Регулятор давления газа

3 97434 20 При таком исполнении регулятора повышение выходного давления газа сверх допустимой величины вызывает подъем вверх первого чувствительного элемента, в результате чего толкатель третьего клапана доходит до второго чувствительного элемента.и упирается в него, Даль нейшее повышение выходного давления вызывает перемещение двухступенчатого поршня дальше вверх. При этом дополнительный запорный орган толкателем отрывается от седла, избыточное давление сбрасывается в атмосфеРУ На чертеже представлен регулятор давления газа, разрез. 1 Регулятор давления состоит из корпуса1 с входным 2 и выходным 3 каналами, в котором размещены силовой (основной) и настроечный (вспомогательный) редукторы. Силовой редуктор включает в себя седло 4, нагруженный пружиной 5 первый клапан 6, взаимодействующий посред ством толкателя 7 с первым чувствительным элементом 8,Настроечный редуктор включает в себяседло 9, второй клалан 10 с пружиной 11,взаимодействующий толкателем 12 со ввторым чувствительным элементом поршневого типа 13, нагруженным посредством регулировочного винта 14 черезопорную тарель 15 пружиной задания 16,Выходная полость (выход первого клапана),17 силового редуктора каналами 18и 19 сообщена со входной полостьв(входом второго клапана) 20 настроечного редуктора,Первый чувствительный элемент 8 силового редуктора выполнен в виде двухступенчатого поршня, торцовая поверх+ ность меньшей ступени которого обраще 40 на к выходной полости 17 силового редуктора, Торцовая поверхность большей ступени поршня 8 обращена ко второму чувствительному элементу 13 настроечного редуктора с толкателем 21 и образует с ним и стаканом 22 корпуса 145 пневмополость 23, сообщенную с выход ной полостью 24 настроечного редуктора проточками 25, каналами 26 и через зазоры между вторым чувствительным элементом 13 и стаканам 22.Пневмополость 23 сообщена через дроссельное устройство 27 с полостью 28 между ступенями поршня 8 и корпусом 1. Полость 28 каналом 29 сообщена с атмосферой. Корпус регулятора закрыт стаканом 30,В двухступенчатом поршне 8 выполнено седло 31, канал 32 которого сооЬ 7 4щен с полостью 28 через радиальные отверстия 33 и перекрыт со стороны выходной полости 17 регулятора нагружен ным дружиной 34 третьим клапаном. Третий клапан 35 толкателя 36 связан с толкателем 21 второго чувствительного клапана элемента 13, а толкателем 37- с толкателем 7 первого клапана, Пружина 3 может быть также установлена в полости 23 между чувствительными эльментами 8 и 13, В поршне 8 со стороны меньшей его ступени выполнена осевая ракеточка 38, полость которой служит входной полостью для третьего клапана 35 исоединенная с выходной полостью 17 регулятора каналами 39 и 40.Регулятор давления газа работает следующим образом.Н исходном положении пружина задания 16 сжата, винтом 14 через тарель 15. Второй чувствительный элемент 13 максимально опущен вниз и упирается в стакан 22. Второй клапан 10 через толкатель 12 вторым чувствительным элементом 13 максимально отжат от сед-, ла 9. Первый чувствительный элемент 8 толкателем 21 через толкатель 36, запорный орган 35 и пружину 34 отжат вниз, седло 31 перекрыто третьим клапаном 35, толкатель 37 которого контактирует с толкателем 7 первого клапана 6, образующего с седлом 4 небольшой зазор.Газ высокого давления подводится через канал 2 к первому клапану 6. В зазоре между клапаном и седлом 4 гаэ дросселируется, его давление понижается. Газ пониженного давления поступает в выходную полость 1 7. силового редуктора и через канал 3 потребителю. Незначительная величина зазора между первым клапаном 6 и седлом 4 обуславливает плавность повышения давления на выходе устройства.Одновременно газ по каналам 18 и 19 из полости 17 поступает во входную полость 20 настроечного редуктора. Иэ полости 20 газ по зазору между клапаном 10 и седлом 9 поступает в выходную полость 24 настроечного редуктора. Из полости 24 газ по проточкам 25 и каналам 26 поступает в пневмополость 23.По мере повышения давления в цолоо. тях 24 и 23 второй чувствительный алемет 13 поднимается вверх, сжимая пружину задания 16, а поршень 8 опускается вииэ, увеличивая проходное сечение между клапаном 6 и седлом 4, Это обуславливает увеличение притока газа вПри таком превышении давления вель чины настроечного давления на выходе регулятора за счет подъема вверх поршня 8 (после контакта толкателей 21 и 36 происходит отрыв третьего клапана 35 от своего седла 31 . При этом избыточное давление из полости 1 7 по каналам 40 и 39, полость 38, канал 32, радиаль ные отверстия 33, полость 28 и канал 29 сбрасывается в атмосферу. При воо 5 9743полость 17 и повышение в ней давления,Повышение давления в полостях 24 и 23сопровождается подъемом вверх второгочувствительного элемента 13 и уменьшением щели между вторым клапаном 10 3и седлом 9, При давлении в полостях 24и 23, равном давлению настройки вспомогательного (.настроечного) редуктора,второй чувствительный элемент 1 3 поднимается вверх настолько, что клапан 10садится на седло 9, перекрыв его канал.Так как пневмополость 23 сообщена сдроссельным устройством 27 через полость 28 канал 29 с атмосферой, то полного перекрытия канала седла 9 вторым 15клапаном 10 не происходит, имеет место постоянное незначительное дросселирование газа вторым клапаном. Давлениев полостях 24 и 23 поддерживается постоянным. 20По мере опускания вниз поршня 8 приповышении давления в полости 23 увеличивается величина щели между первымклапаном 6 и седлом 4, Давление газав полости 1 7 при этом повышается. Сила 25воздействия давления в полости 1 7 наторцовую поверхность меньшей ступенипоршня 8 увеличивается. Под действиемвозрастаюшего давления в полости 17поршень 8 поднимается вверх, сжимая щгаз в полостях 23 и 24,Если выход из регулятора давлениягаза закрыт, то при давлении в полости17, равном давлению настройки устройства (силового редуктора),:поршень 8подвмется вверх настолько, что первыйклапан 6 садится на седло 4, перекрывего канал и разобщив входную 2 и выходную 3 полости регулятора. При подъ.еме вверх поршня 8 и сжатии газа вполостях 23 и 24 сначала второй клапан 10 перекрывает седло 9 и избыточное давление газа из полостей 23 и 24сбрасывается в атмосферу через дроссель27, полость 28 и канал 29. При дальнейшемдренаже газа из полости 23 второй клапан410 несколько открывается, компенсируяутечки через дроссель 27 и обеспечиваяпрежнее ( настроечное) значение давления вуправляющей полости 23 регулятора. Засчет этого коэффициент жесткости, нагружающей поршень 8 со стороны полости23 газовой пружины, равен нулю, что обуславливает высокую точность понижениядавления газа регулятором и значительнуюего производитель ность.При отборе газа в объем за регулято,ром через канал 3 давление в полости 17и сила его воздействия на чувствитель 47 6ный элемент 8 снижаются, Это приводитк опусканию вниз поршня 8, открытиюпервого клапана 6 и дросселированню газа в образовавшейся полости шели междуклапаном и седлом. Давление в полости17 снова повышается и при некотором егозначении между силами, действуюшими наподвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа,Если расход газа изменяется, то новоеравновесие наступает при другой величине щели между первым клапаном 6 и седлом 4,Если давление газа в выходной полости 17 повышается сверх давления настройки регулятора, то чувствительный элемент8 под действием этого давления поднимается вверх настолько, что толкатель 36касается толкателя 21. При этом толка.тель 37 отходит от толкателя 7 первогоклапана 6, который садится на седло 4,разобщив входную 2 и выходную 3 полооти,Дальнейший подъем поршня 8 возможен при скачкообразном повышении выходного давления, Ступень давления, на которую должно повыситься давление в полости 17, чтобы поршень 8 продолжалподниматься вверх, определяется предварительным сжатием пружины 34 и величиной,неуравновешенной по давлению в полости, 1 7 плошади третьего клапана 35, Именно,выходное давление (в полости 17) должноповыситься на такую величину, которая обесйечит дальнейший подъем вверх поршня8 при уменьшении его эффективной площади со стороны полости 17 (после контакта толкателей 21 и 36 эта плошадьуменьшается на величину площади седла31 (и при преодолении усилия пружины34 параметры пружины 34 и размерыседла 31, помимо выполнения прочихусловий, выбираются таким образом, чтобы превышение давления (скачок давления) в полости 17, необходимое для открытия третьего клапана 35, было равноминимально допустимому превышениювыходного давления регулятора.974347 7становлении настроечного давления на выходе регулятора поршень 8 под действием давления газа в полости 23 опускается вниз, перекрыв канал 32 седла 31 запорным органом 34 и прекратив сброс газа в атмосферу, В описываемом регуляторе условия сброса избыточного давления по сравнению с известными предохранительными клапанами) значитель но улучшены, При контакте толкателей 10 21 и 36 на второй чувствительный элемент 13 начинает воздействовать сила пружины 34 и сила давления газа в полости 1 7 на неуравновешенную площадь третьего клапана 35. Происходит перераопределение этих сил с поршня 8 на поршень 13. Дополнительная сила на чувствительный элемент 13, который до этого находился в равновесии от силы пру жины задания 16 и силы давления газа в 20 полостях 24 и,23, вызывает некоторый его подъем вверх, В результате зазор между вторым клапаном 10 и седлом 9 уменьшается, приток газа в полости 24 и 23 также уменьшается, а сброс газа 25 из этих полостей через дроссельное устройство 27 остается прежним. Это приводит к некоторому снижению давления в пневмополости 23, максимальному подь ему вверх поршня 8 и полному открытию щ третьего клапана 35. Это также обуслав ливает высокие динамические характеристики описанного регулятора давления газа.На вход настроечного редуктора по дается стабилизированное силовым редуктором давление газа. Это обуславлива.ет независимость управляющего давления силового редуктора от величины давления на входе, и результате чего точность понижения давления газа регулятором повышается. Это же обеспечивается также тем, что жесткость управляющей полости пневмойружины) 23 равна нулю. 8Предлагаемый регулятор исключает повышение выходного давления выше допуотимой величины, что характеризует его более высокую точность и надежность работы. Он имеет высокие динамические характеристики, в регуляторе выходное давление повышается плавно, при резкой подаче давления на вход отсутствуют динамические забросы выходного давления, Это обусловлено конструкцией регулятора, обеспечивающей минимальное начальное проходное сечение устройства.Нулевая жесткость пневмопружины первого чувствительного элемента обуславливает характер работы регулятора, близкий к релейному, При этом обеспечивается высокая производительность, что позволяет регулятору заменить многие агрегатные газовые редукторы.Предлагаемый регулятор обладает высокой устойчивостью к автоколебаниям. формула изобретения Регулятор давления газа по авт, св. СССР М 896598, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности регулированияон содержит подпружиненный третий клапан, расположенный в осевой расточке, выполненной в двухступенчатом поршне, и связанный со вторым чувствительным элементом поршневого типа и с первым клапаном, причем канал седла третьего клапана связан через радиальные отверстия, выполненные в двухступенчатом поршне, с полоотью, образованной его ступенями и корпусом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР