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 и противооблединения летательных аппаратов. Регулятор давления газа, состоит из регулирующей заслонки с пневмоприводом, сообщенным с электропневмоклапаном, командным прибором, редуктором и блоком ограничения скорости изменения давления. Ожидаемый технический результат предлагаемой полезной модели состоит в расширении области надежной работы регулятора с возможностью получения качественного изменения по времени выходного давления. Технический результат достигается тем, что регулятор снабжен блоком ограничения скорости изменения давления, состоящим из емкости, разделенной на три полости двумя жестко соединенными мембранами. Две наружные полости через регулируемый дроссель соединены с выходом командного прибора. Внутренняя полость содержит седло и дроссель, соединенные с выходом командного прибора, и канал подвода давления к пневмоприводу.

Предложение касается полезной модели, как объекта промышленной собственности, и относится к области авиационного оборудования, в частности к устройствам регулирования давления и перекрытия магистрали газа в системах кондиционирования и противооблединения летательных аппаратов.

Регулятор давления газа состоит из трубопровода с расположенным в нем регулирующим органом, пневмопривода, командного прибора, электропневмоклапана. Принцип действия регулятора в режиме регулирования основан на поддержании равновесия сил воздействия давления, сформированного командным прибором, в сильфоне пневмопривода с одной стороны и упругих сил - с другой, а в режиме перекрытия магистрали газа - на воздействии упругих сил на сильфон пневмопривода. Регулятор выполняет две функции: регулирование и поддержание выходного давления в заданных величинах; перекрытие магистрали газа.

Известен регулятор, состоящий из перекрывного устройства с пневматическим приводом и командного прибора, включающего редукционный клапан, в корпусе которого расположено седло, перекрытое подпружиненной мембраной и пневматический усилитель. Регулятор снабжен устройством ограничения скорости нарастания давлении газа, состоящим из емкости, разделенной на три полости двумя жестко соединенными мембранами. Внутренняя полость содержит седло, соединенное с выходом усилителя командного прибора, и канал сброса газа в атмосферу, а две наружные полости через регулируемый дроссель соединены с выходом регулятора и усилителя командного прибора [1].

Также известен регулятор, состоящий из перекрывного устройства, механически связанного с пневматическим приводом, пневматического усилителя и устройства ограничения скорости изменения давления, выход которого соединен с надмембранной полостью дополнительного пневматического усилителя [2].

Наиболее близким техническим решением к заявленному предложению, принятому в качестве прототипа, является регулятор давления газа по патенту на полезную модель 46370 (МПК G05D 16/06) [2].

Недостатком этого регулятора является то, что устройство ограничения скорости изменения давления вступает в работу после открытия перекрывного устройства. В результате в момент запуска регулятора в работу выходное давление резко растет до определенной величины и дальнейший рост давления до заданного значения происходит рывками.

Целью настоящего предложения является расширение области надежной работы регулятора, а также получения качественного изменения по времени выходного давления.

Для достижения цели в регуляторе используется блок ограничения скорости изменения давления.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что блок ограничения скорости изменения давления обеспечивает плавный рост выходного давления, так как при запуске регулятора в работу и в случае резкого роста давления в процессе работы управляющее давление поступает в сильфон через дроссель, тем самым, обеспечивая плавное открытие регулирующего органа.

На чертеже (Рис.1) представлена принципиальная схема регулятора давления газа.

Устройство состоит из трубопровода (1) с регулирующим органом в виде поворотной заслонки (2), пневмопривода (5), электропневмоклапана (11), редуктора (7), командного прибора (15) и блока ограничения скорости нарастания давления (19). Пневмопривод (5) состоит из сильфона (3) с полостью (4) и пружины (6). Электропневмоклапан (11) состоит из электромагнита (12), якоря (13) и клапана (14). Редуктор (7) состоит из клапана (8) и мембраны (9), поджатой пружиной (10). Командный прибор (15) состоит из клапана (16) и мембраны (17), поджатой пружиной (18). Блок ограничения скорости изменения давления (19) состоит из трех полостей (26), (27), (28), разделенных мембранами (21), (22), жестко связанными между собой проставкой (23) и поджатыми пружиной (20). Внутренняя полость (27) содержит седло (25) и дроссель (24). Устройство работает следующим образом:

- трубопровод перекрыт, не требуется отбора воздуха в систему от источника высокого давления;

- необходим отбор воздуха в систему от источника высокого давления с обеспечением регулирования выходного давления Р₂ в заданных величинах;

- необходимо перекрыть трубопровод, прекратив отбор воздуха.

В первом случае клапан (14) электропневмоклапана (11) закрыт. Давление в полость (4) не поступает, сильфон (3) сжат под действием пружины (6) и поворотная заслонка (2) перекрывает трубопровод (1).

В случае, когда необходим отбор воздуха в системе на электропневмоклапан (11) подается напряжение, якорь (13) притягивается к магниту (12) и открывает клапан (14). Воздух из трубопровода (1) поступает в редуктор (7) и воздействует на мембрану (9), сжимает пружину (10) прикрывая клапан (8) и, тем самым, формирует давление Р_ред. Давление Р_ред проходя через электропневмоклапан (11) поступает блок ограничения скорости изменения давления (19). Дроссель (29) позволяет организовать перепад давления в полостях (26) и (28), в результате чего давление в полости (26) растет значительно быстрее и, воздействуя на мембрану (22), перекрывает седло (25) и давление в полость (27) поступает через дроссель (24), а из нее в полость (4) пневмопривода (5). Рост давления в полости (4) происходит плавно, сильфон (3) разжимается, воздействуя на пружину (6), и открывает поворотную заслонку (2). Воздух начинает поступать в командный прибор (15), воздействуя на мембрану (17), сжимает пружину (18), открывает клапан (16) и, тем самым, формирует давление Р_упр. После выравнивания давлений в полостях (26) и (28) мембрана (21) через проставку (23) воздействует на мембрану (22) и седло (25) открывается. Давление Р_упр свободно поступает в пневмопривод (5). Когда давление за поворотной заслонкой (2) растет, клапан (16) открывается сильнее и давление Р_упр уменьшается, заслонка (2) прикрывается и давление за ней падает. На установившемся режиме работы давление за поворотной заслонкой (2) постоянно.

Когда необходимо прекратить отбор воздуха, напряжение с электропневмоклапана (11) снимается, клапан (14) закрывается. Давление в пневмопривод (5) не поступает. Пружина (6) сжимает сильфон (3) и поворотная заслонка (2) перекрывает трубопровод (1).

Источники информации принятые во внимание при составлении заявки:

1. Свидетельство на полезную модель 27242, класс G05D 16/06, 2002.

2. Патент на полезную модель 46370, класс G05D 16/06, 2005.

Регулятор давления газа, содержащий регулирующую заслонку с пневмоприводом, сообщенным с командным прибором, редуктором, и управляемый электропневмоклапаном, отличающийся тем, что регулятор снабжен блоком ограничения скорости нарастания давлении газа, состоящим из емкости, разделенной на три полости двумя жестко соединенными мембранами, при этом внутренняя полость содержит седло и дроссель, соединенные с выходом командного прибора, и канал подвода газа к пневмоприводу, а две наружные полости через регулируемый дроссель соединены с выходом командного прибора.