Регулятор давления газа

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию давления газа. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет улучшения качества переходных процессов. Регулятор давления содержит корпус 1, в котором размещены первый чувствительный элемент в виде ступенчатого поршня 6, меньшая ступень которого связана штоком 7 с клапаном 5, а большая ступень образует первую полость, которая сообщена через дроссель 9 с атмосферой, второй чувствительный элемент 10 с пружиной задания 13, который размещен во втулке 11 и в котором размещен второй клапан 15. Регулятор содержит также третий клапан, два разделительных поршня 26 и 31 с пружинами сжатия 36 и 37,обратный клапан и дроссель. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОО ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1550495 А 2 (51)5 0 05 D 16/10

Е-:.;; „,", Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1418667 (21) 4431264/24-24 (22) 26.05.88 (46) )5,03.90. Бюл, В 10 (72) Н.Н.Расчетнов (53) 621.646(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 1418667, кл. G 05 D 16/10, 1987. (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕ11ИЯ ГАЗА (57) Изобретение относится к автоматическому регулированию давления га-. .за. Цель изобретения — повышение быстродействия за счет улучшения качества переходных процессов. Регулятор давления содержит корпус 1, в котором размещены первый :увствительный элемент в виде ступенчатого поршня 6, меньшая ступень. которого связана штоком 7 с клапаном 5, а большая ступень образует первую полость, которая сообщена через дроссель 9 с атмосферой, второй чувствительный элемент !О с пружиной задания 13, KoTopbBI размещен во втулке 11 и в котором размещен второй клапан 15. Регулятор содержит также третий клапан, два разделительных поршня 26 и 31 с пружинами сжатия

36 и 37, обратный клапан и дроссель. 3 ил.

1550495

Изобретение относится к автоматическому регулированию, может использоваться в пневмосистемах различного назначения и является усоверыенство5 ванием изобретения по авт. св.

Н - 1418667.

Цель изобретения — повышение быстродействия р егулятор а.

На фиг. 1 представлен регулятор, 1>азрез; на фиг. 2 — узел Т на фиг. 1; на фиг. 3 — узел II на фиг. 2, !

Регулятор содержит корпус 1 с вход:ой 2 и выходной 3 полостями, разде1пенными перегородкой, образующей сед- 15

1по 4 первого клапана 5, первый чувст вительный элемент, выполненный в виде ступенчатого порыня б, меньшая сту >ень которого связана штоком 7 с кла паном 5, первую полость 3, которая сообщена через дроссель 9 с атмосфе"poA, второй чувствительный элемент в виде поршня 10, размещенного во втулке 11 и .образующего в ней вторую полость 12, пружину задания 13, седло 25

14 второго клапана 15. Полость 12 сообщена с полостью 3 через клапан 15 и канал 16 в переходнике 17, а втулка

11 образует с большей ступенью поршня 6 третью полость 18. Во втулке 11 размещен третий клапан 19 (фиг. 2) и выполнено его седло 20, Полости 12 и 18 сообщены через клапан 19. На контактной поверхности А апаиа 19 (фиг. 3> или его седла 20 выполнена продьная cIIHpBJIbHBH ка- 35 навка, обе спечив ающая гар антир ованную негерметичность соединения клапана

19 с седлом 20 в- положении их контакта, причем .поперечное сечение про40 фильной канавки выполнено по радиусу 1 °

Обратный клапан 21, установленный выходом в третью полость 18, сообщается с ней каналом 22, 1 .ежду седлом 45

23 обратного клапана и седлом 20 образована четвертая полость 24, сообщенная дросселем э5 с третьей полостью 13 ° Первый разделительный поршень 2G образует во втулке 11 пятую

27 и шестую 28 полости, сообщенные каналами 29 и 30 соответственно с четвертой 24 и третьей 18 полостями.

Второй разделительный поршень 31 образует во втулке 11 седьмун> и восьмую

33 полости, сообщенные канапами 34

55 и 35 соответственно с выходной 3 и третьей 13 полостями. Первая 36 и вторая 37 пружшп» сжатия воздействуют на первый 26 и второй 31 разделительные поршни, фиксируя их в полостях перекрытия каналов 38 и 39, сооб>щаюцих соответственно полости шес— тую 23 с первой 3 и восьмую 33 с седьмой 32, 1(анап 40 соединяет полость 12 с выходной полостью 3, Регулятор работает следующим обр азом.

В исходном положении втулка 11 поджата к корпусу пружиной задания 13 через поршень 10. 10 апан 5 отжат от седла 4 поршнем б через шток 7, кла— пан 19 отжат от своего седла поршнем 10, а клапан 15 поджат к седлу своей пружиной. Обратный клапан 21 поджат своей пружиной к седлу 23.

Первый разделительный поршень 26 сво— ей торцовой поверхностью перекрывает канал 38 с усилием Т . первой пружины сжатия 36, а канал 39 во втором разделительном порыне 31 перекрыт с усилием Т второй пружины сжатия 37 торцовой поверхностью втулки 11, При подаче среды во входную полость 2 давление в выходной полости

3 и связанных с ней полостях 12 и 18 начнет повышаться. IpH некотором уровне давления поршень б начнет перемещаться вниз, воздействуя Hà затвор 5, При дальнейшем повышении давления втулка 11 также начнет переме— цаться и, преодолевая усилие пружины

13, устанавгливается в крайнее верхнее положение. При давлении в полос— тях 3 и 12, определяемом площадью поршня 10 и усилием пружины 13, поршень 10 выходит иэ контакта с втулкой 11 и клапаном 19, который входит в контакт со своим седлом 20, при этом клапан 15 отходит от своего седла 14, и среда поступает через канал

16 в первую полость 3, воздействуя на поршень б, который перемещается в направлении перекрытия седла 4 клапаном 5, Б установившемся режиме заданное выходное давление поддерживается за счет автоматического регулирования проходного сечения между клапаном 5 и седлом 4, Динамическая устойчивость регулятора и качество переходных процессов при умеренных возмущениях обеспечиваются реакцией на выходное давление поршня 6, механически связанного с клапаном 5, причем в качестве задатчика усилия на поршне б используется давление среды в полости 13, а воэ155049 можные колебания давления н этой полости при изменении температуры среды или сравнительно медленных изменениях ее объема компенсируются перетечками среды между клапаном 19 и его седлом, возможность которых обеспечена гарантированной негерметичностью соединения клапана 14 и седла 20 при их

10 контакте.

При резких уменьшениях расходов среды или увеличениях входного давления зазор между седлом 4 и клапаном

5 автоматически резко уменьшается. Однако движению поршня 6 оказывают сопротивление увеличивающееся давление в полости 18 и уменьыающееся давление в полости Я,как следствие изменения их объемов. Давление в полостях 24 и 27 остается практически

15 неизменным.

При некотором перепаде давлений

ЕР на первом разделительном поршне

Т1

26, определяемом как ЬР, = --, пор< шень 26 переместится, открывая канал

38, и избыточная среда иэ полости 28 и 18 начнет перетекать н первую полость 8. Отрицательное воздействие увеличивающегося в полости 18 и умень-30 шающегося в полости давлений в основном исключается, обеспечивается быстродействие устройства и улучшение качества переходных процессов в указанных режимах. 35

С у вели ч ени ем и сходно го о бъ ем а полости 8 увеличивается время ее опоражнивания через дроссель 9 и замедляется реакция устройства на понижение выходного давления. 40

Поэтому н условиях ограниченности объема полости 3 и более значительных

5 б каналы 39, 34 и 40 перетечет н .ttходную полость.

При значительном объеме выходной полости возрастание выходного давления как по величине, так и но времени будет ограничено, ходя из-зл вторичности срабатывания второго разделительноro поршня (после иерното поршня) оно будет большим, чем н режимах, когда достаточно срабатывания только первого разделительного поршня, Последовательность срабатывания порыней определяется условием h.Р, а Ь P

Тг или -- (--, откуда справедливо соотГ ношение

Т1 Г

- - - — (1

Т„Г, При сбросе давления со входа и выхода регулятора поршень 31, сжимая пружину 37, перемещается, канал 39 открывается. Давление из полости 18 (за исключением остаточного Р ), а с ним вместе через обратный клапан 21 и из полости 24 сбрасывается через канал 39. Затем по мере дальнейшего опоражнинания полости 24 через отжатый клапан 19 (при ограниченном притоке через дроссель 25) начинает срабатывать первый разделительный поршень 26 и через открытый канал 38 среда из полости S перетекает н полость 13 и, повторно отжимая поршень

31, дренируется, Остаточное незначительное количество среды дренируется через дроссели 9 и 25, Регулятор эа короткое время после сброса давления со входа и выхода принимает положение готовности для последующего нклю— чения н работу. и ускоренных уменьшениях расхода газа или увеличениях входного давления эффект от форсированного заполнения по- 45 лости 8 может оказаться недостаточным. В таких переходных режимах канал 38 остается открытым и давление в полостях 3 и 18 может превьппать выходное давление за счет усилия пружи- 50 ны клапана 5. При достижении этого

Регулятор давления газа по авт,сн.

И- 1418667, отличающийся тем, что, с целью повьппения быстродействия за счет улучшения качества переходных процессов, между третьим клапаном и третьей полостью установлен выходом в третью полость обратный клапан, образующий между сноим седлом и седлом третьего клапана четвертую полость, сообщенную дросселем с третьей полостью, введен первый разделительный поршень, образующий во втулке пятую и ыестую полости, сообщенные .соответственно с четвертой и третьей

55 второй разделительный поршень 31 переместится от торцовой поверхности втулки 11, и избыток среды из полости 13 через каеал 35, полость 33, Та превьппения на величину ЬР

Формул а изобретения

1550495

Полостями, и второй р азделительный

Поршень, образующий во втулке седьмую и восьмую полости, сообщенные соответственно с выходной и третьей полостями, в пятой и седьмой полостях. установлены связанные с разделительн ыми поршнями соответственно первая и, вторая пружины сжатия, .причем первый и второй разделительные поршни установлены с возможностью перекрытия каналов, сообщающих соответст-! венно шестую полость с первой полостью и восьмую полость с седьмой полостью, а площади разделительных поршней и усилия связанных с ними пружин находятся в соотношении т, Г, — — -- z I, Т,.Р, где Т„, Т вЂ” усилия первой и второй пружин, Г<, à — площади первого и второго разделительных поршней °

Составитель И,Иузыченко

Редактор И. Сегляник Техред A. Кравчук

Корректор Т.Палий

Заказ 272

Тираж 649

Подписное

ElHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101