Регулятор давления газа

 

РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус, между входной и выходной полостями которого установлен первый регулирующий орган, клапан которого связан штоком с первым чувствительным элементом - ступенчатым поршнем, меньшей ступенью связанным с задатком усилия и о6: между ступенями полость, связанную с эаборником, установленным на пути газового потока за седлом, и с выходной полостью, а также второй регулируннций сргаи, установленный между входной .полостью и полостью между ступенями, клапан которого соединен с вторым чувствительным злементом, установленным в по лости, соединенной с выхощюй полостью, отличающийся тем, что, с целью повьпиения то тости регулятора, в нем шток связан с первым чувствителып 1М элементом посредством механизма с передаточным отношением, меньшим едашшы, а между штоком и первым чувствительным элементом при посадке клапана на седло имеется осевой заэор So определяемьЛ зааиси мостью (I-). v«. ,( - критический ход клапана, при где X котором имеет место контакт штока с поршнем и механизма со штоком и поршнем; - переяатофюе отношение механиз1 ма

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3385900/24-24 (22) 27.01.82 (46) 15.02.85. Бюл. Н 6 (72) Н. Н. Расчетнов (53) 621.646.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 385130, кл. G 05 0 16/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР. по заявке и 3301440/24, кл. G 05 0 16/10, 1981 (прототип). (54) (57) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус, между входной и выходной полостями которого установлен первый регулирующий орган, клапан которого связан штоком с первым чувствительным элементом — ступенчатым поршнем, меньшей ступенью связанным с задатчиком усилия и об: разующим между ступенямн полость, связанную с эаборником, установленным иа нутн газового потока за седлом, и с выходной полостью, а также второй регулируннций срган, установленный между входной,полостью и полостью между ступенями, клапан которого соединен с вторым чувствительным элементом, установленным в полости, соединенной с выходной полостью, отличающийся тем, что, с целью повьппення точности регулятора, в нем ппок связан с первым чув<твительным элементом посредством механизма с передаточным отношением, меньшим единицы, а между штоком и первым чувствительныь4 элементом при посадке клапана на седло имеется осевой зазор 5 определяемый записи мостью

Ф где х „„— критический ход клапана, при котором имеет место контакт штока с поршнем и механизма со штоком и поршнем;

1 — передаточное отношение мехаииз° а

1140101

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмосистемах.

Известен газовый регулятор, состоящий из корпуса с Входной и Выходной полостя- 5 ми клапана, связанного с чувствительным элементом клино-рычажной передачей с переменным отношением (11.

Повышенная точность регулирования давления этим регулятором достигается только 10 при отдельных значениях расхода среды и давлений.

Наиболее близок к предлагаемому но технической сущности регулятор давления, содержащий корпус, между входиой и выходной полостями которого установлен первый регулирующий орган, клапан которого связан штоком с первым чувствительным элементом — ступенчатым поршнем, меньшей ступенью связанным с задатчиком усилия 20 и образующим полость между ступенями, связанную с заборником, установленным на пути газового потока за седлом, и с выходной полостью, а также второй регулирующий орган, установленный между выходной полостью и полостью между ступенями, клапан которого соединен с вторым чувствительным элементом, установленным в полости, соединенной с выходной полостыс (2).

Недостатком известного регулятора является пониженная точность в малорасходном к безрасходном режимах. В указанных режимах он работает как статический регулятор с непосредственным воздействием чувствительного элемента на клапан с передаточным отношением, равным единице.

Цель изобретения — повышение точности регул ятора давления газа.

Указанная цель достигается тем, что в

40 регуляторе давления газа, содержащем корпус, мсжду входной и выходной полостями которого установлен первый регулирующий орган, клапан которого связан с штоком с первым чувствительным элементом— ступенчатым поршнем, меньшей ступенью свя45 занным с задатчиком усилия и образующим полость между ступенями., связанную с заборником, установленным на пути газового потока за седлом, и с выходной полостью, а также второй регулирующий орган, установленный между входной полостью и полостью между ступенями, клапан которого соединен с вторым чувствительным элементом, установленным в полости, соединенной с выходной полостью, шток связан с первым чувствительным элементом посредством !. механизма с передаточным отношением меньшим единицы, а между штоком и первым чувствительным элементом лри посадке клапана на седло имеется осевой зазор 5, оп ределяемый зависимостью где х«критический ход клапана, при котором имеет место контакт штока с поршнем и механизма со штоком и поршнем; — передаточное отношение механизма.

На чертеже схематично изображен регулятор давления газа.

Регулятор давления газа состоит из корпуса 1 с входной 2 и выходной полостями 3.

Клапан 4 вместе с седлом 5 составляют первую регулирующую пару (орган). Клапан 4 при посадке на седло 5 связан с первым чувствительным элементом — ступенчатым поршнем 6 через шток 7 и механизм, состоящий из рычагов 8 и 9, при наличии осевого зазора 5„между штоком и поршнем. Меньшая ступень поршня 6 связана с задатчиком усилия — пружиной 10. Полость 11 связана каналом 12 с заборником 13 и каналом 14, проходящим через седло 15 и составляющим с клапаном 16 вторую регулирующую пару (орган) с полостью 17. Клапан 16 имеет возможность контакта с жесткими упорами на втором чувствительном элементе — поршне 18, установленном в полости 17, сообщенное с выходной полостью 3 каналом 19. Пружина

20 обеспечивает задающее усилие на поршне 18, Возможна установка второй регулирующей пары на приточном канале 12.

Регулятор давления газа работает следующим образом.

В безрасходном и малорасходном режимах ступенчатый поршень 6 воздействует на клапан 4 через систему рычагов 8 и 9 с передаточным отношением. меньшим единицы, т.е. хк а1, хп где к х — ход клапана (штока); х„— ход поршня.

При i (1 усилие со стороны клапана на ступенчатый поршень 6 и любые изменения этого усилия, в том числе и усилия герметизации, уменьшены, что повышает точность регулирования в безрасходном и малорасходном режимах. По мере увеличения отбора газа газовый поток усиливается. тормозится в заборнике 13, повышенное давление из заборника подается в полость 11. При этом изменение усилий на подвижной систе1140 хк

1= х

До момента соприкосновения штока с поршнем. при постоянстве передаточного отношения i

5-5е-х„+ к.; хк

ХФ. 1 а

S текущее и начальное значение между поршнем и штоком;

25 где 5 и

59 - ° и =5 - х (-.-t)

«. к о; к о к1;

При одновременном контакте поршня со штыком и рычажного механизма с поршнем и ппоком, т.е. к моменту, когда зазор становится равз ме регулятора компенсируется воздействием повышающего давления в полости 11 íà I разность площадей поршня 6. Когда давления в полости и, следовательно, в выходной полости 3 несколько завышенны, второй чувствительный элемент — поршень 18 начинает перемещать клапан 16 от седла 15.

Давление в полости 11 за счет увеличивающегося оттока газа через седло 15 уменьшается и давление в выходной полости 3 соот 10 ветствует требуемому, установленному поджатием пружины 20. При дальнейшем увеличении отбора газа осевой зазор 5 между

HlToKoM 7 и поршнем 6 уменьшается до тех пор пока шток и поршень не соприкоснутся. Тогда передаточное отношение 1 будет равно единице, т.е.

101 ньщ нулю и х „ но .найти 5„

4 критическим (х ), мож5 =к„ выбирается конструктивно из условия обеспечения достаточного усиления регулятора, т.е. достаточного давления в полости 11, зависящего от многих параметров, на пример входного и выходного давлений, уси-, лия клапанной пружины, расхода среды, конструкции заборника и т.д. х „„ можно брать с значительным занасом. При этом ме. ханизм и усилитель будут работать при увеличенных перемещениях поршня 6 и изменениях усилия пружины 10.

Вместе с тем использование рычажной пружины с (1 во всем диапазоне расходов приводит к усложнению механизма, а также к увеличению необходимости мощности усилителя для компенсации большого изменения усилия пружины 10 и площади большей ступени поршня 6 и к снижению устойчивости регулятора.

Таким образом, в безрасходном и малорасходном режимах регулятор работает как статический с малыми изменениями усилий на подч . вижной системе, т.е. с повышенной точностью.

В режиме увеличенных расходов регулятор работает как астатический с компенсацией изменений усилия не подвижной системе за счет работы усилителя с использованием энергии рабочей среды.

Использование изобретения позволяет повысить точность регулирования давления в пневмосистемах.

ll40l0l

Составитель Н. Расчетнов

Техред Л. Мартьянюва Корректор В,Бутяга

Редактор Л. Пчелинская

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. -Проектная, 4

Заказ 263/37 Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5