Регулятор давления газа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СфветскнвСфцналнстнческнкРеслублнк и 1932474(51)М. Кл. С 05 0 16/10 3 Ъвудэуетаапай квинтет СССР вв аелам язееРетеввй н еткфытвй(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Г О изооретение относится к пневмо автоматике и может быть использовано в различных пневматических системах для понижения давления газа.По основному авт. св, Р 730368 известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и первым выходным каналами, регулирующий орган,. выполненный в виде подпружиненного первого полого поршня с седлом в котором расположен первый дросселирукций клапан, связанный первым штоком с чувствительным элементом, выполненным в виде второго полого поршня с седлом, в котором установлен второй дроссепирующий клапан связанный вторым штоком с регулирующим органом, а на наружной поверхности второго полого поршня выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с внутренней полостью второго полого поршня и с выполненным в корпусе вторым выходным каналом 1.1.1. При повреждении уплотнителя дросселирующих клапанов давление э выходной полости регулятора повышаетсявыше величины настройки, что снижает точность регулирования, Крометого, при работе регулятора в статическом режиме давление в выходной полости при повреждении уплотнителя дросселирующих клапанов илиуппотнительных манжет полых поршнейповышается сверх допустимой величины,что при непринятии необходимых мерприводит к повреждению регулятораи выходу его из строя. Это снижаетнадежность работы регулятора,Цель изобретения - повышение точности и надежности регулятора давления газаУказанная цель достигается тем,что известный регулятор давлениягаза содержит пружину, первый и второй подпружиненные предохранительные клапаны, седла которых выполнены на торцовых поверхностях перво3 932го и второго полых поршней, с установленной между ними пружиной,в которых размещены первый и второйпоршни с центральными отверстиямии выполненными в них седлами первого и второго дросселирующих клапанов, в которых выполнены. каналы,связывающие полость выходного канала с входами первого и второго предохранительных клапанов.Кроме того, конструктивные параметры первого и второго предохранительных клапанов удовлетворяютнеравенству1( ф 14ээгде К, К -коэффициенты жесткостипружин первого и второго предохранительныхклапановЬ- величины сжатия пружийпервого и второго предохранительных клапанов;Г , ГЭ - эффективные площади91первого и второго предохранительных клапановсоответственно.При таком исполнении регулятораесли по какой-либо .причине поВышается выходное давление (это же давление будет и в надилапанных полостях), то срабатывают предохранительные кпапаны, и избыточное давлениестравливается в дренажную магистраль.При указанном выборе конструктивных параметров предохранительныхклапанов, последние начинают открываться при различных давлениях ввыходной полости регулятора. Этимобеспечивается минимальное превышение выходного давленуя при срабатывании предохранительных клапанов.На чертеже представлен регулятор давления газа, разрез.Регулятор давления газа содержит корпус 1 с входными 2 и 3 и вы. ходным 4 каналами. В корпусе размещены поршни 5 и б, нагруженные навстречу друг другу пружинами 7 и 8 посредством тарелей 9 и 1 О и регулировочных винтов 1 и 12. На наружных цилиндрических поверхностях поршней 5 и 6 выполнены кольцевые проточки 13 и 14 соответственно между уплотнительными манжетами 15, 1 б и 17, 18,Кольцевые проточки 13 и 14 с одной стороны сообщены соответ 474 4ственно с входными канапами 2 и 3; а с другой стороны каналами 19 и 20 сообщены с входными полостями 21 и 22 дросселирующих клапанов 23 и 24 нагруженных пружинами 25 и .26 и взаимодействующих между собой, толкателями 27 и 28. В полых поршнях подвижно размещены. полые поршни с центральными отверстиями и сед О лами 29 и 30, между которыми установлена пружина (сжатия) 31. Корпус 1 закрыт стаканами 32 и 33.В дросселирующих клапанах 23и 24 выполнены соответственно каналы 15 34 и 35, сообщающие выходную полость36 с входами первого и второго предохранительных клапанов (надклапанными полостями) 37 и 38 (в которых установлены пружины 25 и 26). В по лых поршнях 5 и 6 со стороны полостей 37 и 38 выполнены отверстия 39 и 40 с седлами 41 и 42, перекрытыми с наружндй стороны предохранительными клапанами 43 и 44 с пружинами 45, и 46, вторые концы которых взаимодействуют с опорными тарелями 9 и 1 О соответственно. В стаканах 32 и 33 выполнены каналы 47 и 48 соответственно.Конструктивные параметры предохранительных клапанов выбраны такими что выполняется неравенствоКЪ КцФ4ээ 35где К 1, К- коэффициенты жесткостипрувин 45 и 46 соответственно;Ь - величины сжатия пружин 45 и 4640Г Г - эффективные площади клаЭ 1 ф ЭДпанов 43 и 44 (площади;ограниченные седлами41 и 42 соответственно).Регулятор давления работает следу,Фющим образом.В исходном положении пружины 7и 45, 8 и 46 сжаты винтами 11 и12 чепез опорные тарели 9 и 10 соответственно. Поршни 5 и б максимапь- .50 но приближены друг к другу и находятся у упоров корпуса 1. Клапан 23максимально поднят вверх, а клапан24 максимально опущен вниз, седла29 и 30 пружиной 31 разжаты и прижимаются к клапанам 24 и 23, разобщая выходную полость 36 от входныхполостей 2 и 3. Клапаны 43 и 44 пружинами 45 и 46 прижаты к седлам 41 и932474 1 О 5 542, полости 37 и 38 разобщены от атмосФеры.Гаэ высокого давления через кла,паны 2 и 3, проточки 13 и 14, каналы 19 и 20 подается в полости 21 и 22. Под действием силы давления в полостях 21 и 22 седла 29 и 30 отходят от клапанов 23 и 24 (сближаются между собой), сжимая пружину 31. Проходное сечение между клапаном 23 и седлом 29, между клапаном 24,и седлом 30 увеличивается. В образовавшихся щелях газ дросселируется, его давление понижается. Гаэ с пониженным давлением поступает в выходную полость 36, Давление в полости 36 повышается, Под действием этого давления поршень 5 поднимается вверх, а поршень 6 опускается вниз. Вместе с поршнем перемещаются и седла 29 и 30, при.этом величины проходных целей (между кла-, паном 23 и седлом 29 с одной стороны и между клапаном 24 и седлом 30 с другой стороны) уменьшаются. Одновременно газ низкого давления иэ полости 36 через каналы 34 и 35 поступает в полости 37 и 38 стресясь оторвать клапан 43 и 44 от седла 4 и 42 соответственно, Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении в полости 36, называемом давлением настройки в статике, клапаны 23 и 24 герметично перекрывают седла 29 и 307 равобщая входные полости от выход- . ной полости.При обработке газа в объем эа регулятором выходное давление и сила его .воздействия на поршни 5 и 6 снижаются. Это приводит к опусканию .первого поршня и подъему вверх второго поршня, в результате чего клапаны 23 и 24 открываются и газ дросселируется в образовавшихся щелях между клапанами и их седлами. Давление в полости 36 снова повышается и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при других величинах дросселирующих щелей.При повышении давления в полости 36 вьппе давления настройки поршни 5 и б расходятся настолько, что клапаны 23 и 24 перекрывают каналы се-" 6дел 29 и 30, разобщая полости высокого давления от полости низкого давления. При чрезмерном повышении выходного давления, что может имеаь место при повреждении уплотнительных манжет 16 и 17, уплотнительных поясков седел 29 и 30 и .уплотнителей клапанов 23 и 24, поршни 5 и 6 доходят до упора стаканов 33 и 32 и останавливаются. При дальнейшем повышении давления открываются предохранительные кпапаны 43 и 44, сжимаясвои прупины 45 и 46. Избыточное давление газа из полости 36 по каналам34 и 35 через полости 37 и 38, каналы 39 и 40, 48 и 47 сбрасывается в атмос-Феру. Отличия конструктивных параметров предохранительных клапанов 43и 44 обусловливают различные их.дав 20 ления начала срабатывания так какЭвеличина является давлением начала открйтия клапана. При небольшомпревышении давления в выходной полости регулятора сначала открывается25 один предохранительный клапан, у которого величина меньше, При восК ЪГастановлении требуемого давления ввыходной полости регулятора сработавший предохранительный клапан под дей 5 О ствием своей пружины садится на своеседло, разобщая предохраняемую систему от атмосФеры. Если же при включении одного предохранительного клапана давление на выходе регулятора повышается (что имеет место при большой негерметичности, когда один кпапан предохранительюп и не обеспечивает необходимого сброса газа),то открывается и другой предохранительньш клапан (у которого величинаК"Ибольше). Так через оба включенГные клапаны обеспечивается необходимый сброс избыточного давлениягаза,Поочередное включение предохранительных клапанов обусловливает более высокую точность поддержания выходного давления, так как при этом50открытие дренажных каналов прОисходит в большей степени, чем увеличение давления в предохраняемой системе. Иными словами, одинаковое сизвестными предохранительными клапанами (или несколькими предохрани 55тельными клапанами с, одинаковой на-.стройкой) открытие в предлагаемомрешении достигается при меньшем превьппении давления в системе.1. Регулятор давления газа по авт. св. Р 730368, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности регулятора, он содержит пружину, первыи и второй подпружиненные предохранительные клапаны, седла которых выполнены на торцовыхповерхностях первого и второго полых поршней, с установленной между ними пружиной, в которых размещены первый и второй поршни с центральными отверстиями/ 932474 8Перенастройка предохранительных и выполненными в них седлами перво- клапанов приизменении настройки регуля- .го и второго дроссепирующих клапатора винтами1 и 12 осуществляет- нов, в которых выполнены каналы, ся автоматически; увеличивается дав- связывающие полость выходного кана- ление настройки регулятора - увели ла с входами первого и второго пре- . чивается .и давление срабатывания пре- дохраннтельных клапанов, дохранительных клапанов, и наоборот. 2. Регулятор по п. 1, о т л и -Установка на поршнях регулятора ч а ю щ и й с я тем, что конструкдавления предохранительных клапанов тивные параметры пЕрвого и второгоповышает точность и надежность регу предохранительных клапанов удовлетлятора давления газа. воряют неравенствуРегулятор обеспечивает резерви- К Ъ къ рование подачи газа высокого давле Р Ръния, что также обусловливает повы-1 , О. шение надежности его работы . 1 5 где К 1, К 7 - коэффициенты жесткости пружин первого и второго предохранитель- Формула изобретения ных клапанов;Ь 1- величины сжатия пружин 20 первого и второго предохранительных клапанов Г Г - эффективные площади перыйвого и второго предохранительных клапановсоответственно.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР зо Ф 7303 б 8 кл. С 05 0 1 б/О, 978