Регулятор давления газа

Предлагаемое техническое решение касается полезной модели, как объекта промышленной собственности и относится к авиационному оборудованию для регулирования давления и перекрытия магистрали газа в системах кондиционирования воздуха летательных аппаратов.

Регулятор давления состоит из регулирующей заслонки с пневмоприводом, сообщенным с командным прибором и редуктором. Управление регулятором осуществляется электропневмоклапаном, якорь которого соединен промежуточным штоком, состоящим из двух частей, между которыми расположено сферическое тело, например, шарик, а обе части штока подпружинены относительно друг друга, с перекрывным клапаном, что исключает появление дополнительного трения при перемещениях и воздействия внешних сил и тем самым повышает точность регулирования.

Предложение касается полезной модели как объекта промышленной собственности и относится к устройствам регулирования давления газа в системах кондиционирования воздуха летательных аппаратов.

Известны регуляторы давления газа состоящие из трубопровода с расположенным в нем регулирующим органом, пневмопривода, командного прибора и электропневмоклапана. (см. патенты Российской Федерации на полезные модели 27241, 27242, 99205, 98833). Принцип действия регулятора в режиме регулирования основан на поддержании равновесия сил воздействия давления, сформированного командным прибором, на поршне пневмопривода с одной стороны и упругих сил - с другой. Регулятор выполняет функцию: регулирование выходного давления в заданных величинах.

Известен регулятор давления газа по патенту Российской Федерации на полезную модель 99205 (прототип), содержащий регулирующую заслонку с пневмоприводом, командный прибор, редуктор, и электропневмоклапан, якорь которого соединен промежуточным штоком с перекрывным клапаном.

Недостатком этого регулятора является то, что шток, взаимодействующий с клапанами выполнен целиковым и, поэтому, при перемещениях и воздействия внешних сил (вибрация, удары и т.д.) возникают перекосы штока, что приводит к дополнительному трению, влияющего на точность регулирования давления.

Задача состоит в том, чтобы повысить точность регулятора за счет исключения дополнительного трения. Для этого в известном устройстве, согласно полезной модели, содержащим регулирующую заслонку с пневмоприводом, командный прибор, редуктор, и электропневмоклапан, якорь которого соединен промежуточным штоком с перекрывным клапаном, промежуточный шток выполнен из двух частей, между которыми расположено сферическое тело, например, шарик, а обе части штока подпружинены относительно друг друга. Наличие шарика играет роль шарнира, обеспечивая свободное перемещение частей штока, исключая его негативное воздействие на перекрывной клапан.

В результате анализа технической и патентной информации в данной области техники не обнаружено технических решений, которые обладали бы признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа, т.е. заявляемый объект отвечает признаку "новизна". Заявляемая полезная модель является "промышленно применимой", что подтверждается нижеследующим описанием со ссылками на чертеж.

Регулятор давления газа содержит трубопровод (1) с регулирующей заслонкой (2), кинематически связанной с пневмоприводом, выполненным в виде поршня (3) с управляющей (4) и рабочей (5) полостями, редуктор (6), командный прибор (7) с клапаном (8) и мембранной (9), электропнемоклапан (10), якорь которого (11) через две части (12) и (13) промежуточного штока взаимодействуют с перекрывным клапаном (14), расположенным между седлами (15) и (16), а между частями (12) и (13) штока расположен шарик (17). Обе половинки штока подпружинены пружинами (18) и (19), а в рабочей полости пневмопривода расположена пружина (20). В электропневмоклапан (10) встроен тянущий электромагнит (21).

Регулятор давления работает следующим образом:

1. В исходном положении регулятор закрыт. Заслонка (2) перекрывает трубопровод (1). Электропневмоклапан (10) обесточен;

2. Отбор воздуха в систему от источника высокого давления с обеспечением регулирования выходного давления P₂ в заданных величинах;

3. Необходимо перекрыть трубопровод, прекратив отбор воздуха.

В первом случае поршень (3) под действием пружины (20) и давления, поступающие в рабочую полость (5), находится в крайнем верхнем положении и регулирующая заслонка (2) перекрывает трубопровод (1). При этом клапан (14) электропневмоклапана (10) перекрывает седло (16) и открывает седло (15).

Во втором случае на электропневмоклапан (10) подают электрическое напряжение. Якорь (11) притягивается к электромагниту (21) вместе со штоком (12) сжимая пружину (18) и клапан (14) под действием пружины (19) с помощью штока (12), шарика (17) и штока (13) перекрывает седло (15) и открывает седло (16). Давление, проходя через редуктор (6), преобразуется до заданной постоянной величины и поступает в управляющую полость (4), воздействует на поршень (3) и перемещает его вниз сжимая пружину (20). При этом перемещается регулирующая заслонка (2) и открывается проходное сечение трубопровода (1). Выходное давление P₂ поступает в командный прибор (7) и воздействует на мембрану (9). По мере открытия проходного сечения трубопровода (1) и, соответственно повышения давления P₂, мембрана (9) перемещается и открывает проходное сечение клапана (8), сообщая управляющую полость (4) с атмосферой. В управляющей полости (4) формируется новое давление P_упр , которое зависит от степени открытия проходного сечения клапана (8), обусловленной заданной величиной выходного давления P ₂.

При установившемся режиме работы регулятора при постоянном давлении P₁ и постоянном расходе газа в системе действие постоянного давления Р_упр на поршень (3) уравновешивается усилием пружины (20).

При понижении давления Р₁ или увеличении расхода газа в системе давление P₂ уменьшается. При этом воздействие на мембрану (9) уменьшается. Клапан (8) перемещается, перекрывая проходное сечение, и уменьшает тем самым сброс давления Р _упр в атмосферу. Давление в управляющей полости (4) повышается, поршень (3) привода перемещается вниз, а регулирующая заслонка (2) сдвигаясь открывает сечение трубопровода до тех пор, пока давление P₂ не повысится до заданного значения.

В режиме перекрытия трубопровода снимается электрическое напряжение с электропневмоклапана (10). При этом на якоре (11) исчезает электромагнитная сила и пружина (18) с помощью штока (12), шарика (17) и штока (13) прижимает клапан (14) к седлу (16) и открывает седло (15).

Давление Р_ред после редуктора (6) поступает в рабочую полость (5), воздействует на поршень (3), который перемещается вверх под действием этого давления и пружины (20), регулирующая заслонка (2) перемещается и перекрывает проходное сечение трубопровода (1).

Регулятор давления газа, содержащий регулирующую заслонку с пневмоприводом, командный прибор, редуктор и электропневмоклапан, якорь которого соединен промежуточным штоком с перекрывным клапаном, отличающийся тем, что промежуточный шток состоит из двух частей, между которыми расположено сферическое тело, например шарик, а обе части штока подпружинены относительно друг друга.