Регулятор давления газа Советский патент 1985 года по МПК G05D16/10 

1 Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмосистемах. Известен газовый регулятор, состоящий из корпуса с входной и выходной полостями клапана, связанного с чувстйительным злементом клшю-рычажной передачей с пере менным отношением 1. Повышенная точность регулирования давления зтим регулятором достигается только при отдельных значениях расхода среды и давлений. Наиболее близок к предлагаемому по тех нической СУ1Ш10СТИ регулятор давления, содержащий корпус, между - входной и выходной полостями которого установлен первый регулирующий орган, клапан которого связан штоком с первым чувствительным элементом - ступенчатым поршнем, меньшей ступенью связанным с задатчиком усилия и образующим полость между ступенями, связанную с заборником, установленным на пути газового потока за седлом, и с выходной полостью, а также второй регулирующий орган, установленный между выходной полостью и полостью между ступенями, клапан которого соединен с вторым ч вствительным элементом, установленным в полости, соединенной с выходной полостью 2. Недостатком известного регулятора является пониженная точность в малорасходном и безрасходном режимах. В .указанных режимах он работает как статический регулятор с непосредственным воздействием чувствительного элемента на клапан с передаточным отношением, равным единице. Цель изобретения - повышение точности регулятора давления газа. Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления газа, содержащем корпус, между входной и выходной полостяMir которого установлен первый регулирующий орган, клапан которого связан с штоком с первым чувствительным элементом ступенчатым поршнем, меньшей ступенью св занным с задатчиком усилия и образующим полость между ступеняг/ж, связанную с забо HHKOMj установле1шым на пути газового по тока зэ седлом, и с выходной полостью. а также второй регулирующий орган, установленный между входной полостью и полостью между ступенями, клапан которого соединен с вторым чувствительным элементом, установленным в полости, соединенной с выходной полостью, шток связан с первым чувствительным элементом посредством механизма с передаточным отношением мень шим бдкьицы, а между штоком и первым чувствительным элементом при посадке клапана на седло имеется осевой зазор 5 , оп ределяемый зависимостью кк( где х - критический ход клапана, при ко. тором имеет место контакт штока с поршнем и механизма со штоком и поршнем; i - передаточное отношение механизма. На чертеже схематично изображен регулятор давления газа. Регулятор давления газа состоит из корпуса 1 с входной 2 и выходной полостями 3. Клапан 4 вместе с седлом 5 составляют первую регулирующую пару (орган). Клапан 4 при посадке на седло 5 связан с первым чувствительным элементом - ступенчатым порцшем 6 через шток 7 и механизм, состоящий из рычагов 8 и 9, при наличии осевого зазора S, между штоком и поршнем. Меньшая ступень поршня 6 связана с задатчиком усилия - пружиной 10. Полость П связана каналом 12 с заборником 13 и каналом 14, проходящим через седло 15 и составляющим с клапаном 16 вторую регулирующую пару (орган) с полостью }7. Клапан 16 имеет возможность контакта с жесткими упорами на втором чувствительном элементе - поршне 18, установленном в полости 17, сообщенное с выходной полостью 3 каналом 19. Пружина 20 обеспечивает задающее усилие на поршне 18. Возможна установка второй регулирующей пары на приточном канале 12. Регулятор давления газа работает следующим образом. В безрасходном и малорасходном режимах ступенчатый порщень 6 воздействует на клапан 4 через систему рычагов 8 и 9 с передаточным отношением, меньшим единицы, т.е. где Х| - ход клапана (штока); Хп - ход поршня. При i 1 усилие со стороны клапана на стут енчатый поршень 6 и любые изменения этого усилия, в том числе и усилия герметизации, уменьшены, что повышает точность регулирования в безрасходном и малорасходном режимах. По мере увеличения отбора газа газовый поток усиливается, тормозится в заборнике 13, повышенное давление из заборника подается в полость 11. При зтом изменение усилий на подвижной системе регулятора компенсируется воздействием повышающего давления в полости 11 на разность площадей поршня 6. Когда давления в полости и, следовательно, в выход ной полости 3 несколько завышенны, второй чувствительный элемент - поршень 18 начинает перемещать клапан 16 от седла 15 Давление в полости 11 за счет увеличивающегося оттока газа через седло 15 уменьша ется и давление в выходной полости 3 соо ветствует требуемому, установленному подж тием пружины 20. При дальнейшем увеличе нии отбора газа осевой зазор 5 между штоком 7 и поршнем 6 уменьшается до тех пор пока шток и поршень не соприкоснутся. Тогда передаточное отношение i будет равно единице, т.е. - момента соприкосновения штока с поршнем при постоянстве передаточного отношения i Ц Ч - к к о к где S и SQ - текущее и начальное значение между поршнем и штоком; /4-1) 5-5 , При одновременном контакте поршня со шты ком и рычажного механизма с поршнем и штоко т.е. к моменту, когда зазор становится рав критическим (ц. ным нулю и но .найти S. (I-) Хц выбирается конструктивно из условия обеспечения достаточного усиления регулятора, т.е. достаточного давления в полости И, зависящего от многих параметров, на пример входного и выходного давлений, усилия клапанной пружины, расхода среды, конструкция заборника и т.д. х. можно брать с значительным запасом. При этом механизм и усилитель будут работать при увеличенных перемещениях поршня 6 и изменениях усилия пружины 10. Вместе с тем использование рычажной пружины с i i I во всем диапазоне расходов приводит к усложне(шю механизма, а также к увеличению необходимости мощности усилителя для компенсации большого изменения усилия пружины 10 и площади большей ступени поршня 6 и к снижению устойчивости регулятора. Таким образом, в безрасходном и малорасходном режимах регулятор работает как статический с малыми изменениями усилий на под вижной системе, т.е. с повышенной точностью. В режиме увеличенных расходов регулятор работает как астатический с компенсацией изменений усилия не подвижной системе за счет работы усилителя с использованием энергии рабочей среды. Использование изобретения позволяет повысить точность регулирования давления в пневмосистемах.

РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус, между входной и выходной полостями которого установлен первый регулирующий орган, клапан которого связан штоком с первым чувствительным элементом - ступенчатым поршнем, меньшей ступенью связанным с задатком усилия и о6: между ступенями полость, связанную с эаборником, установленным на пути газового потока за седлом, и с выходной полостью, а также второй регулируннций сргаи, установленный между входной .полостью и полостью между ступенями, клапан которого соединен с вторым чувствительным злементом, установленным в по лости, соединенной с выхощюй полостью, отличающийся тем, что, с целью повьпиения то тости регулятора, в нем шток связан с первым чувствителып 1М элементом посредством механизма с передаточным отношением, меньшим едашшы, а между штоком и первым чувствительным элементом при посадке клапана на седло имеется осевой заэор So определяемьЛ зааиси мостью (I-). v«. ,( - критический ход клапана, при где X котором имеет место контакт штока с поршнем и механизма со штоком и поршнем; - переяатофюе отношение механиз1 ма