Регулятор давления газа

(72) Автор изобретения

Э.И. Савин (7l) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к пневмоав1томатике и может найти применение

I в различных отраслях промышленности и транспорта при понижении давления рабочей среды в пневмоавтоматических системах.

По основному авт.св. Ф 752253 известен регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостямн, в котором установлены

tO подпружиненный дросселирующий клапан с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания.

В корпусе установлен также двухсту" пенчатый полый поршень, подпружинен1% юй в сторону большей ступени, торец меньшей ступени которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной лолостн, соединенной с иадпоршневой полостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем fl ).

Данный регулятор имеет хорошие динамические характеристики при резких изменениях выходного давления (расхода), однако при медленных изменениях пониженного давления (расхода) газа он показывает невысокую чувствительность.

Цель изобретения - повышение точности регулятора.

Указанная цель достигается тем, чтб известный регулятор давления газа дополнительно содержит установленный в корпусе дополнительный поршень, подпружиненный регулируемой пружиной в сторону илходнои полости, причем в поршне выполнена полость, в которой установлен двухступенчатый полый поршень.

При таком выполнении регулятора воздействие на величину дросселирующей щели дополнительного поршня противоположно воздействию двухступенчатого поршня при медленных изменениях выходных параметров газа. Донолнительный поршень компенсирует уменьшение величины дросселирукщей щели

8687)7

В исходном состоянии пружина 6 сжата через тарель 5 регулировочным винтом 4. Поршень 7 пружиной 6 максимально опущен вниз. Пружина 19 также

1двухступенчатым поршнем при медленном понижении выходного давления и компенсирует увеличение величины дросселирующей щели двухступенчатым поршнем при медленном повышении выходного давления. В результате точность и чувствительность регулятора обеспечивается высокими при его работе на всех режимах.

На чертеже представлен предлагае- !0 мый регулятор, разрез.

Регулятор давления газа содержит корпус 1 с входной 2 и выходной

3 полостями. В корпусе размещен регулируемый винтом 4 через тарель

5 и нагруженный пружиной 6 задания чувствительный элемент 7 поршневого типа (поршень), в котором выполнено седло 8 и центральное гнездо 9, сообщенно:. каналами 10 с выполненной на наружной поверхности элемента между его уплотнительными поясками

11 и 12 кольцевой проточкой 13, полость которой сообщена с входной полостью 2. В центральном гнезде 9 чувствительного элемента ? размещен дросселирующий клапан 14 с пружиной

15 и толкателем 16„ проходящим через канал 17 седла 8. В корпусе 1 раз" мещен дополнительный поршень 18, 30 нагруженный в сторону выходной полости регулируемой пружиной !9, сжатие которой регулируется регулировочным винтом 20 через тарель.21. В дополнительном поршне 18 выполнена соосная ему полость 22, в которой размещен двухступенчатый полый поршень

23, нагруженный в сторону большей ступени пружиной 24 и взаимодействующий обращенным к выходной полости 3 торцом 25 меньшей ступени с тол- <0 кателем 16 дросселирующего клапана 14, Выходная полость 3 сообщена с подпоршневой полостью 26 каналом 27 с дросселем 28 ° Канал 27 с дросселем

28 могут быть выполнены как в двухсту- 45 пенчатом поршне 23, так и в дополнительном поршне 18. Нагружающая поршень 23 пружина 24 может быть размещена как в полости 22 поршня 18, так и в выходной полости 3 между чувствитель- у ным элементом 7 и торцом 25 поршня

23. Корпус 1 закрыт стаканом 29.

Регулятор работает следующим образом. сжата винтом 20 через тарель 21. Дополнительный поршень 18 максимально поднят вверх пружиной 19. Двухступенчатый полый поршень 23 пружиной

24 прижат к нижнему днищу полости

22 дополнительного поршня 18 ° Дросселирующий клапан 14 под действием пружины 15 приведен в контакт толкателем 16 с поршнем 23, между клапаном 14 и седлом 8 имеется небольшая щель.

Газ высокого давления подается к входной полости 2, откуда он через кольцевую проточку 13 и каналы

10 поступает к дросселирующему клапану 14. Газ в щели между клапаном

14 и седлом 8 дросселируется и по каналу 17 поступает в выходную полость

3. Незначительная начальная щель между клапаном 14 и седлом 8 обуславливает плавность повышения давления в выходной полости, Газ из выходной полости 3 по каналу 27 через дроссель 28 поступает в подпоршневую полость 26 поршня 23. Дроссель. 28 обуславливает еще более плавный рост давления в полости 26. Поршень 23 под действием давления в полости 26 постепенно поднимается вверх, сжимая пружину 24.

Подъем поршня 23 приводит через толка ель 16 к подъему над седлом

8 дросселирующего клапана 14. Величина дросселирующей щели увеличивается, что приводит к дальнейшему повышению давления в выходной полости 3 °

Так как подъем поршня 23 вверх проис-, ходит плавно и медленно, то давление на выходе регулятора повышается также плавно. По мере повышения давления в выходной полости 3 чувствительный элемент 7 поднимается вверх, сжимая пружину 6 задания, а дополнительный поршень 18 опускается вниз, сжимая пружину 19. При этом проходное сечение между клапаном !4 и седлом 8 уменьшается. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении в выходной полости 3 (давлении настройки) клапан 14 перекроет канал 17 седла 8. Поршень 23 под действием давления газа в полости

26 на неуравновешенную площадь большей ступени поднят вверх и уравновешен усилием пружины 24.

При отборе газа в объем за регулятором давление газа в полости 3 и сила его воздействия на поршни 7

:и 18 снижаются, поршни под действием

868717 пружин 6 и 19 сближаются между собой, увеличивая проходное сечение между клапаном 14 и..седлом 8. Приток газа на выход регулятора увеличивает-.: ся, давление газа в полости 3 опять повышается.. При резких изменениях расхода газа через регулятор давление в выходной полости изменяется резко. Давление газа в подпоршневой полости 26 из-за дросселя 28 не ус- »0 певает установится равным давлению в полости 3. Это приводит к дополнительному перемещению клапана 14 через толкатель 16 (изменение проходного сечения), компенсирующему резкие из- »5 менения выходного давления.

Так, при резком увеличении расхода газа через регулятор давление

его в полости 3 резко уменьшается, а давление в полости 26 остается р0 прежним. Под действием этого давления поршень 23 поднимается вверх относительно дополнительного поршня

28, поднимая вверх и клапан 14. Величина дросселирующей щели увеличивается за счет перемещения поршня 23, компенсируя обусловленное трением и инерционностью запаздывание в перемещении поршней 7 и 18. При резком уменьшении расхода газа через регуля—

30 тор последний работает аналогично, только реакция поршня 23 обуславливает резкое уменьшение дросселирующей щели между клапаном 14 и седлом 8.

По мере восстановления величины выходного давления в полости 3 при изменении расхода газа двухступенчатый поршень 23 (за счет выравнивания давления в полостях 3 и 26) занимает прежнее положение. Между силами, деиствующими на подвижную систему

40 регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа через регулятор. При изменении расхода динамическое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.

Предлагаем»й регулятор имеет также высокие динамические характеристики и со значительным положительным результатом может заменить многие пружинные газовые редукторы.

Если выходное давление понижается медленно (плавно), то это пониже»0»е успевает устанавливаться в полости 26. Под действием пружины 24 двухступенчатый поршень 23 опускается вниз, уменьшая величину дросселирующей щели, вместо того, чтобы ее увеличить. Однако дополнительный поршень 18 при этом под действием лружииы 19 поднимается вверх, увеличи= вая проходное сечение регулятора.

Последнее не только компенсирует уменьшение щели между клапаном 14 и седлом 8 двухступенчатым поршнем

23, но и обеспечивает (дополнительно к реакции чувствительного элемента 7 на понижение выходного давления) необходимое открытие клапана 14 для компенсации отбора газа в объем за регулятором.

При плавном повышении выходного давления выше давления настр, йки плавно повь»»пается также давление в полости 26. Поршень 23 под действием повышенного давления в полости

26 на неуравновешенную площадь поднимается вверх, стремясь поднять над седлом 8 дросселирующий клапан

14. Но этого не происходит, так как при этом дополнительньп» поршень 28 опускается вниз, сжимая пружину 19.

Опускание вниз поршня 18 больше, чем подъем вверх поршня 23. В результате проходное сечение между клапаном

14 и седлом 8 уменьшается.

Предлагаемьп» регулятор исключает резкие забросы выходного давления при резкой подаче давления íà его вход и обеспечивает вь»сокую плавность повь»шения давления на выходе при резком, например от электропневмоклапана, поступлении газа на вход. Регулятор давления имеет три чувствительных элемента поршни 7, IS и 23, первые два из которых реагируют на статические изменения выходного давления, а поршень 23— на скорость изменения выходного давления. Это обуславливает высокую чувствительность регулятора и высокую точность его работы. Кроме того, в предлагаемом регуляторе существенно ограничена возможность колебаний давления газа на выходе и повь»шена устойчивость его к автоколебаниям.

При изменении расхода газа через регулятор последний обеспечивает быстрое и кпавное восстановление величины давления на выходе, причем он реагирует с высокой чувствительностью как яа резкие, так и на медленные изменения выходных параметров газа.

868717

Заказ 8327/69

943 Подписное

Формула изобретения

Регулятор давления газа по авт.св.1 752253, о т л и ч а вшийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит установленный s корпусе дополнительный поршень, подпружиненный регулируемой пружиной в сторону выходной полости, причем в поршне выполнена полость, в которой установлен двухступенчатый полый поршень.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

752253 кл. 6 05 З 16/10, 1978 (про то тип) .

Филиал IIIIII "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4