Регулятор давления газа Советский патент 1984 года по МПК G05D16/06 

00 4

ч|

а Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в различных пневматических системах Известен регулятор давления; содержащий корпус с входной и выходной полостями,В котором размещены чувствительный элемент и связанные с ним регулирующий орган, с одной стороны, и пружина задания, с другой стороны 1. Недостатком этого регулятора является то, что с его помощью невозможно получить высокое давление в выходной полости из-за ограниченной прочности чувствительного элемента. Кроме того, для кбмпенсации силы высокого давления требуется более мощная пружина задания, что ведет к усложнению регулировки усилия такой пружины и увеличению габаритных размеров регулятора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регулятор давления, содержащий корпус с входной, выходной и управляющей полостями, в котором размещены чувствительный элемент, выполненный в виде мембраны с жестким центром и жестко связанный с регулирующим органом и устройство предохранения мембраны от разрыва при повышении перепада давления в нем. Для этого в жестком центре выполнены два канала мембраны, к которым поджатыПружинами тарели. Внутренняя часть днища тарели служит заслонкой канала. При резком понижении давления в выходной полости или повышении давления в управляющей полости мембраны прогибает ся вниз и давит на тарель. При этом тарель отходит от жесткого центра, перепуская газ через канал из управляющей полости в выходную, благодаря чему давление в обеих полостях выравнивается и мембрана предохраняется от разрыва. При действии на мембрану перепада давления с другой стороны аналогично происходит переток газа через второй канал из выход ной полости в управляющую ZJ. Недостатками известного регулятора являются сложность его настройки что возможно только посредством разборки регулятора, и ненадежность кон струкции устройства предохранения мембраны от разрыва, так как имеет место возможность перекоса тарелей в направляющих тягах и шпильках от602носительно переточных каналов и мембравы, что приводит к нестабильному срабатыванию устройства предохранения мембраны от разрыва или его разуплотнению. Целью изобретения является повышение точности регули ования, надежности и удобства эксплуатации регулятора. Поставленная цель достигаетс я тем, что в регуляторе давления газа, содержащем корпус с входной, выходной и управляющей полостями, в котором размещены чувствительный элемент, выполненный в виде мембраны с-жестким центром и связанньй с регулирующим органом, устройство предохранения мембраны от разрыва выполнено в виде двух поджатых одной пружиной клапанов, снабженных упорами, имеющими возможность их контакта с корпусом, и установленнызс между выходной и управляющей полостями, причем один из клапанов размещен непосредственно на жестком центре мембраны, а другой - на жестко связанной с ним крьпике. Кроме того, задатчик давления в управляющей полости выполнен в виде кулачкового вала, кулачки KOTojporo связаны с двумя элементами типа сопло - заслонка, подключенными к источнику давления и управляющей полости, и сливу соответственно. На фиг. 1 и 2 схематично изображены предлагаемый регулятор в двух проекциях, разрез. Регулятор содержит корпус 1, входную 2 и выходную 3 полости, сопло 4, клапан 5, шпильки 6, жесткий центр 7 чувствительного элемента - мембраны 8, клапаны 9 и 10 предварительно сжатой при сборке пружины 11, крьшку 12 и уплотнительные прокладки 13 и 14, подмембранную полость 15, управляющую полость 16, герметизированные прокладками 17 и 18, корпус 19, каналы 20 и 21 и сопла 22 и 23.- Задатчик давления состоит из кулачкового вала 24 с кулачками А и Б, ручки 25, прокладок 26 и 27, металлических мембран 28 и 29, цилиндрических колец 30 и 31, клапанов 32 и 33, шарикового фиксатора 34. Корпуса 1 и 19, верхняя 35 и нижняя 36 крьпики имеют цилиндрическую форму и стянуты в единый блок болтами и шпильками. 5 подпружинен пружинами 37 и 38, а клапаны 9 и 10 снабжены упорами

39 и 40, имеющими возможность регулровки и контакта с корпусами 1 и 19

Устройство работает следующим образом.

Сжатый газ из входной полости 2 поступает через сопло 4, перекрываемое клапаном 5, и подмембранную полость 15 в выходную полость 3, давление в которой равно давлению в подмембранной полости 15 и зависит от давления задания в управляющей ПОЛОСТИ16. В установившемся . режиме давление на мембрану 8 в управляющей полости 16 уравновешено давлением в полости 15.

При изменении расхода газа через регулятор или давления во входной голости 2 изменяется давление в выходной полости 3, в результате чего мембрана 8 прогибается в сочэтветствующую сторону и перемещает клапан 5 относительно сопла 4, изменяя зазор между ними. При этом количество газа, поступающего на выход регулятора, изменяется так, что давление в подмембранной полости изменяется до значения давления в управляющей полости 16.

Формирование давления в управляющей полости 16 производится задатчиком давления, с помощью которого можно повысить или понизить это давление, попеременно открывая или закрывая сопла 22 и 23.

В качестве питания задатчика давления, как и на вход регулятора, от того же источника, сжатый газ подается в канал 20 и далее на сопло 22.

Вал 24 задатчика давления имеет два кулачка А и Б в виде шеек цилинд рической формы. На каждом кулачке имеется по одному срезу (лыске). Срезы (лыски) расположены относительно друг друга на 180(срез на кулачке А не показан). В положении ручки 25 задатчика давления Больше кулачок А устанавливается в положение, при котором плоскость среза совпадает с плоскостью клапана 32. При этом сопло 22, под действием на мембрану 28 давления сжатого газа из канала сопла 22, открывается и сжатый газ, проходя в управляющую полость 16, повьпиает давление в ней. Сопло 23 в этом положении ручки зада чика давления закрыто клапаном 33.

В положении ручки задатчика давления Меньше вал 24 устанавливается в положение, при котором кулачок А, прижимая цилиндрической поверхностью клапан 32, закрывает сопЛо 2 а срез (лыска) на кулачке Б в этбт момент совпадает с плоскостью клапана 33. При этом под действием давления сжатого гада в управляющей полости 16 на мембрану 29 из канала сопла 23, последний открывается, газ сбрасывается в атмосферу (или дренаж) через канал 21, понижая давление в управляющей полости 16.

При достижении заданного значения давления, контролируемого по величине давления на выходе, ручка 25 задатчика давления устанавливается в положение Работа. В этом положении оба сопла 22 и 23 закрыты и в управляющей полости 16 держится установленное давление.

Устройство предохранения мембран от разрыва при повышении перепада давлений на ней работает следующим образом.

При резком понижении давления в управляющей полости 16 или повышении давления в подмембранной по лости 15, на мембране 8 возникает перепад давлений, мембрана прогибаеся вверх и давит на клапан 10, который через упор 40 входит в контакт с корпусом 19. При этом пружина 11 сжимается и образует зазор между клапаном 10 и крышкой 12. Газ перетекает из подмембранной полости 15 в управляющую полость 16 через образовавшийся зазор и зазор между штоком клапана 10 и отверстием в клапане 9. Благодаря этому давление в обеих полостях уравнивается и мембрана 8 возвращается в исходное положение. При возникновении перепада давлений на мембране 8, действующего в обратном направлении, мембрана 8 прогибается вниз и давит на клапан 9, который через упор 39 входит в контакт с корпусом 1, сжимая пружину 11. В 3TOf момент образуется зазор между клапаном 9 и жестким центром 7 мембраны 8, что приводит к перетоку газа через канал В из полости 16 в полость 15 и уравнению давления в них.

Таким образом, предлагаемый регулятор давления газа обеспечивает повьш1ение точности регулирования и надежности работы, вследствие более совершенной конструкции устройства

1. РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус с входной, выходной и управляющей полостями, в котором размещены чувствительный элемент, выполненный в виде мембраны с жестким центром и связанный с регулирующим органом, устройство предохранения мембраны от разрыва и задатчик давления в управляющей полости, о тличающийся тем, что, с целью повышения его точности и надежности, устройство предохранения мембраны от разрыва выполнено в виде двух поджатых одной пружиной юГапанов, снабженных упорами, имеющими возможность их контакта с корпусом, и установленных меяаду выходной и управляющей полостями, причем один из клапанов размещен непосредственно на жестком центре мембраны, a другой на жестко связанной с ним крышке. 2. Регулятор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации регулятора, задатчик давления в управляющей полости выполнен в виде кулачковогоko вала, кулачки которого связаны t двумя элементами типа сопло - заслонка, подключенными к источнику давления и управляющей полости и утравляющей полости и сливу соответственно.