УСИЛИТЕЛЬ РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1995 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах газоснабжения котельных и других промышленных и коммунальных объектов.

Известны усилители, работающие с пилотными регуляторами давления газа [1] Недостатком таких усилителей является то, что при отрицательных температурах они обеспечивают работоспособность регуляторов только с газом, у которого относительная влажность менее 1. Поэтому при отрицательных температурах необходим подогрев природных газов для обеспечения работоспособности регуляторов.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому решению является усилитель для регулятора давления газа непрямого действия [2]
Усилитель содержит корпус, в котором расположены камеры давления питания, выходного и управляющего давлений, узел задания, чувствительный элемент сравнения, взаимодействующий с узлом задания, полый шток, связанный с чувствительным элементом сравнения, и подпружиненный двойной клапанный орган управления.

Недостатком этого усилителя является наличие погрешностей от "сухого" трения в сальниковом уплотнении между корпусом и полым штоком и от воздействия переменного давления питания через двойной клапанный орган управления на чувствительный элемент сравнения, кроме того, наличие "сухого" трения снижает устойчивость регулятора с усилителем, так как последний находится в цепи обратной связи регулятора.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности усилителя за счет исключения "сухого" трения и компенсации влияния давления питания.

Поставленная цель достигается тем, что в усилитель между камерами выходного и управляющего давлений введен разделительный чувствительный элемент, а подпружиненный двойной орган управления выполнен в виде двуплечего рычага, на одном плече которого размещен клапан, разделяющий камеры давления питания и управляющего давления, а на другом плече полый шток с седлом, связанный с разделительным чувствительным элементом и взаимодействующий с клапаном, закрепленным на чувствительном элементе сравнения.

Практика эксплуатации усилителей регуляторов давления непрямого действия свидетельствует о том, что предлагаемое решение обладает промышленной полезностью.

На чертеже представлен усилитель регулятора давления газа непрямого действия.

Усилитель содержит корпус 1 с камерами давления питания 2, управляющего давления 3 и выходного давления 4. Чувствительный элемент сравнения 5, на жестком центре которого установлен клапан 6, закреплен к корпусу 1 крышкой 7. Узел задания содержит пружину 8 и орган управления 9. В корпусе 1 на оси 10 установлен двуплечий рычаг 11, на одном плече которого закреплен клапан 12, взаимодействующий с седлом 13, установленным в камере давления питания 2, а на другом плече закреплен полый шток 14 с отверстием 15 и седлом 16. Разделительный чувствительный элемент 17 размещен между камерами давления управления 3 и выходного давления 4 и жестко закреплен по центру с полым штоком 14, а по периферии с корпусом 1. Между двуплечим рычагом 11 и корпусом 1 установлена пружина 18.

Усилитель работает следующим образом. В исходном состоянии давление газа Р_вых на выходе (в камере 4) равно заданному, при этом чувствительный элемент сравнения 5 устанавливается в нейтральное положение, при котором клапан 12 закрывает седло 13 и одновременно седло 15 полого штока 14 перекрывается клапаном 6, разделяя полости 2-4 друг от друга. Давление в камере 3 управляющего давления Р_у сохраняется постоянным, соответствующим установившемуся расходу газа через регулятор. При увеличении давления на выходе регулятора (в камере 4) чувствительный элемент сравнения 5 перемещается вверх, сообщая камеру 3 управляющего давления через отверстие 15 полого штока 14 с камерой 2 выходного давления. Управляющее давление уменьшается, вызывая перемещение затвора исполнительного устройства регулятора в сторону закрытия, при этом уменьшается выходное давление и чувствительный элемент сравнения 5 приходит в исходное состояние, разделяя полости 2-4.

При уменьшении давления на выходе регулятора (в камере 4) чувствительный элемент сравнения 5 с полым штоком 14 перемещается вниз, при этом подпружиненный двуплечий рычаг 11 поворачивается по часовой стрелке и клапан 12 отходит от седла 13, соединяя камеру 3 управляющего давления с камерой давления питания Р_пит 2. Управляющее давление в камере 3 возрастает, вызывая перемещение затвора исполнительного устройства регулятора в сторону открытия, при этом увеличивается выходное давление и чувствительный элемент сравнения 5 приходит снова в исходное состояние, разделяя полости 2-4.

Так как камеры 3 и 4 разобщены эластичным разделительным чувствительным элементом 17 (мембраной), то при движении полого штока 14 отсутствует "сухое" трение и его перемещение будет плавным, а следовательно, будет отсутствовать и зона нечувствительности у усилителя.

Изменение давления питания в камере 2 приводит к изменению усилия на клапане 12 рычага 11. Одновременно давление питания действует на клапан или затвор исполнительного устройства регулятора давления, изменяя управляющее давление в камере 3. В установившемся режиме изменение усилия на клапане 12 от изменения перепада давлений (Р_пит Р_у) будет компенсироваться изменением усилия на разделительном чувствительном элементе 17 от изменения перепада давлений (Р_у Р_вых), так как они приложены к плечам рычага 11 с противоположным знаком. Поэтому чувствительному элементу сравнения 5 воздействие от изменения давления питания будет компенсироваться, а следовательно, выходное давление Р_вых, заданное пружиной 8, не будет изменяться.

Таким образом, в усилителе регулятора давления обеспечивается повышение точности поддержания выходного давления за счет исключения "сухого" трения и компенсации влияния изменения давления питания.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах газоснабжения котельных и других промышленных и коммунальных объектов. Достигаемым техническим результатом является повышение точности усилителя за счет исключения "сухого" трения и компенсации влияния давления питания. Усилитель регулятора давления газа непрямого действия содержит корпус 1 с камерами давления питания 2, управляющего давления 3 и выходного давления 4. Чувствительный элемент сравнения 5 с клапаном 6 закреплен к корпусу 1 крышкой 7. Узел задания содержит пружину 8 и орган управления 9. В корпусе 1 на оси 10 установлен двуплечий рычаг 11, на одном плече которого закреплен клапан 12, взаимодействующий с седлом 13, установленным в камере давления питания 2, а на другом плече закреплен полый шток 14 с отверстием 15 и седлом 16. Разделительный чувствительный элемент 17 размещен между камерами 3 и 4 и жестко закреплен по центру с полым штоком, а по периферии - с корпусом 1. Между двуплечим рычагом 11 и корпусом 1 установлена пружина 18. 1 ил.

УСИЛИТЕЛЬ РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ НЕПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащий корпус, в котором расположены камеры давления питания, выходного и управляющего давлений, узел задания, чувствительный элемент сравнения, взаимодействующий с узлом задания, полый шток и подпружиненный двойной орган управления, отличающийся тем, что между камерами выходного и управляющего давлений введен разделительный чувствительный элемент, а подпружиненный двойной орган управления выполнен в виде двуплечего рычага, на одно плече которого размещен клапан, разделяющий камеры давления питания и управляющего давления, а на другом полый шток с седлом, связанный с разделительным чувствительным элементом и взаимодействующий с клапаном, закрепленным на чувствительном элементе сравнения.