Регулятор давления газа

ц 987596 Сфвз СоветскикСоциалистическихРеспублик Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетГееудлрствеввый кемлтет СССР вф делам изобретений и еткрытий(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА 1Изобретение 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. У 752252 известен регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен подпружиненный дросселирующий клапан1 о с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания. В корпусе установлен также двухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени, торец мень шей ступени которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с подпоршневой полостью двухступенчатого полого 2 о поршня каналом с дросселем .1 ,. Недостатком известного регулятора является то, что в нем динамические характеристики улучшены в небольшом 2диапазоне изменения выходного давления, Это видно из следующего. Пружина двухступенчатого поршня, реагирующего на резкие изменения парамет ров выходного потока газа, не регулируемая. Пружина задания регулируемая, изменением ее сжатия регу" лятор настраивается на необходимое давления на выходе. При этом сжатие пружины двухступенчатого поршня не изменяется. Это приводит к.тому, что совместная работа чувствительного элемента и двухступенчатого поршня происходит в узком диапазоне сжатия пружины задания (в узком диапазоне настройки выходного давления регулятора ). Это ухудшает динамические характеристики регулятора при работе его с настройкой на другое выходное давление. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик в широком диапазоне настройки регулятора.Э 9875Указанная цель достигается тем, что регулятор давления газа содержит.установленный в выполненном в кор пусе осевом отверстии и в осевом резьбовом отверстии закрепленного на корпусе стакана регулировочный винт с опорной тарелью, связанной с одним концом пружины, размещенной в полости двухступенчатого полого поршня, второй конец которой связан с опорным 1 о элементом, закрепленным на торцовой поверхности большей ступени двухступенчатого полого поршня.При таком исполнении представляется возможным изменять сжатие пружины 15 двухступенчатого поршня при измене" нии настройки регулятора, чем обеспечивается параллельная работа двухступенчатого поршня и чувствительного элемента во всем диайазоне сжа О тия пружины задания (во всем эксплуатационном диапазоне настройки регулятора). Это обуславливает улучшение динамических. характеристик регулятора давления в широком 25 диапазоне его настройки.На чертеже показан регулятор давления газа, разрез.Регулятор давления газа содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, В корпусе размещен нагруженный регулируемой винтом 4 через тарель 5 пружиной 6 задания чувствительный элемент 7 поршневого типа (поршень), в котором выполнено седло 35 8 и центральное гнездо 9, сообщенное каналами 10 с выполненной на наруж- ной поверхности элемента между его уплотнительными поясками 11 и 12 коль цевой проточкой 13, полость которой 40 связана с входной полостью 2.В центральном гнезде 9 чувствительного элемента 7 размещен дросселирующий клапан 14 с пружиной 15 и толкателем 16, проходящим через ка нал 17 седла 8. В корпусе 1 размещен двухступенчатый полый поршень 18, нагруженный в сторону большей ст- пени пружиной 19 и взаимодействующий обращенным к выходной полости 3 50 торцом 20 меньшей ступени с толкателем 16 дросселирующего клапана 14. Выходная полость 3 сообщена с подпоршневой полостью 21 каналом 22 с дросселем 23. Канал 22 с дросселем 55 23 могут быть выполнены как в двуступенчатом поршне 18, так и в корпусе 1, Корпус 1 закрыт стаканом 24,96 фПружина 19 двухступенчатого поршня 18 размещена внутри поршня 1 в полости 21) и взаимодействует с однойстороны с опорным элементом 25, жестко связанным с торцовой поверхностью,большей ступени поршня 18, а с другой стороны - с опорной тарелью 26,выполненной заодно с.регулировочнымвинтом 27, выходящим наружу черезотверстие 28 в опорном элементе 25и через отверстие с уплотнителем 29в корпусе .1 и сопряженным с установленным в осевом резьбовом отверстии 30 стаканом 31, закрепленнымна корпусе.Регулятор работает следующим образом.В исходном состоянии пружина 6сжата через тарель 5 регулировочномвинтом 4, Поршень 7 пружиной 6 максимально опущен вниз. Пружина 19сжата при помощи регулировочноговинта 27 через тарель 26. Поршень 18пружиной 19 прижат к днищу корпУсаи занимает крайнее нижнее положение Дросселирующий клапан 14 поддействием пружины 15 приводится в контакт толкателем 16 с поршнем 18 между клапаном и седлом 8 имеется небольшая щель,Газ высокого давления подается квходной полости 2, откуда через кольцевую проточку 13, каналы 10 посту,пает к дросселирующему клапануГаз в щели между клапаном 14 и седлом 8 дросселируется и по каналу 17поступает в выходную полость 3. Незначительная начальная щель между клапаном 14 и седлом 8 обуславливаетплавность повышения давления в выходной полости, Газ иэ выходной полости3 по каналу 22 через дроссель 23 пос. тупает в подпоршневую полость 21 поршня 18. Дроссель 23 обуславливает ещеболее 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 толкатель 16 к подъему над седлом 8 дросселирующего клапана 14. Величинадросселирующей щели увеличивается,что приводит к дальнейшему повышениюдавления в выходной полости 3. Таккак,подъем поршня 18 вверх происходитплавно и медленно, то давление на выходе регулятора увеличивается такжеплавно, По мере повышения давления ввыходной полости 3 чувствительный элемент 7 поднимается вверх, сжимая пружину 6. При этом проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8 уменьшается. Если выход иэ регулято ра закрыт, то при определенном давлении в выходной полости 3 ( давлении настройки ) клапан 14 перекрывает канал 17 седла 8. Поршень 18 под действием давления газа в полости 21 10 на уравновешенную площадь большей ступени поднят вверх и уравновешен усилием пружины 19.При отборе газа в объем за регулятором давление газа в полости 3 и сила его воздействия на поршень 7 снижается. Последний под действием пружины б 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 регулятор 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 перемещению клапана 14 через толкатель 1 б З 0 (изменение проходного сечения), компенсирующему резкие изменения выходного давления. Так при резком увеличении расхода газа через регулятор давление в полости 3 уменьшается.з 5 Давление в полости 21 остается прежним. Под действием этого давления поршень 18 поднимается вверх, поднимая вверх и клапан 14. Величина дросселирующей щели увеличивается за 40 счет перемещения поршня 18, компенсируя обусловленное трением и инерционностью запоздание в перемещении поршня45При резком уменьшении расхода через регулятор он работает аналогично, только перемещения поршней 7 и 18 обуславливает резкое уменьшение дросселирующей щели между клапаном50 14 и седлом 8.По мере восстановления величины выходного давления в поЛости 3 при изменении расхода газа поршень 18 (за счет выравнивания давления в полостях 3 и 21) занимает прежнее поло 55 жение. Между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамические равнове 96 6сие, соответствующее определенному расходу газа через регулятор.При изменении расхода газа динамическое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.Изменение настройки регулятора осуществляется изменением сжатия пружины б винтом 4 через тарель 5. При этом соответствующим образом изменяется сжатие пружины 19 винтом 27 чем достигается одновременная работа чувствительного элемента 7 и двух" ступенчатого поршня 18 .регулирования выходного давления.Если, например, необходимо уменьшить давление на выходе регулятора 1,давление настройки ), то вращают винт 4 таким образом, чтобы пружина б расслаблялась. При этом давление настройки уменьшается. Цтобы это давление ( его величина будет и в полости 21 ) могло преодолеть со стороны по" лости 21 силу пружины 19 и тем самым обеспечить участие в регулировании выходного давления двухступенчатого поршня 18, необходимо ослабить эту пружину, Расслабление пружины 19 достигается соответствующим вращением винта 27, который при этом поднимается вверх вместе с тарелью 26. Пружина 19 расслабляется настолько, что сила уменьшенного давления в полостях 3 и 21 способна преодолеть через оборный элемент 25 силу пружины 19. Поршень 18 при этом участвует в работе регулятора.При повышении давления настройки сжимаются пружины 6 и 19 винтами 4 и 27 соответственно. Сжатие пружины б обуславливает повышение давления в выходной полости 3. Сжатие пружины 19 обеспечивает участие в работе двухступенчатого поршня 18 при настроечномноминальном ) давлении в вы" ходной полости регулятора. Обеспечение возможности регулирования величины сжатия пружины 19 исключает полное смыкание витков этой пружины и выключение иэ работы поршня 18 при малом предварительном сжатии пружины и высоком настроечном (выходном )дав-. пении регулятора. Возможностью регулирования пружины 19 исключается также неучастие в работе двухступенчатого поршня 18 при большом предварительном сжатии этой пружины и низком настроечном давлении, при ко-, тором сила этого давления со стороны полости 21 не смогла бы преодолеть силу пружины 19 и поднять поршень 18 вверх, Поршень был бы все время в крайнем нижнем положении и 3 не участвовал бы в работе.Предлагаемый регулятор давления газа исключает. резкие забросы выходного давления при резкой подаче давления газа на вход устройства, обес ф печиввет высокую плавность повышения давления на выходе при резком, например от злектропневмоклапана, пос" туплении газа на вход. Регулятор имеет два чувствительных элемента - пор-з шень 7 и поршень 18, первый из которых реагирует на статическое изменение выходного давления, а второййа скорость изменения низкого давле-. ния. Это обуславливает высокую чув ствительность регулятора и высокую точность регулирования, причем эти свойства обеспечены во всем диапазоне настройки регулятора, В регуляторе существенно ограничена возможность колебаний давления газа и на выходе, а также повышена устойчивостьего к автоколебаниям. Формула изобретенияРегулятор давления газа по авт. св. У 752253, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик регулятора в широком диапазоне его настройки он содержит установленный в выполненном в .корпусе осевом отверстии и в осевом резьбовом отверстии закрепленного на корпусе стакана регулировочный винт с опорной тарелью, связанной с одним концом пружины, размещенной в полости двухступенчатого полого поршня, второй конец которой связан с опорным элементом, закрепленным на торцовой поверхности большей ступени двухступенчастого полого поршня.Источники информации, принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР й 752253, кл. С 05 В 16/10, 1978 (прототип).