Регулятор давления газа

Регулятор давления газа предназначен для работы в системах подготовки и в системах кондиционирования воздуха летательных аппаратов в качестве регулирующего и перекрывного устройства.

Его задачей является обеспечение надежной работы как в режиме регулирования, так и в режиме перекрывного устройства в широком диапазоне давлений, расходов и температур проходящего воздуха при использовании маломощных редукторов давления, что достигается благодаря тому, что для обеспечения необходимого усилия на закрытие регулирующего органа используется не давление редуктора, а входное давление. Это обеспечивается тем, что регулятор дополнительно снабжен пневмовыключателем, управляемым пневмоклапаном, служащим для переключения рода роботы регулятора.

Предложение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в различных системах самолетов, таких как система подготовки и система кондиционирования воздуха.

Известны регуляторы давления газа с регулирующим органом в виде дроссельной заслонки с уплотнительными кольцами, с возможностью работы как в режиме регулятора давления, так и в режиме перекрывного устройства.

Наиболее близким техническим решением к заявленному предложению, принятым в качестве прототипа, является регулятор давления газа (далее по тексту - регулятор) по патенту на полезную модель 99204 МПК G05D 16/00 от 10.11.2010 г., содержащий редуктор, электропневмоклапан и пневмоусилитель, в которых рабочее управляющее давление формируется редуктором от входного давления, а управление родом работы осуществляется электропневмоклапаном. При работе в режиме регулирования управляющее давление подается в полость над чувствительным элементом пневмопривода, а при работе в режиме перекрывного устройства - в полость под чувствительный элемент пневмопривода.

Недостатком данного решения является то, что и при работе в режиме регулирования и при работе в режиме перекрывного устройства используется одно и то же давление редуктора, что приводит к несоответствию требований к величине давления настройки редуктора, определяемой режимами выходных параметров регулятора при его работе в режиме регулирования и требованиям к его надежности при работе в режиме перекрывного устройства.

Технической задачей предложения является создание устройства, обеспечивающего надежную работу регулятора в режиме перекрывного устройства при использовании маломощного редуктора.

Технический результат заключается в повышении надежности работы регулятора в режиме перекрывного устройства за счет получения необходимого усилия на закрытие при любом значении настройки примененного редуктора.

Поставленная задача достигается благодаря тому, что регулятор дополнительно снабжен двумя дросселями и пневмовыключателем, содержащим нормально закрытый клапан, связанный с чувствительным элементом, при этом полость под чувствительным элементом сообщена с нормально-открытой полостью электропневмоклапана, а полость под чувствительным элементом пневмопривода сообщена через первый дроссель с окружающей средой и через нормально-закрытый клапан пневмовыключателя и второй дроссель с входным патрубком.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, выполненным в виде принципиальной схемы регулятора.

Регулятор содержит регулирующий орган 1, установленный в корпусе 2 с входным 3 и выходным 4 патрубками, пневмопривод 5 с чувствительным элементом 6 с полостью 7 над чувствительным элементом и полостью 8 под чувствительным элементом, подпружиненным пружиной 9 и кинематически связанным с регулирующим органом 1; электропневмоклапан 10 с подпружиненными пружиной 11 нормально-открытым клапаном 12 и нормально-закрытым клапаном 13, сообщенный с входным патрубком 3 через редуктор 14; пневмоусилитель 15 с чувствительным элементом 16, с полостью 17 под чувствительным элементом, подпружиненным пружиной 18 и нормально-закрытым клапаном 19, подпружиненным пружиной 20 пневматически связанный с выходным патрубком 4. Нормально-закрытая полость 21 электропневмоклапана 10 сообщена через дроссель 22 с полостью 7 над чувствительным элементом 6 пневмопривода 5 и, через дроссель 23 и нормально-закрытый клапан 19 пневмоусилителя 15, с окружающей средой.

Для обеспечения работы в режиме перекрывного устройства регулятор снабжен пневмовыключателем 24 с подпружиненным пружиной 25 нормально-закрытым клапаном 26, связанным с подпружиненным пружиной 27 чувствительным элементом 28 с полостью 29 под чувствительным элементом, сообщенной с нормально-открытой полостью 30 электропневмоклапана 10. При этом полость 8 под чувствительным элементом 6 пневмопривода 5 сообщена через дроссель 32 с окружающей средой и через нормально-закрытый клапан 26 пневмовыключателя 24 и дроссель 31 с входным патрубком 3.

Работает регулятор следующим образом. При отсутствии давления во входном патрубке 3 и обесточенном электропневмоклапане 10 регулирующий орган 1, под действием пружины 9, находится в закрытом положении. При наличии давления во входном патрубке 3 и включении электропневмоклапана 10 его нормально-закрытый клапан 13 открывается, а нормально-открытый клапан 12 закрывается и давление из входного патрубка 3 через редуктор 14, нормально-закрытый клапан 13 и дроссель 22 поступает в полость 7 над чувствительным элементом 6 пневмопривода 5.

Благодаря наличию дросселя 32 и тому, что клапаны 12, 26 и 19 закрыты, на чувствительном элементе 6 пневмопривода 5 возникает перепад давления, под действием которого чувствительный элемент 6 перемещается, поворачивая регулирующий орган 1 в сторону открытия проходного сечения и в выходном патрубке 4 и полости 17 пневмоусилителя 15 появляется давление.

При дальнейшем росте давления во входном патрубке 3 давление в выходном патрубке 4 и в полости 17 пневмоусилителя 15 также повышается. После того, как это давление достигает величины настройки пневмоусилителя 15, его клапан 19 открывается, ограничивая дальнейший рост давления в полости 7 над чувствительным элементом 6 пневмопривода 5, благодаря наличию дросселя 22, и регулятор выходит на режим регулирования.

Для принудительного закрытия регулятора необходимо снять сигнал с электропневмоклапана 10. При этом нормально-закрытый клапан 13 закрывается, а нормально-открытый клапан 12 открывается. После закрытия клапана 13, благодаря наличию дросселя 23, давление в полости 7 над чувствительным элементом 6 пневмопривода 5 уменьшается, в результате чего чувствительный элемент 6 пневмопривода 5 под действием возникшего перепада давления и пружины 9 поворачивает регулирующий орган 1 в сторону закрытия.

В результате закрытия регулирующего органа 1 давление в выходном патрубке 4 и в полости 17 пневмоусилителя 15 уменьшается и клапан 19 под действием пружины 18 закрывается. После открытия клапана 12 давление из входного патрубка 3 через редуктор 14 поступает в полость 29 пневмовыключателя 24, в результате чего его чувствительный элемент 28 перемещается вверх, сжимая пружину 27, и клапан 26 под действием пружины 25 открывается, и давление из входного патрубка 3 поступает в полость 8 под чувствительным элементом 6 пневмопривода 5, создавая дополнительное к пружине 9 усилие в сторону закрытия регулирующего органа 1 до полного его закрытия. При этом, необходимое для закрытия регулятора давление в полости 8 пневмопривода 5 обеспечивается с помощью дросселей 31 и 32.

Технический результат, достигаемый при эксплуатации предлагаемого устройства определяется тем, что при работе регулятора в режиме перекрывного устройства усилие на закрытие регулирующего органа определяется величиной входного давления, а не величиной давления редуктора.

Предлагаемое решение позволяет осуществлять надежную работу регуляторов в режиме перекрывного устройства при использовании редукторов с малой величиной давления настройки.

Применение предлагаемого устройства позволит использовать маломощные редукторы в регуляторах, работающих в широком диапазоне давлений, расходов и температур.

Исходя из вышеизложенного задача создания устройства, позволяющего обеспечить надежную работу регулятора в режиме перекрывного устройства, при использовании маломощного редуктора решена.

Регулятор давления газа, содержащий редуктор с электропневмоклапаном, нормально закрытая полость которого сообщена через пневмодроссель с пневмоусилителем, снабженным подпружинным чувствительным элементом и связанным с ним нормально закрытым клапаном, и пнемопривод с подпружиненным чувствительным элементом, связанным с регулирующим органом, установленным между входным и выходным патрубками регулятора и образующим полость под чувствительным элементом и полость над чувствительным элементом, сообщенную с входным патрубком регулятора через дроссель, нормально закрытый клапан электропневмоклапана и редуктор, а через нормально закрытый клапан пневмоусилителя с окружающей средой, причем полость под чувствительным элементом пневмоусилителя сообщена с выходным патрубком, отличающийся тем, что регулятор дополнительно снабжен двумя дросселями и пневмовыключателем с чувствительным элементом и связанным с ним нормально закрытым клапаном, при этом полость под чувствительным элементом пневмовыключателя сообщена с нормально открытой полостью электропневмоклапана, а полость под чувствительным элементом пневмопривода сообщена через первый дроссель с окружающей средой и через нормально закрытый клапан пневмовыключателя и второй дроссель с входным патрубком.