Устройство для регулирования давления газа Советский патент 1986 года по МПК G05D16/10 

1

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в качестве автоматической системы регулирования давления перед потребителем газовой среды.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности устройства при больших расходах газ

. На фиг, 1 представлено устройст- во для регулирования давления газа, разрез, об1ций вид; на фиг. 2 - график зависимости давления (потерь и поднастройки) от расхода газа.

Устройство для регулирования давления газа содержит регулятор 1 давления, управляющий клапан 2 и регу- лируемьй дроссель 3. Регулятор 1 давления состоит из поршневого чувствительного элемента 4 с толкателем 5, контактирующим с подпружиненным регулирующим органом 6,разделяющим . вход и выход регулятора 1 и выполненным в виде полого цилиндра. Управляющий клапан 2 состоит из чувствителного элемента 7 с толкателем 8, контактирующим с его регулирующим органом 9, и пружинного механизма задания, состоящего из мягкой пружины 10, разделяющей шайбы 11, жесткой пружины 12, установленной в корпусе управляющего клапана 2 посредством поворотной втулки 13 с винтовой нарезкой 14 и крышки 15. Регулируемый дроссель 3 состоит из дроссельной заслонки 16, например, цилиндрической формы, со сквозным отверстием 17, поршневого чувствительного элемента 18, подпружиненного пружиной 19, Под чувствительным элементом расположен упор 20. Вход устройства связан через регулируемый дроссель с полостью Q за регулируемым дроссе лем 3 и далее, через отверстие 21 и

дросселирующее отверстие 22 в регулирующем органе 6 регулятора давле-

кия 1 г подпоршневой полостью & регулируемого дросселя 3, а также с управляющей полостью 6 регулятора 1 давления и далее через дренаж 23 с атмосферой. Чувствительный поршневой элемент 4 регулятора 1 давления выполнен с гидродемпфером 24. Для обеспечения герметизации предусмотрены уплотнения 25 на поршневых и регулирующих элементах.

Устройство работает следующим образом.

Газ высокого давления со входа устройства через проходное сечение

2560012

регулируемого дросселя 3 попадает в полость а. Далее через сквозные отверстия 21 и 22 в регулирующем органе 6 регулятора 1 давления газ

5 устремляется в подпоршневую полость S регулируемого дросселя 3 и в управляющую полость Ь регулятора 1 давления. По мере заполнения этих полостей давление в них и на чувствитель 0 ный элемент 7 управляющего клапана 2 растет. После того, как сила давления газа на чувствительный элемент 7 превысит силу давления пружинного механизма (пружины 10 и 12)

5 управляющего клапана 2, чувствитель- ньй элемент 7, перемещаясь, освобождает регулирующий орган 9 управляющего клапана 2, который перекрывает дросселирующее отверстие 22. Одно20 временно чувствительный элемент 4 регулятора 1 давления под действием давления газа в управляющей полости Ь перемещается и открывает проходное сечение i регулирующего органа 6 регулятора 1 давления и газ из полости о. проходит на выход устройства. Ввдача газа в выходной трубопровод продолжается до тех пор, пока давление на выходе не сравня30 ется с давлением в управляющей по лости Ь , При превышении давления на выходе чувствительный элемент 4 переместится в сторону управляющей полости 6, и регулирующий орган

35 6 перекроет доступ газа из полости а на выход. При вьщаче газа регулируемый дроссель 3 автоматически поддерживает в полости а давление газа PJJ большее, чем в полостях S к Ь на

40. определенную постоянную величину,

задаваемую пружиной 19, Когда нет

25

вьщачи .аза, давление р , повьш1аясь по мере заполнения полости о. , воздействует на чувствительный элемент

18 регулируемого дросселя 3 и перемещает его, преодолевая сопротивление пружины 19 и давление в Полости 8 Pg., до контакта с упором 20. При этом проходное сечение 17 регулируемого дросселя 3 становится минималь- ньм. При увеличении расхода газа через устройство регулирующий орган 6 перемещается в сторону управляющего клапана 2, увеличивая проходное

сечение г . регулятора 1 давления и открьшая регулирующий орган 9, контактирующий с толкателем 8 чувствительного элемента 7 управляющего

клапана 2, Сжатый газ начинает поступать в полости ,Б пока давление р р р в управляющем клапане не подожмет через чувствительный элемент 7 пружинный механизм (пружины 10 и 12) управляющего клапана 2 до нового положения чувствительного .элемента 7, при котором регулирующий орган 9 управляющего клапана 2 перекроет дросселирующее отверстие 22, а давление р р р в управляющем клапане 2, обусловленное силой сжатия пружин 10 и 12, станет вьше на лр прежнего значения. Одновременно, за счет увеличения управляющего давления р. повышается давление на

выходе регулятора

При малых расходах газа увеличение выходного давления р незначительно

о1

за счет сжатия мягкой пружины 10 в пружинном механизме управляющего клапана 2. При больших расходах мягкая пружина 10 полностью сжата и начинает сжиматься жесткая пружина 12, обеспечивая более крутое измене- ние выходного давления р с изменением расхода газа. В результате такого увеличения выходного давления р устройства при увеличении рас-pblX.

хода газа G давления в койце выходного трубопровода поддерживается постоянным и равным давлению первоначальной настройки РО .

Дренаж 23 предназначен для постоянного стравливания газа из полости f для динамического изменения управляющего давления р.

Гидродемпфер 24 предназначен для устранения автоколебательных процессов.

Необходимость поддержания в полости а давления р больщего, чем давление P-JJI , на определенную постоянную величину обусловлено тем, что расход газа G через регулятор 1 давления пропорционален

.1

f(

PC, Д /А. р

вых вых

км

где f - площадь проходного сечения f регулятора 1 давления и при изменении входного давления р , благор .6х.

даря TT Cohst,расход газа С пропорциоРвых55

напен{ . Вследствие этого не происходит рассогла:сования гидравлических потерь давления в выходном трубопро

воде л (фиг, 2f линия 1) и давления поднастройки ДР (фиг. 2, линия 2) при изменении входного давления Pg .

Настройка устройства производится следующим образом.

Поворотная втулка 13 имеет винтовую нарезку 14 с шагом, равным шагу установленной в ней жесткой пружины 12. Меняя количество работающих витт ков пружины 12 путем вывинчивания ее из втулки, изменяют жесткость пружины, крторая должна соответствовать гидравлическому сопротивлению выходного трубопровода, Поджатием пружин 10 и 12 крьшкой 15 регулируют первоначально заданное выходное давление

которое равно р

ходах газа.

ВЫХ

при малых рас30

25

40

5

35

0

5

Формула изобретения

Устройство для регулирования давления газа, содержашее регулятор давления, в корпусе которого размещен поршневой чувствительный элемент с толкателем, контактирующим с регулирующим органом, размещенным между входной и выходной полостями, пру- жинньй механизм задания, регулируемый дроссель, управляющий клапан, в корпусе которого размещен подпружиненный регулирующий орган, разделяющий полость за регулируемым дросселем и управляющую полость регулятора давления и связанный с чувствительг ,ным элементом поршневого типа с толкателем, отличающееся тем, что, с целью повышения его точности и чувствительности при больших расходах газа, регулирующий орган регулятора давления выполнен в виде подпружиненного полого цилиндра, : связывающего полость за регулируемым дросселем с управляющей полостью регулятора давления через сквозные отверстия в стенке и в днище подпружиненного полого цилиндра, внутри которого расположен подпружиненный регулирующий орган управляющего клапана, а пружинный механизм задания установлен в корпусе управляющего клапана посредством поворотной втулки с винтовой нарезкой с возможностью контакта с чувствительным элементом уп- .равляющего клапана, причем регулируемый дроссель расположен на входе

512560015

регулятора давления и выполнен с пор- жинена исвязана с полостью за регушневым чувствительным элементом, лирующиморганом управлякяцего Кла подпоршневая ПОЛОСТЬ которого подпру- пана.

фиг.1

20

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в качестве автоматической системы регулирования давления перед потребителем газовой среды. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности устройства при больших расходах газа. Устройство для регулирования давления газа содержит регулятор давления, включающий поршневой чувствительный элемент и регулирующий прган, регулируемый дроссель, пружинньй механизм задания и управляющий клапан, включающий чувствительньгй элемент и регулирующий орган, причем регулируемый дроссель расположен на входе устройства, а пружинный механизм - в управляющем клапане, регулирующий орган которого расположен в пустотелом регулирующем органе регулятора давления. При малых расходах газа увеличение выходного давления незначительно вследствие сжатия мягкой пружины в пружинном механизме управляющего клапана. При больших расходах эта пружина полностью сжата, и начинает сжиматься жесткая пружина, обеспечивая более крутое изменение выходного давления с изменением расхода газа. В результате при увеличении расхода газа давление в конце выходного трубопровода поддерживается постоянным и равным давлению первоначальной настройки, 2 ил. в (Л INS СЛ Oi

Редактор П.Коссей

Составитель Е.Латухина Техред И.Ходанич

Заказ 4822/47

Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул.Проектная, 4

фиг.г

Корректор В. Бутяга

Подписное