Регулятор давления газа Советский патент 1986 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в различных пневматических системах для регулирования давления газа.

Целью изобретения является повы- гаение надежности работы и расширение функциональных возможностей за счет исключения чрезмерного повышения входного давления.

На чертеже представлен предлагаемый регулятор давления газа.

Регулятор давления газа состоит из корпуса I с входньм 2 и выходным 3 каналами и седлом 4 между ними, дросселирзтощего клапана 5 с пружиной 6, толкателем 7 и хвостовиком 8 и чувствительного элемента 9, взаимог действующего с толкателем 7 и образующего с корпусом 1 управляющую полость 10. Управляющая полость 10 сообщена магистралью М с установленным в ней регулируемым дросселем 12 с полостью входного канала 2 и через дроссель 13 с дренажной магистралью.

Чувствительный элемент 9 может быть выполнен в виде поршня (как показано на чертеже), сильфона или мембраш,.

Регулируемый дроссель 12 представляет собой цилиндр 14 с полым поршне 15, подпоршневая полость 16 которого магистралью I7 сообщена с полостью входного канала 2. В противоположной полости J 8 цилиндра 14 размещена пружина 19, нагружающая поршень 15 навстречу действию входного давления В поршне 15 вьтолнена полость 20, в которой размещен дросселирующий элемент 21, связанный жестко с ввернутым в крьшку 22 цилиндром 14 винтом 23. Дросселирующий элемент 21 вьшолнен в виде золотника (поршня 24 с винтовой канавкой 25 на его наружной поверхности.

Полость 20 поршня 15 каналами 26 сообщена с кольцевой проточкой 27 на наружной поверхности его между уплотнительными манжетами 28 и 29. Полость кольцевой проточки 27 через отверстие 30 в цилиндре 14 и магистралью 11 сообщена с управляющей полостью 10.

На толкателе 7 клапана 5 вьтол- нено седло 31, канал 32 которого перекрыт контактирую дим с ним чувствительным элементом 9 и сообщен с вьтолненной в хвостовике 8 полостью

33, которая уплотнительным кольцом 34 уплотнена от входной полости 35. В днище 36 хвостовика 8 выполнены каналы 37, сообщающие полость 33

с полостью 38 под хвостовиком. Последняя сообщена сбросным каналом 39, выполненным в корпусе I, с атмосферой (дренажной магистралью). Седло 40 сбросного канала 39 образует с

днищем 36 нормально открытую клапанную пару.

В выходной полости 41 на толкате- ле 7 вьтолнен дополнительный .клапан 42, образующий с выполненным на корпусе со стороны выходной полости дополнительным седлом 43 дополнительную нормально открытзпо клапанную паРУВ днище 44 цилиндра 14 вьтолнен

второй сбросный канал 45, седло 46 которого перекрыто запорным органом 47, зацеп 48 которого заведен с зазором за буртик 49 цилиндрического прилива 50 полого поршня 15,

Регулятор давления газа работает следующим образом.

В исходном положении дросселирующий клапан 5 пружиной 6 максимально поднят, прижат к седлу 4 и разобщает

входную 35 и выходную 4 полости. Поршень 9 клапаном 5 через толкатель 7 также поднят. Регулируемый дрос- -сель 2 настроен на требуемое давление в выходной полости 41 винтом 23.

Гайка 22 навернута на цилиндр 14

настолько, что пружина 19 может воспринять воздействие входного давления со стороны полости 16,

Поршень 15 под действием пружины

9 опущен, сопротивление дросселиру}о- щего элемента 21 минимально.

Под воздействием пружины 6 клапан 42 поднят над седлом 43, а днище 36 над седлом 40. Клапанные пары 42-43

и 36-40 открыты, а клапанная пара 9- 3 закрыта. Запорн,ый орган 47 опущен и сидит на седле 46.

Газ высокого давления подводится по входному каналу 2 в полость 35.

В начальный момент входное давление еще больше прижимает клапан 5 к седлу 4. Одновременно газ высокого давления по магистрали 17 поступает.в полость 16 под поршень 15 и прижимает запорный орган 47 к седлу 46,

надежно перекрывая сбросный канал 45. Давлением газа в полости 16 поршень 15 поднимается, сжимая пружину 19.

3

Подъем.поршня 15 происходит до тех пор, пока сила давления на него со стороны полости 16 не уравновесится пружиной 19. При этом дросселирующий элемент (золотник) 24 перекроется цилиндрической поверхностью поршня 15 на величину требуемого (настроечного) сопротивления, соответствую- щего необходимому давлению настройки регулятора. Газ проходит по винтовой канавке 25 и поступает в полость 20, откуда по каналам 26 подается в полость кольцевой проточки 27, из которой через отверстие 30 и по магистрали 11 поступает в управ лующуто полость 10. Газ на дросселирующем элемент 21 дросселируется, его давление понижается. В полость 10 газ поступает с пониженным давлением.

Давление в полости 10 плавно повышается , при этом поршень 9 опускается, открьгеает через толкатель 7 клапан 5 от седла 4. В образовавшейся между клапаном и седлом щели газ дросселируется и поступает в полость 41 выходного канала 3. Давление под поршнем 9 повьш1ается.

Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении на выходе, называемом давлением настройки в статике, чувствительный элемент 9 поднимется настолько, что клапан 5 под воздействием пружины 6 и входного давления сядет на седло 4 и разобщит входную 35 и выходную 41 полости.

В установившемся режиме работы приток газа в полость 10 через регулируемый дроссель 12 и расход из нее через дроссель 13 выравняются, давление в полости 10 будет постоянным

При отборе газа в объем за регулятором давление под чувствительным элементом 9 несколько понизится. Это приведет к опусканию поршня 9, открытию клапана 5 и поступлению газа на выход регулятора. Давление под чувствительным элементом 9 восстановится, между клапаном 5 и седлом 4 установится щель, соответствующая данному расходу газа.

Если расход газа изменится, то подвижная система регулятора перейдет в другое положение динамического равновесия, соответствуиндее другому расходу. Если, например, расход газа уменьшится то при этом давление под поршнем 9 несколь57623, ,

ко повысится. Это обусловит подъем поршня 9 и клапана 5, уменьшение притока газа на выход регулятора, восстановление величины выходного 5 давления и перевод подвижной системы в другое положение динамического равновесия.

При прекращении отбора газа через регулятор давление газа под поршнем О 9 поднимет его настолько, что клапан 5 сядет на седло 4 и разобщит входную и выходную полости.

При неисправности регулятора (например, при повреждении уплотнителя 5 клапана 5) газ будет поступать от входной полости 35 в выходную полость 41 даже при отсутствии расхода и закрытом положении клапана 5. Это приведет к чрезмерному-повышению 20 давления под поршнем 9, который под действием повьшгенного выходного давления оторвется от седла 31 и поднимется. Через образовавшуюся щель между седлом 31 и поршнем 9 газ из 25 входной полости 41 по каналу 32 через полость 33, каналы 37, полость 38 и сбросный канал 39 будет сбрасываться в атмосферу (дренажную магис - раль). При восстановлении величины 30 выходного давления поршень 9 опустится, сядет на седло 31, прекратив сброс газа с вьгхода регулятора в атмосферу. Таким образом обеспечивается в регуляторе повышение надежности 5 работы за счет исключения недопустимого повьшгения давления на выходе. При понижении входного давления ниже настроечного (выходного) клапан 5 под воздействием перепада выходно- 0 го и входного давлений опустится. При этом клапан 42 сядет на седло 43, днище 36 прижмется к седлу 40, т.е. клапанные пары 42-43 и 36-40 закроются, чем будет исключен сброс 5 газа с выходной полости в атмосферу. Одновременно клапанная пара 4-5 откроется, но газ с выхода на вход поступать не будет, так как клапанная пара 42-43 при этом закрыта. 0 Этим также повьш1ается надежность работы регулятора за счет исключения возможности сброса газа из потребителя (с выхода регулятора на его вход, т.е. в обратном направлении), 5 что может иметь место при повреждении системы подачи газа высокого давления на вход регулятора или другой неисправности ее.

При превышении величины давления питания (давления в полости 35) над давлением настройки (давлением в полости 4) клапан 5 под действием входного давления и пружины 6 поднимается,, седло 31 прижмется к поршню 9, работа регулятора возобновится

При подаче на вход регулятора газа, давление которого недопустимо высоко, поршень 15 регулируемого дросселя 12 поднимется настолько, что упором буртика 49 в зацеп 48 запорный орган 47 поднимется, оторвавшись от седла 46. Газ из полости 16 через второй сбросный канал 45 будет выходить в атмосферу (сбросну- магистраль). Недопустимое повышение входного давления будет предотвращено. При понижение входного давления (давления в полости 6) до допустимой величины поршень 15 под воздействием пружины 19 опустится, запорный орган 47 сядет на седло 46, перекрьт канал 45 и прекратив сброс газа из входной полости. Этим обеспечивается расширение функциональных возможностей регулятора, так как его регулируеьп.1й дроссель 12 выполняет функции и предохранительного клапана.

Формула изобретения Г. Регулятор давления газа по авт св. № 1170437, отличающи йс я тем, что, с целью повышения надежности работы, на толкателе клапана выполнено седло, а по оси толкателя выполнен канал, который перекрыт контактирующим с ним чувствительным элементом и сообщен с вьтол- ненной в хвостовике клапана полостью, которая изолирована от полости входного канала и имеет в своем днище

каналы, сообщающие ее с атмосферой через выполненный в корпусе сбросной канал, днище полости и седло сбросного канала образуют нормально открытую клапанную пару, в,выходной полости на толкателе клапана вьтолнен дополнительный клапан, а на корпусе выполнено дополнительное седло, образующие между собой дополнительную нормально открытую клапанную пару

2. Регулятор ПОП.1, отличающийся тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей за счет исключения чрезмерного повьшгения входного давления, в днище цилиндра регулируемого дросселя выполнен второй сбросный канал, седло которого перекрыто запорным органом, связанным с полым поршнем с

возможностью относительного продольного перемещения их друг относительно друга.

10

0

23

8 9

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в различных пневматических системах для регулирования давления газа. Целью изобретения является повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей за счет исключения чрезмерного повышения выходного давления. Регулятор содержит корпус с седлом между входной и выходной полостями, клапан и взаимодействующий с ним чувствительный элемент, нагрзгженный управляюпщмдав- лени:ем, полость которого сообщена через дроссель с атмосферой и через второй регулируемьй дроссель с входной полостью. Шток клапана связан с чувствительным элементом посредством нормально закрытой клапанной пары, канал которой вьтолнен в толкателе и хвостовике клапана и сбобщен с атмосферой через вторую нормально открытую клапанную пару, образованную днищем хвостовика и седлом сбросного канала в корпусе регулятора. На толкателе выполнен в выходной полости дополнительный клапан, образующий с вьтолненным со стороны выходной полости седлом также нормально открытую клапанную пару. Такое исполнение обеспечивает сброс газа с выхода регулятора в атмосферу при недопустимом повышении его давления и исключает обратное движение газа при понижении входного давления ниже настроечного. Выполнение в регулируемом дросселе второго сбросного канала, седло которого перекрыто запорньм органом, связанным с полым поршнем с возможностью относительного продольного перемещения их друг относительно друга, исключает чрез-- мерное повышение входного давления в регуляторе. Изобретение дополнительное к авт. св. №1170437. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л с ю