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

х ел

Изобретение относится к npHOo ioстроению и может быть использовано в газоанализаторах и системах газового контроля. Известны регуляторы давления газа, предназначенные для понижения давления газа и поддержания понижен ного давления на заданном уровне. Известные регуляторы давления газа содержат корпус с входным и вы ходным каналами и расположенным в нем устройством сопло-клапан и подпружиненную мембрану, жестко связан ную с клапаном Щ В этих регуляторах применены металлические клапаны, которые требую точной подгонки к соплам. Кроме тог регуляторы с металлическими клапана ми нестабильно работают при малых расходах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, подпружиненный чувствительный элемент и регу лирукндий орган типа сопло-заслонка, причем заслонка выполнена в виде вялой мембраны, разделяющей расположенную в корпусе полость на две камеры, соединенные с входным и выходным каналами, а сопло установлено в камере, соединенной с выходным каналом, связано с жестким центром чувствительного элемента и сообщено гибкой трубкой с входным каналом 2J Однако в процессе работы заслонка, выполненая в виде вялой мембраны вытягивается, и первоначальная настройка давления сбивается. Кроме того, при малых расходах газа падение давления в гибкой трубке недоста точно и заслонка ненадежно перекрыва ет сопло. Цель изобретения - повышение точности и надежности регулятора. Поставленная цель достигается тем что в регуляторе давления газа, содержащем корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены чувствительный элемент с жестким центром, нагруженный пружиной задания, и регулирующий орган типа сопло-заслонка заслонка которого выполнена в виде вялой мембраны, закрепленной между двумя шайбами и разделяквдей расположенную в корпусе полость на две каме ры, первая шайба жестко связана с жестким центром чувствительного элемента, а сопло выполнено на корпусе устройства, причем диаметр отверстия второй шайбы не менее наружного диаметра сопла, а диаметр отверстия пер вой шайбы больше диаметра отверстия .второй шайбы. Отношение диаметра отверстия второй шайбы к наружному диаметру сопла составляет от 1 до 1,8. Отношение диаметра отверстия первой шайбы к наружному диаметру сопла составляет от 5 до 15. На фиг. 1 изображен предлагаем1лгй регулятор давления; на фиг,- 2 - узел сопло-заслонка (узел I на фиг. 1 увеличено). Регулятор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, верхнюю крышку 4 с расположенным в ней регулировочным винтом 5 и пружиной 6. Регулировочный винт 5 уплотнен с помощью эластичного кольца 7. Заслонка регулятора выполнена в виде вялой мембраны 8, закрепленной между шайбой 9, соединенной с жестким центром чувствительного элемента 10 и второй шайбой 11, находящейся со стороны сопла 12. Диаметр 2 отверстия 13 второй шайбы не менее наружного диаметра cJi сопла 12, а диаметр d з зтверстия 14 первой шайбы больше диаметраd2 отверстия второй шайбы. Камера, образованная отверстием 14 и заслонкой 8, соединена отверстием 15 с камерой 16. Клапан и жесткий центр мембраны с помощью тяги 17 связаны с пружиной 6. Под чувствительным элементом 10 находится демпферная камера 18, которая имеет канал 19 с. постоянным дросселем 20 для соединения с атмосферой или задатчиком давления. Регулятор давления газа предназначен для регулирования давления в линии до себя и работает следукядим образом. Газ через входной канал 2 поступает в камеру 16. Под действием давления газа на чувствительном элементе 10 возникает усилие, противодействующее пружине б, работаквдей на растяжение. Из камеры 16 газ, дросселируясь в зазоре между соплом 12 и заслонкой в виде вялой мембраны 8, вытекает в выходной канал 3 и далее в атмосферу или дренажную линию. Стабилизация давления в камере 16 и в линии, подводящей газ к входному каналу 2, основана на уравновешивании усилия пружины 6 усилием от давления газа на чувствительный элемент 10. В случае нарушения равновесного состояния при изменении расхода газа чувствительный элемент 10 прогибается в соответствующую сторону и действует на клапан. В результате количество газа, выходящего в сопло 12, изменяется так, что давление газа в камере 16 восстанавливается. Велиину стабилизированного давления в

камере 16 и в подводящей линии можнс регулировать, воздействуя на пружину 6 с помощью винта 5.

Заслонка, выполненная в виде вялой мембраны 8, закрепленной между шайбами 9 и 11, работает следующим образом.

При движении клапана в сторону сопла 12 вялая мембрана 8 перекрывает торец сопла, так как давление газа в камере 16 выше, чем давление в канале сопла 12. Надежное перекрытие осуществляется и в том случае, если имеются перекос сопла относительно клапана, неровности и загрязнения торца сопла, так как отверс;тие 14 в первой шайбе 9 имеет сравнительно большой диаметр по сравнег нию с наружным диаметром сопла 12. Вялая мембрана 8 имеет относительную свободу перемещения внутрь отверстия 14 и этим самым компенсирует перекос и. неровности сопла.

Оптимальное отношение диаметра (3 отверстия 14 к наружному диаметру сопла 12 составляет от 5 до 15. При отношении менее 5 вялая мембрана 8 имеет недостаточную свободу перемещения внутрь проточки, а при отношении более 15 размеры заслонки сильно возрастают по отношению к другим элементам регулятора.

При движении клапана от сопла вялая мембрана 8 открывает сопло 12 благодаря тому, что диаметрdj незначительно отличается от наружного диаметраd, сопла. Лучшее отношение

диаметра отверстияd наружному диаметруdi сопла лежит в пределах от 1 до 1,8. При отношении более 1,8 появляется залипание вялой пластины к соплу при дв1 жении клапана вниз и вытягивание ее в процессе работы.

Демпферная камера 18 гасит автоколебания, возникающие в упругой системе пружина - клапан - чувствительный элемент, за счет экранного эффекта между чувствительным элементом 10 и дном камеры 18. Дроссель 20 необходим для того, чтобы предотвратить быстрое перетекание газа при возникших автоколебаниях. Перетекание газа снижает экранный эффект,.

Устройство может быть использовано как регулятор перепада давления. В Э.ТОМ случае в камеру 18 через канал 19 подается -давление задания, и давление в камере 16 устанавливается как избыточное давление над давлением задания.

Конструкция клапана регулятора обеспечивает надежное перекрытие и четкое открытие сопла даже при наличии неровностей и загрязнения на его торце. Шайба 11 предотвращает вытягивание заслонки, выполненной в виде вялой мембраны 8, в процессе работы. Все это обеспечивает надежную и точную работу регулятора давления как при малых, так и при больших расходах газа.

1. РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором размещены чувствительный элемент с жестким центром, нагруженный пружиной задания, и регулируивдий орган типа соплозаслонка, заслонка которого выполнена в виде вялой мембраны, закрепленной между двумя шайбами и разделяю- . щей расположенную в корпусе полость на две камеры, о тличающийс я тем, что, с целью повышения точности и надежности регулятора, первая шайба жестко связана с жестким центром чувствительного элемента, а сопло исполнено на корпусе устройства, причем диаметр отверстия второй шайбы не менее наружного диаметра сопла, а диаметр отверстия первой шайбы больше диаметра отверсти.1 второй шайбы. 2.Регулятор по п.1, отличают и и с я тем, что отношение диаметра отверстия второй шайбы к наружному диаметру сопла составляет от 1 до 1,8. 3.Регулятор по п.1, о тли ч a-ttj ю щ и и с я тем, что отнсяиение диа(Л метра отверстия первой шайбы к наружному диаметру сопла составляет от 5 до 15.