 11 иседлом 4. Причем подъем вверх поршня13 происходит более быстро, Это обус7 922675 ности, надежности и уменьшения габа- .ритных размеров регулятора, в нейм в поршневом чувствительном элементе выполнена полость, в которой размещен двухступенчатый, полый поршень. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 752253, кл. 6 05 0 16/10, 1978922675 ВНИИПИ Тираж филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4