Регулятор давления газа

Союз Советских

Социапистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>830341 (61) Дополнительное к авт. свид-ву а (22) Заявлено 210879 (21) 2810383/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

G 05 D 16/10

Государственный комятет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 1505.81. Бюллетень ИЯ 18

Дата опубликования описания 150581 (S3) УДК 6 2 1. 6 4 6. . 3 (088. 8) (72) Автор иэобретения

Э. И. Савин (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Г>>.ЗА

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в различных отраслях промышленности и транспорта для понижения давления газа и исключения черезмерного повышения давления рабочей среды в пневматических системах.

Известны редукционные клапаны для высоких давлений газа с размещенным внутри корпуса упругим чувствительным элементом, взаимодействующим с подпружиненным плунжером. Упругий чувствительный элемент выполнен в виде тарельчатой пружины(Я.

Однако эти клапаны характеризуют- 15 ся низкой пропускной способностью (расходом), имеют невысокую чувствительность, что обусловлено заметной жесткостью и малым рабочим ходом тарельчатой „-py>Kèíû, и не исключают 20 черезмерного повышения выходного давления.

Наиболее близк;м по техническои сущности к изобретению является регулятор давлен ля, в корпусе которо- 25 го с входным и выходным каналами и седло>л размещен редуцирующий клапан с пружинои и толкателем, связанным с предохранительным клапаном, пере- крывающим осевой канал сброса в порш- 30 невом чувствительном. элементе, нагруженном регулируемой пружиной.

Пружина чувствительного элемента цилиндрическая витая (2).

Однако точность регулирования данного регулятора ограничена. ТочносТь работы может быть повышена главным образом за счет увеличения площади чувствительного элемента (поршня). Но при этом увеличивается и сила давления на поршень. Чтобы уравновесить эту силу, требуется более мощная пружина. >Хесткость пружины также увеличивается, а выигрыш в точности сказывается незначительным, особенно на больших выходных давлениях. Кроме того, предохранительный клапан данного регулятора обес.печивает низкую пропускную способность, он компенсирует небольшие величины негерметичностей в уплотнении редуциру>ж его клапана. При больших перетечках газа со входа на выход, соизмеримых с номинальным расходом регулятора, предохранительный клапан не может обеспе ьиTü сброс иэбыточного давления, которое на выходе значительно IIOBbII>JBBTCB 3TO повреждение аппаратуры, питаемой

830341 газом через редуктор, и снижает надежность работы данного устройства.

Цель изобретения — повышение точности и надежности регулятора давления газа.

Указанная цель достигается тем, 5 что регулятор давления газа, содержащий корпус с входным, выходным каналами, патрубком сброса, узлом настройки, чувствительным элементом, предохранительным клапаном и клапаном с толкателем, снабжен опорой и установленными на внутренней поверхности корпуса упорами, а чувствительный элемент и предохранительный клапан выполнены в виде пакета последовательно установленных и попарно связан- 1э ных большими основаниями тарельчатых пружин, полости которых соединены с патрубком сброса, причем один конец пакета закреплен на опоре, а другой конец — на узле настройки. 20

Внутренняя полость тарельчатых пружи н сообщен а с атмосферой, а выходное давление воздействует на пакет пру>хин с наружной стороны. Функции запо..>ного органа предохранительного клапана выполняют соприкасающиеся друг с другом внутренние основания (меньшего диаметра) тарелок -пружин.

При повышении давления обращенные друг к другу большими основаниями тарелки пру>хин сжимаются, что приводит к соответствующему перемещению дросселирующего клапана. Деформация каждой тарелки оказывает влияние на положение регулирующего органа, причем эффективная площадь чувствительного элемента увеличена (по сравнению с площадью одной пружины) в столько раз, сколько тарелок в комплекте. Попарная гидравлическая разгрузка пружин (выходное давление 40 сжимает ме»<ду собой по две тарелки) не требует увеличения жесткости упругого элемента. Это позволяет значительно повысить точность регулирования. При черезмерном повышении выходного давления попарное сжатие тарелок сопровождается раскрытием стыков между ними по малому основанию. Так как эти стыки раскрываются между всеми парными тарелками, то проходное сече- О ние гредохранительного клапана значительно превышает проходное сечение известного клапана при том же превышении выходного давления. В результате. исключается черезмерное повышение давления на выходе редуктора, надежность его работы повышается.

На чертеже схематически изображен регулятор давления газами, продольный разрез.

Устройство содержит корпус 1 с Я входным 2 и выходным 3 каналами и седлом 4. B корпусе клапан 5 с пружиной 6 и толкателем 7 связан с пружинным чувствительным элементом 8.

Чувствительный элемент объединен с предохранительным клапаном и выполнен в виде пакета 9 последовательно установленных тарельчатых пружин 10.

Пакет 9 пружин 10 с одной стороны связан с опорой 11, взаимодействующей с толкателем 7 клапана 5, а с другой стороны связан с патрубком

12 (каналом} сброса предохранительного клапана. Патрубок 12 поджимается к пакету 9 пружин,10 гайкой 13 через поршень 14>последние образуют узел настройки регулятора. В корпусе выполнены упоры 15 (направляющие ребра), центрирующие пружины 10.

В опоре 11 выполнены отверстия 16.

Верхняя пружина 10 может быть закреплена на патрубке 12 неподвижно (с натягом), а нижняя пружина -с натягом на опоре 11.

Регулятор работает следующим образом.

В исходном состоянии пру><ины 10 сжаты гайкой 13 через поршень 14, опора 11 спущена вниз до упора в корпусе 1, толкателем 7 клапан 5 отжат от седла 4 на максимальную величину. Полость входного клапана

2 сообщена с выходным каналом 3. Газ высокого давления через входной канал 2 подается к клапану 5. В проходном. сечении между клапаном 5 и седлом 4 газ редуцируется, его давление понижается. Пониженное давление поступает на выход регулятора (в полость выходного канала 3), выходное давление действует на чувствительный элемент снизу (воздействуя на опору

11) и охватывает пакет 9 пружин

10, прижимая их попарно друг к другу.

Давление на выходе регулятора повышается. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении в полости выходного канала, называемом давлением настройки в статике, клапан 5 перекрывает седло 4, разобщая входную и выходную полости. При этом тарелки 10 с>хаты между собой настолько, что опора 11 под действием выходного давления (давления на площадь меньшего основания тарелки 10) поднимается вверх на величину хода клапана 5. При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на чувствительный элемент 8 снижается. Тарелки 10 раэжимацтся, опора 11 опускается вниз.

Это приводит к открытию клапана 5 и дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом. Давление на выходе снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа.

Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. При черезмерном повышении-выходного дав830341 ления пружины 10 ск<имаются настолько, что опора 11 доходит до упоров

15 (направляющих ребер) и останавливается. Дальнейшее повышение давления сопровождается дальнейшим сжатием пружин и раскрытием стыков по меньшему основанию тарелок 10. Через 5 раскрытые стыки избыточное давление по каналу 12 сбрасывается в атмосферу. При восстановлении рабочего давления тарелки 10 разжимаются, стыки между ними закрываются, сброс газа прекращается.

В предлагаемом регуляторе площадь чувств><тельного элемента равна сумме площади наружной (со стороны выходного клапана) поверхности 15 всех тарельчатых пружин 10 и площади меньшего основания (со стороны опоры 11) нижней тарелки, т, е. площаць чувствительного элемента значительна. Причем это увеличение площади не требует увеличения мощности пружин, их ><есткость остается неизменной.

В результате точность регулирования регулятора значительно повышается.

Повышение точности понижения давления газа приводит и к повышению точности работы предохранительного клапана, так как у последнего и у дросселирующего клапана один и тот же чувствительный элемент. Сброс черезмерного давления газа через ЗО многие стыки между прук<инами 10 обусловливает заметное проходное сечение без заметного повышения давленйя.

Эт<> обеспечивает сброс газа из выходи -;< полости при повышении его давле- 35 ния сверх допустимой величины при любой величине негерметичности клапана, что заметно ограничивает возмо>кную величину превышения давления на выходе и повышает наде>кность регулятора и всей пневмосистемы.

Формула изобретения

Регулятор давления газа, содержащий корпус с входным, выходным каналами, патрубком сброса, узлом настройки, чувствительным элементом, предохранительным клапаном и клапаном с толкателем, о т л и ч а в щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и наде;кности регулятора, он содержит опору и установленные на внутренней поверхности корпуса упоры, а чувствительный элемент и предохранительный клапан выполнен в виде пакета последовательно установленных и попарно связанных большими основаниями тарельчатых прук<ин, полости которых соединены с патрубками сброса, причем один конец пакета закреплен на опоре, а другой конец - на узле настройки.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 338725, кл. G 05 0 16/10, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 573799, кл. G 05 0 1б/10, 1977 (прототип).

ВЗЮЗ41

Составитель Л. Подшибихин

Редактор Л. Повхан Техред Н. Майорош

Корректор Ю. Макаренко

Подписное

Заказ 2796/28 Тира>х 940

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва,,Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ухгород, ул. Проектная, 4