Регулятор давления

Союз Советских Социапистических Республик(23) Приоритет -Опубликовано 300881, Бюллетень М 9 32Дата опубликования описания 300881 0 05 О 16/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к пнезмоавтоматике и может быть использованов различных пневматических системахдля понижения давления рабочеи среды,По основному авт,св. Р 741243 известен регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями и с установленным в нем подпружиненным дросселируюшим клапаном,соединенным серез толкатель : чувствительным элементом поршневого типа,связанным с регулируемой пружиной,причем седло клапана выполнено в видеподпружиненного в сторону чувствительного элемента двухступенчатого поршня, меньшая ступень которого обращена к входной, а большая - к выходной полостям 1.Недостатком известного регулятораявляется то, что в нем не предусмотрена воэможность сброса рабочей среды при чрезмерном повышении выходного давления,Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения повышения давления на выходе редукторасверх допус"имой величины,Указанная цель достигается тем,что в чувствительном элементе выполнен канал с седлом, а в выходной полости ус:ановлен предохранительныйклапан, связанный с толкателем дросселирующего клапана,На фиг.1 представлен предлагаемыйоегулятор давления, разрез; на Фиг,2 арнт соединения предохранительного клапана с толкателем дросселируюшего клапана.Регулятор давления состоит из корпуса 1 с входной 2 и вь.ходной 3 полостями, выполненного в видс двухступенчатого поршня, седла 4 с канапами5 и 6, нагруженного пружиной 7 дросселирующего клапана 8 с толкателем9, на другом конце которого закреплен предохранительный клапан 10,перекрывающий канал 11 дополнительногоседла 12, выполненного в поршневомчувствительном элементе 13. Чувствительный элемент 13 может быть мембранным и нагружен рабочей пружиной14, второй конец которой через та 25рель 15 взаимодействует с регулировочным винтом 16. Между ступенямиседла 4 и корпусом 1 образована полость 17, в которой размещена пружина 18, поднимающая седло вверх, Торцов,ая поверхность меньшей ступени седла 4 обращена к входной полости 2, 860018а ТорСвая ПОБЕрХНОСТЬ ВОЛЬ;тсй Стугеки - к Выход:ой полости 3. Чувствительный элемент 13 закры стаканом19. "еждут стаканом и корпусом иазмеЩена .Ростствка, 20ЧУБОТвительньй элемент 13 имеет упор 21отверстиями22, ограничивающий его сближениесед:Ом 4, 13 стакстн(: 19 Быпоптены тре НажНЫЕ ОТБЕрСТИя 23 я ВЫХОда В атмосРеру газа при срабатывании птэсэдохранительного клапана 10.Предохранительный ИЗанан О Б Варианте устройства, изображенном а43 иг.1, жестко скрепле: с толкате;ем9 дросселирующего клапана 8. 11 а ил,2показано крепление предохранительного клапана 10 к толкателю 9 с воз -МСтКНОСЬЮ т" Б 3 аитсГО С аБОт"ттстасмеще ня . т(.а:са . 0:;л,".:Нтрч е( ки"углублснлем: О.БижтО ";тно 3 тт(.:БЕрХНИтн КОНО; тст:КСЗ от 3 Г;О уО,абуртик 24 н( :Ос.те/ (3.;13 т. ",.зазоом межУ бУ,тиком 2 1 . Бнт .Ре -ГаНОМ0 3 СЕД(3 М 4. т .; П тж И с 3 а 2 8ГЕГу;яО; абт;а .; .тзд,"Ют,Л. тб .разом.(3 ИС - т-,тСМ ;, т,". тт, -, " 3 3 ;(ПХЦо:т Чаа :, т; Е ; , Р, ,;т. С,3 ИРО 30 ттй 3 П:Г0:т, ЬО;(Ут, Р с,(тт анПОУжии,т 14 Р:,;"С,(бтт (т.,; тнс 3 3;, т цНОМ Я:;О,; О:;тИОТБИ( ЛтаЛ1 СЭ 1:, . Б:,;(ЬИГ:з.пеме:те .3 ит. О( сОЬМ КПВПатОМ 1 0 Эц Бт (тз т:т Эпртужииы 2,3 .:От жи ы; етель 9.тЕрЕ 3 БХОд "Ю ПОЛос; ",. 2 К Т: т(.т(ЗИ Ит К КпстистБ 8 КОТОВ; И ;. тст тт,нсК Е ГО ГружИ: нт т, тт с 3 т,: МКаЕТ .;,:, т:О:О Т;П. К Э О 3 а (.Ед,т:О:т 4ГОМ БИНТа т РсОО 3 Я;ОМ 4 ), 3 С О,савЕ.ст т у 30 -БттЕЛ; Ьт т -т- 1уравтО 3(Б Ба( усилие -эх; чей по Гиь;4, Это ВЫХОДНОЕ Давд(НИО СЕЦт. ДСИСТБУ(тт НИ СЕдца 4, Пс.рЕКЛЕщая Пт Следн "Е ВНИЗ И ттрсв тОБтБ ая у(. ИЛИО: ту КИЫ 1 б ЕСЛИ ВЫХОЦ т 3 РЕУя ОРс .: ВКРт, ТО ПРИ 0,РЕ т ЕтЕ т ОМ 3 т ЗтО Н и тсазЕНИН:т,:,.;.,Ь:ан БХОДН,тю т ВЫХОДНУЮГИ 1,. И,;Е Г (т Ка (От( - Ибо ГрИ - счи к,сзаиа 8 Давление на ьыхоДе(тт,Г(К:Е ТС Л т ТО ЭТО ИВОДИт:из (.и:к м. г, ижению Вниз седла 4П(3 РНЕБ(3 О тУ 3 СТВИТЕЛЬНОГО.3. Сба движения приводят(т ; И(ВЫХОДтой ПОЛОСТИ тО К аНаЛам2 3 црснажиру(:тс и Б атмосеоу.корте сброса избыочно о давления .;з:ол(3 ст и низкого давления редукто:оэцнг .":; увствительныи элементэод ц(.и ТБИ(тм пру:-:;ины 14 переме.т.ООН Бпи:, а седло 4 под Действием и.;жины ,8 Вверх. 11 ри давле.ии в .ЧХ(ттОЛ 03;(:ТИ, рав;ОМ даВЛЕНИЮ НВС ЭОИ( О. у(тятОра, КЛаиаН 10 СНОс,длт я . седло 12, перекрывая К аал, - - И Раз ОтЭЩЗИ БЬХОЦ НУЮ ПОЛОСТЬ О 3, тта; с О и10 тно,ть заботы редохоаниеьно -Б предлагаемом регуляторе Б,.е Обыч нтто,:ружинньх предохранив т(льнх ла.,анов, что Обеспечивается уь(33сем э 3(13 ективной пло" аги чув- , Г и пт(33. ього элсме иапод ьем предо - хранит(.л- ного;(лапана над (.го седлом 3 ТР(эйк, эа сецлсм 4 клапан В сноБа герметично перекрывает седло,П(и отборе газа ь Обьем за регулят 3 Рт;М БлБ 3 ДОЕ ДВБЛЕНИЕ И СИЛа ВОЗ - ;(3 ствия на чувствительный элемент 13 И тседт( 4 ,СО (.тОрОНЫ ПОЛОСТИ 3 ;Ыхт НОГО КВНаЛа, С ЛИжсЛЕТСЯ, ЭТО Прн Водит к годному вверх седла 4 иОпусканию вниз порневого чувствиОльн(го элемента 13, что в своюОч(.рель при:Одет к открытию клапана8 и,росс Спи ро 3 ан и 3: аэ а в образов Бшейся щели между :(лапаном и седл эм 4, Пс 3 вление Б выхоДной полости.новь по 3 ыается и при некотором егозначении между сига. и, действующими )на Одвижную систему р(,гулятора, ус -ананпнваатСЯ ДИ ;ВтЧЕСКОЕ РаВНОВЕ -, Лтт. (.:3 Р. О:Си Ш(ЛИ КБК За СЧЕТл;с.;(ттия ссцт( 4, так и за четиь ;увстьительного элемента 13.тЗ.С НИ дсвлтз НИН 3 ВЫХОДНОЙопределяется как перемещениями поршневого чунствительного элемента 13, так и движением седла 4 под воздействием выходного давления среды) без увеличения жесткости рабочей пружины. Эффективная площадь чувствительного элемента предохранительного клапана (как регулятора) увеличена на величину неуравновешенной по выходному давлению площади торцовой поверхности большей ступени седла 4 (поверх.ности седла, обращенной к выходному каналу). При этом жесткость рабочих пружин не увеличена. Следствием этого является повышение точности не только Регулирования давления, но и точности работы предохоанительного 15 клапана. Чем больше неуравновешенная по выходному давлению площадь седла 4 превышает площадь этого же седла, неуравновешенную по входному (высокому) давлению, тем большим будет О эффект повышения точности работы предохранительного клапана. В данном устройстве для предохранительного клапана 10 и для редуцирующего клапана 8 чувствительным элементом служат одни и те же узлы, а именно поршень 13 и седло 4.Требуемое давление срабатывания предохранительного клапана 10 (давление начала его открытия Г р) обеспечивается при разработке регулятора соответствующим вь.бооом соотношения между эфФективной плошадью редуктора Г и площадью Г , ограниченной уплотняющей кромкой допогнительного седла 12 (Фиг.1) или соответствующим выбором свободного хола поЕдсхраи- тельного клапана 10 относительно толкателя 9 (фиг,2).Г 2где Г - площадь, ограниченная уплот- Щнительной манжетой поршня13;Г - эффективная по выходному2давлению площадь седла 4.В первом случае (фиг.1) при посадке дросселирующего клапана 8 на седло 4 (при настроечном давлении в выходнойполости) дальнейшее движение вверх поршневого чувствителього элемента 13 и вниз седла 4 для отрыва предохранительного клапана 10 от седла 12 возможно при ступенчатом повышении давления на выходе Регулятора. Эта ступень повышения давления на выходе для открытия предохранительного клапана 10 обусловлена ступенчатым 55 уменьшением (на величину Го ) эффективной площади Г чувствительных элементов (поршневого чувствительного элемента 13 и седла 4 регулятора при отрыве клапана 10 от седла 12). При р открытии предохранитегьного клапана эффективная плошадь регулятора составляет разность (Г - Го), Давление начала открытия клапана 10 Р можно определить из услония равенства сил выходного давления на чувствительный элемент (поршень 13 и седло 4) до отрыва клапана 10 от седла 12 Рк Г и сил выходного давления на чувствительный элемент регулятооа после отрыва клапана 10 от седла 12 Ротир( Г Го )Отсюда РН Г Р т (Г - Г ) . Если, например, необходимо обеспечить, чтобы предохранительный клапан 10 срабатывал при превышении давления на выходе Редуктора на 20 давление настройки Рн, т.е. Ротр= 12 Рн, то (что вытекает из предыдущего Равенства) необходимо, чтобы площадь Г превосходила площадь Го седла 12 в 6 Раз, т.е, Г = 6 ГоОтсюда видно, что пои данном соотношении площадей Г и Г независио мо от давления настройки регулятора Р предохранительный клапан всегда будет открываться при давлении в выходной полости, превышающем на 20 давление настройки. Если же необходимо обеспечить другое соотношение между давлением начала открытия пре - дохранительного клапана и давлением настройки регулятора, то необходимо взять и другое соотнов;ение плошадейГоОбеспечение треб емого повышения давления открытия предохранительного клапана под давлением настройки ре - гулятора может быть достигнуто дополнительно к рассмотренном соотношению площадей Г и Г соответствующим свободным продольным ходом клапана 10 относительно толкателя 9 (фиг.2). Это может быть достигнуто, например, выполением на толкателе 9 буртика 24 и установкой на клапане 10 ограничителя 25 с зазором (свободным ходом) между ограничителем и буртиком, При этом верхняя часть толкателя 9 свободно установлена в цилиндрическую выемку клапана 10. В этом случае после перекрытия канала 5 седла 4 дросселируюшим клапаном 8 при повышении выходного давления среды чувствительный элемент 13 перемешается вверх совместно с клаганом 10, Седло 4 опускается вниз. После выбора зазора межд буртиком 24 и нижним внутренним днищем ограничителя 25 движение поршневого чувствительного элемента 13 и седла 4 прекращается. Последующий отрыв клапана 10 от седла 12 происходит при увеличении выходного давления на огределенную величину (ступень). В этом случае давление открытия клапана 10 определяется не только соотношением плошадей Г и Го , но и величиной свободного хода клапана 10 относительно толкателя 9. Последнее обстоятельство позволяет обеспечить постоянную величину прироста давления на выходе регулятора (над давлением настройки), при котором предо 860016хранительный клапан начиет открываться.Свободный ход клапана 10 относительно толкателя 9 при низких выходных з;вениях регулятора может иметьпреобладающее значение при определении (задании) давления открытия предохранительного клапана, так как зтообстоятельство более полно отвечаетнормативным требованиям к сосудам,работающим под давлением (при невысоких давлениях среды давления открытияпредохранительных клапанов рекомендуется назначить выше рабочего давленияна вполне конкретную постоянную величину),Предлагаемый регулятор давленияисключает чрезмерное повышение выходного давления рабочей среды,обеспечивает поддержание величины выходного давления в заданных пределах свысокой точностью, не содержит в себе отдельных чувствительного элемента с пружиной и узлом настройки для предохранительного клапана, обеспечивает автоматическую настройку предохранительного клапана при изменении настройки регулятора. Кроме того.он существенно пооще агрегатных регуляторов, т,е. более надежен в работе и менее металлоемок. Формула изобретения1 ОРегулятор давления по авт, св,У 741243, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности регулятора, в чувствительном элементе выполнен кана; с седлом, а ввыходной полости установлен предохранительный клапан, связанный столкателем дросселирующего клапана,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе20 1, Авторское свидетельство СССРР 741243, кл.ь 05 О 16/10, 06.05.77860016 Составитель Н, ГондаксазовРедактор А,Лежнина ТехрелМ, Рейвес орректор М.Шароши 1 одиис ное Филиал ППП "Патен каэ 7546/71 Тира ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва, Ж 940енного комитета СССРтений и открытий5, РаУшская наб., д,г.Ужгород, ул.Проектная,4