Регулятор давления газа

72) Авторы нзобретення Перловски Мельникова 7) Заявнтед 54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА тся к автомтиИзобретени еским регул ользовано в емах управл отн рам может быть исзированных сис вт ологическимиентальнымибуется высоации давленменения в ения тех эксперим процессамиследованиям де трабилзонах Точность т высока, так к ная статистич кроме того, н кая точность ст из ия в широких диана из еличин расходов.Известен регулятор давления потока газа, имеющий элемент сравнения, задатчик давления, регулятор давления прямого действия с глухой и проточной камерами, разделенными чувствительным элементом. В проточной камере регулятора расположены сопло и связанная с чувствительным элементом заслонка, Регулятор соединен с нагрузкой газовой линией 1,11,го регулятора неу него значительая погрешность и алых расходах возникает погрешность, обусловленная внедрением сопла в эластичную заслонку. Кроме того, в случае изменения значения регулируемого давления при малых величинах расходов возникают переходные процессы с недопустимо большой длительностью.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регулятор давления потока газа, содержащий регулятор давления прямого действия, элемент .сравнения, одна из камер которого подключена к каналу задания, а другая подключена к нагрузке и через первый переменный дроссель, установленный на ,газовой магистрали, к проточной камере регулятора давления прямого действия. Камеры элемента сравнения расположенные между мембранами с меньшей эффективной площадью соединены между собой через второй переменный.дроссель и непосредственно через переключатель с глухой камеЭ932473,ми, разделенными чувствительным элементом 4. В проточной камере 3 регулятора расположены сопла 5 и связанная с чувствительным элементом 4 заслонка 6, а также настроечная пружина . Проточная камера 3 соединена каналом 8 с атмосферой через нагрузку 9. Регулятор давления потока газа содержит также элемент 10 сравнения, имеющий камеры задания 11, опорного давления 12, глухую 13 и проточную 14. Камера 14 соединена через сопла 15 с атмосферой и через постоянный дроссель 16 с источником питания. Камеры 13 и 14 соединены между собой переменным дросселем 17. Камера 13 соединена также с глухой камерой 2 регулятора 1 прямого действия.Регулятор давления потока газа содержит также два повторителя давления со сдвигом, первый 18 из которых с глухой камерой 19, соединенной с каналом 8, содержит настроечную пружину 20, Проточная камера 21 этого павтдрителя разделена чувствительным элементом 22 с глухой камерой 19. Камера 21 соединена с задатчиком 23 давления непосредственно и через сопла 24 с кана лом 25 с камерой 11 задания элемента 10 сравнения, а через переменный дроссель 26. с источником постоянного давления, Второй повторитель 27 со сдвигом включает глухую 28, содержащую настроечную пружину 29 и соединенную с источником постоянного давления, и проточную 30 камеры, разделенные чувствительным элементом 25 ЗО 35 Щ 45 50 55 рой регулятора давления прямого действия, причем одна из указанных камер элемента сравнения соединена через сопла с атмосферой и через постоянный дроссель с каналом питания, другая камера выполнена глухой 23.В этом регуляторе давления потока газа сравнение заданного и регулируемого давления происходит с погрешностью за счет зоны нечувствительности элемента сравнения. Кроме того, имеется невоспроизводимость показаний.за счет гистерезиса мембраны.В виду этого известный регулятор не может быть использован в качестве регулятора малых давлений и разрежении.Цель изобретения - повышение точности поддержания давления, а также расширения диапазона регулирования за счет обеспечения возможности регулирования малых давлений, абсолютного давления, атмосферного давления и разрежений.Поставленная цель достигается тем, что в регулятор давления газа, содержащий задатчик давления, элемент сравнения, регулятор давления прямого действия, состоящий из глухой, связанной с выходом элемента сравнения, камеры, и проточной камеры, связанной через первый переменный дроссель нагрузкой, сопла регулятора давления прямого действия размещено в проточной камере и сопряжено с заслонкой, связанной с чувствительным элементом, и подключено к входному каналу, камеры элемента сравнения, распояоженные между мембранами с меньшей эффективной площадью и корпусом, соединены между собой через второй переменный дроссель, причем одна из указанных камер элемента сравнения соединена через сопла сатмосферой и через постоянный дроссель с каналом питания, а другая камера выполнена глухой, Введены два повторителя со сдвигом, второй постоянный и третий переменный дроссели, причем глухая камера первого повторителя со сдвигом связана с выходом регулятора давления прямого действия, проточная камера первого повторителя со сдвигом соединена с задатчиком давления и через сопла - с камерой задания элемента сравнения, глухая камера второго повторителя со сдвигом подключена к первомуканалу питания и через третий переменный дроссель к соплу первого по:вторителя со сдвигом, проточная камера второго повторителя со сдвигомсвязана через второй постоянный дроссель с вторым каналом питания и с камерой опорного давления элемента сравнения, а сопла второго повторителясо сдвигом подключено к атмосфере. Кроме того, в регуляторе установлен источник разрежения, связанныйс проточной камерой регулятора прямого действия через нагрузку и с соплом задатчика давления,На чертеже представлена схемарегулятора давления газа,Регулятор давления газа содержитрегулятор 1 давления прямого действия с глухой 2 и проточной 3 камераВ случае подключения источника 34 разрежения к выходу дросселя 9 и задатчика 23 регулятор давления потока газа работает аналогично тому, как было описано выше, только при этом на чувствительном элементе 22 повторителя 18 со сдвигом уравновешиваются разрежения.При изменении расхода газа через регулятор 1 прямого действия путем изменения сечения нагрузки 9 давление перед этой нагрузкой 5 9324731. Камера 30 соединена с камерой12 опорного давления и через постоянный дроссель 32 с источником питания, а через сопло 33 с атмосферой,Регулятор давления потока газа 5может быть также снабжен источником34 разрежения, подключенным к выходу нагрузки 9 и к выходу задатчикадавления 23.Регулятор давления работает сле- Одующим образом,Газ подается на входной штуцеррегулятора 1 прямого действия ис его выхода подается на нагрузку9, В элементе 1 О сравнения происходит сравнение давлений в камере 11задания и опорного давления 12, яв-.ляющегося постоянным. Давление задания формируется между переменнымдросселем 26 и переменным сопротивлевием, образованным соплом 24 ичувствительным элементом 22 повторителя 18 сосдвигом, При этом незначительное изменение давления задания в проточной камере 21 вызывает значительное изменение давленияв камере 1 задания элемента 10 сравнения. Опорное давление в камере 11элемента 10 сравнения подается повторителем 27 с отрицательным сдви- зОгом, поэтому давление в камере 11оказывается меньше, чем давлениеперед переменным дросселем 26, Взависимости от знака рассогласования Всличин давлений в камере 11 задания и 12 опорного давления происходит перемещение мембранной сборкиэлемента 10 сравнения вверх илн вниз,При этом возникает скачкообразноеизменение выходного сигнала в камере 4014 Р =РВ 1, =К РВ,1, где РВ=Р 11-Р 4, гдеР - давление в камере 11, Р 11- дав 11 1;-,ление в камере 12, К=-, где Е -эффективная площадь большей, а-малой мембран элемента 10 сравнения.Пневматический выходной сигнал сэлемента 10 сравнения через переменный дроссель 17 поступает в глухуюкамеру 2 регулятора 1 прямого действияДавление газа на выходе регулятора 1 в канал 8 равно сумме давлений в камере 2 и настроечной пружины 7. Давление с выхода регулятора1 попадает в камеру 19 повторителя5518 со сдвигом, где уравновешивается с давлением задания в камере 21.Пружина 20 позволяет корректироватьположение оавновесия, Переменный 3 6дроссель 17 служит для увеличениянли уменьшения скорости изменениявыходного сигнала с элемента 10 сравнения, Коэффициент усиления К регулятора давления потока газа можетдостигать нескольких тысяч и настраиваться дросселем 26,Рз ьр Был зад,Вью з зю)Равновесие в системе регулирования наступает тогда, когда достигается равенство давлений в камерах19 и 21 повторителя 18 со сдвигоми равенство давления в камерах 11и 12 элемента 10 сравнения.Рассмотрим работу предлагаемогорегулятора при изменении давлениязадания от 0 до 1 кгс/см в камере21 задатчиком 23 давления. При этомчувствительный элемент 22 повторителя 18 со сдвигом приоткрывает щельмежду соплом 24 и заслонкои,укрепленной на чувствительном элементе22, тогда давление в камере 11 задания элемента 10 сравнения уменьшается, мембранная сборка элемента 10сравнения перемещается вниз, прикрывая сопло 15, давление на выходедросселя 17, а следовательно, в камере 2 регулятора 1 прямого действия, ив канале. 8 начинает увеличиваться, также начинает увеличиваться давление в камере 19 повторителя 18 со сдвигом, которое давит начувствительный элемент 22, прикрывая сопло 24 до тех пор, пока давление в камере 19 не становится равным давлению в камере 21, а это возможно только тогда, когда давлениев камерах 11 и 12 элемента 10 сравнения равны между собой.Давление задания может задаваться любым задатчиком 23, в том числезадатчиком абсолютного давления, атакже может быть равным атмосферному,93247 30 жестко держится постоянным и равным заданному давлению в камере 21,Наличие в регуляторе потока газа двух повторителей со сдвигом позволяет свести ошибку в поддержании заданного давления к нулю, а также расширить диапазон применения путем введения регулирования малых давлений, близких к нулю, атмосферного давленияи разрежений.По сравнению с базовым объектом - регулятором давления РПДМ - в предлагаемом регуляторе также расширен диапазон регулируемых давлений и повышена точность их регулирования. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий задатчик давления, элемент сравнения, регулятор давления прямого действия, состоящий из глухой, связанной с выходом элемента сравнения, камеры, и проточной камеры, связанной через первый переменный дроссель с нагрузкой, сопло регулятора давления прямого действия размещено в проточной камере, сопряжено с заслонкой, связанной с чувствительным элементом,и подключено к входному каналу, камеры элемента сравнения, расположенные между мембранами с меньшей эффективной площадью и корпусом, соединены между собой через второй переменный дроссель, причем одна из указанных камер элемента сравнения соединена через сопло с атмосферой и через постоян 3 8ный дроссель - с каналом питания,а другая камера выполнена глухой,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, внем установлены два повторителя сосдвигом, второй постоянный и третийпеременный дроссели, причем глухая,камера первого повторителя со сдвигом связана с выходом регуляторадавления прямого действия, проточная камера первого повторителя сосдвигом соединена с задатчиком давления и через сопло - с камерой задания элемента сравнения, глухаякамера второго повторителя со сдвигом подключена к первому каналу питания и через третий переменный дроссель к соплу первого повторителя сосдвигом, проточная камера второгоповторителя со сдвигом связана через второй постоянный дроссель свторым каналом питания и с камеройопорного давления элемента сравнения, а сопло второго повторителя сосдвигом подключено к атмосфере.2. Регулятор по п. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что в нем установлен источник разрежения, связанный с проточной камерой регуляторапрямого действия через нагрузку и ссоплом задатчика давления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фудим Е.Б, Пневматическая вычислительная техника, М., "Наука",1973, с. 80.2Авторское свидетельство СССРФ 744495, кл. С 05 О 1 б/06, 1978Заказ 3783 68 Т Подписное ВНИИПИ енного комитета СССР по д тений и открытий 113035, -35, Раушская наб., д ираж 908Государствелам изобреМосква, Ж ариан ППП Патент , .г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель О.Гудкова Редактор Е.Папп Техред Е. Харитончик ,:орректор Н,С