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 командным прибором и редуктором. Управление регулятором осуществляется электропневмоклапаном и двухходовым клапаном. Двухходовой клапан, обеспечивает дополнительный сброс давления в атмосферу из рабочей полости пневмопривода в режиме регулирования или из управляющей полости в режиме перекрытия магистрали газа. Это позволяет уменьшить габариты и снизить вес регулятора при сохранении многофункциональности и надежности регулятора.
Полезная модель относится 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, на поршне пневмопривода с одной стороны и упругих сил - с другой, а в режиме перекрытия магистрали газа - на совместном воздействии давления и упругих сил на поршень пневмопривода. Регулятор выполняет две функции: регулирование и поддержание выходного давления в заданных величинах; перекрытие магистрали газа.
Известен регулятор давления газа, содержащий корпус с расположенным в нем регулирующим органом, связанным с пневмоприводом, внутренняя полость сильфона сообщена с устройством для создания управляющего давления [1].
Недостатком этого регулятора является отсутствие в нем функции перекрывного устройства,
Также известен регулятор давления газа, выполняющий функции регулирующего органа и запорного устройства поворотной заслонкой, содержащий корпус с расположенным в нем регулирующим органом, кинематически связанным с сильфонным пневмоприводом, в корпусе которого имеются управляющая и рабочая полости, регулятор, соединенный с входным патрубком, трехходовой электропневмоклапан, вход которого соединен с выходом регулятора, первый выход соединен с рабочей полостью, а второй, через обратный клапан и дроссель - с управляющей полостью, поршневой пневмопривод, который кинематически связан с регулирующим органом, а управляющая полость соединена с источником питания через электропневмоклапан [2].
Недостатком этого регулятора является наличие сильфонного узла работающего только на сжатие с ограниченной деформацией, определяющей рабочий ход регулирующего органа и наличие поршневого пневмопривода, обеспечивающего режим работы аварийного перекрытия магистрали газа, что определяет вес и габариты регулятора.
Целью настоящего предложения является уменьшение габаритов и снижение веса при сохранении многофункциональности и надежности регулятора.
Для достижения цели в регуляторе используется двухходовой клапан.
Сопоставительный анализ с прототипом [2] показывает, что поршневой пневмопривод совместно с двухходовым клапаном обеспечивает работу регулятора как в режиме регулирования, так и в режиме перекрытия магистрали газа посредством сообщения рабочей и управляющей полостей поршневого пневмопривода с атмосферой с помощью двухходового клапана, исключая, таким образом, выравнивание давления в рабочей и управляющей полостях в результате перетекания газа по поршню, и как следствие формирование перепада давления на поршне как в режиме регулирования, так и в режиме перекрытия магистрали газа.
На чертеже (Рис.1) представлена принципиальная схема регулятора давления газа.
Устройство содержит трубопровод (1) с регулирующим органом в виде поворотной заслонки (2), кинематически связанной с приводом, выполненным в виде поршня (3) с управляющей (4) и рабочей (5) полостями, электропневмоклапан (6), включающий клапаны (7) и (8) и межклапанную полость (9), дроссель (11), редуктор (12), командный прибор (13) с клапаном (14) и мембраной (15), двухходовой клапан (16) с клапанами (17), (20), полостями (18), (19) и мембраной (21). В рабочей полости установлена пружина (10).
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 поршень (3) под действием пружины (16) и давления, поступающего в рабочую полость (5), находится в крайнем верхнем положении, и поворотная заслонка (2) перекрывает трубопровод (1). При этом клапан (8) закрыт, а клапан (7) открыт и давление Рред поступает в рабочую полость (5) и частично сбрасывается через двухходовой клапан (16).
Во втором случае на электропневмоклапан (6) подают электрическое напряжение. Клапан (8) открывается и закрывает клапан (7), давление, проходя через редуктор (12), преобразуется до заданной постоянной величины и поступает в управляющую полость (4) и воздействует на поршень (3), перемещая его вниз и сжимая пружину (10). Давление из рабочей полости (5) сбрасывается в атмосферу через двухходовой клапан (16). При этом перемещается поворотная заслонка (2) и открывается проходное сечение трубопровода (1). Выходное давление Р2 поступает в командный прибор (13) и воздействует на мембрану (15). По мере открытия проходного сечения трубопровода (1) и, соответственно повышения давления P2, мембрана (15) перемещается и открывает проходное сечение клапана (14), сообщая управляющую полость (4) с атмосферой. В управляющей полости (4) формируется новое давление Рупр , которое зависит от степени открытия проходного сечения клапана (14), обусловленной заданной величиной выходного давления Р 2.
При установившемся режиме работы устройства при постоянном давлении P1 и постоянном расходе газа в системе действие постоянного давления Рупр на поршень (3) уравновешивается усилием пружины (10). При понижении P 1 или увеличении расхода газа в системе давление Р 2 уменьшается. При этом воздействие на мембрану (15) уменьшается. Клапан (14) перемещается перекрывая проходное сечение и уменьшая тем самым сброс давления Рупр в атмосферу. Давление в управляющей полости (4) повышается, поршень (3) привода перемещается вниз, а поворотная заслонка (2) сдвигаясь открывает сечение трубопровода до тех пор, пока давление Р2 не поднимется до заданного значения.
В режиме перекрытия трубопровода снимается электрическое напряжение с электропневмоклапана (6). При этом клапан (7) открывается и закрывает клапан (8). Давление Р ред после редуктора (12) поступает в рабочую полость (5) привода, воздействуя на поршень (3), и в полость (18) двухходового клапана (16), воздействуя на мембрану (21), отрывает клапан (20) осуществляя дополнительный сброс давления из управляющей полости (4). В результате этого, поршень (3) под действием давления и пружины (10) перемещается, заслонка (2) закрывается и перекрывает проходное сечение трубопровод а (1).
Источники информации принятые во внимание при составлении заявки:
1. Авторское свидетельство СССР 
713321, кл. G05D 16/06, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР 1479918, кл. G05D 16/06, 1989.
Регулятор давления газа, содержащий регулирующую заслонку с пневмоприводом, сообщенным с командным прибором, редуктором, и управляемый электропневмоклапаном, отличающийся тем, что он имеет двухходовой клапан, который обеспечивает дополнительный сброс в атмосферу давления из рабочей полости пневмопривода в режиме регулирования или из управляющей полости в режиме перекрытия магистрали газа.
