Устройство для регулирования давления газа Советский патент 1988 года по МПК G05D16/10 

содержит регулятор давления 1 с расположенным в корпусе 3 регулирующим органом 7, связанным штоком с чувствительным элементом 8, нагруженным пружиной задания 9, и пневматический клапан 2 с расположенным в корпусе 13 регулирующим органом 16, связанным штоком с чувствительным элементом 18, закрепленным в поршне 19, нагруженном через цилиндр 30 второй пружиной задания 29, Регулятор давления 1 снабжен дополнительным порщ- нем 3I, установленным с уплотнением в полости 33 чувствительного элемента 8 между корпусом и пружиной задания 9. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в системах газоснабжения. Цель изобретения - повышение точности устройства для регулирования давления газа. Устройство (Л С

1

Изобретение относится к области автоматического регулирования, может быть использовано в системах газоснабжения и является усовершенствованием устройств по авт.св.№ 1236443.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Устройство для регулирования давления газа показано на чертеже.

Устройство содержит регулятор 1 давления и пневматический клапан 2, предназначеншлй для создания задающего давления, автоматического измерения гидравлических потерь и вьщачи пневматического сигнала на регулятор 1 давления, который содержит корпус 3 с входной 4 и выходной 5 полостями между которыми установлен регулирующий орган - седло 6 и затвор 7. На чувствительном элементе 8, нагруженном в исходном состоянии пружиной 9 задания, сравниваются усилия от выходного давления и затвора 7 с одной стороны и от давления в рабочей по- лости 10 на площадь А с другой. Дроссель 11 соединяет рабочую полость 10 с атмосферой и обеспечивает возможность получения в этой полости переменного давления. Пневматический клапан 2 состоит из корпуса 12 с входной 13 и выходной 14 полостями, седла 15, затвора 16 и пружины 17.

Поршень 18 является чувствительным элементом, на котором сравнивают- ся усилие от давления в полости 14 суммарно с усилием от затвора 16 и усилие со стороны поршня 19, который образует в корпусе 12 первую 20 и вторую 21 полости и воспринимает пе- репад давления в зоне Б выходной магистрали и в канале 22, имеющем входной дроссель 23 и выходной регулируемый дроссель 24, которые позволяют изменять давление в канапе 22 с учетом потерь в выходной магистрали. Канал 25 сообщает выходную 14 и рабочую 10 полости, а канал 26 обеспечивает соединение полости 20 с зоной Б и питание пневматического клапана Из зоны В выходной полости 5 давление подается на вход дросселя 23. Выходной трубопровод 2.7 с установленным на нем запорным органом 28 обеспечивает подвод рабочей среды к потребителю и вместе с выходной полостью 5 составляют объект регулирования устройства. Пружина 29 является второй пружиной задания и воздействует на поршень 19 через цилиндр 30, герметизирующий полость 21 и обеспечивающий равенство эффективных площадей поршня 19, Дополнительный поршень 31, установленный с уплотнением в виде кольца 32 в полости 33 чувствительного элемента 8, имеет на торцах опорные поверхности Г и Д и связан с чувствительным элементом 8 через пружину 9 задания. Полость 33 между дополнительным поршнем 31 и чувствительным элементом 8 сообщена каналом 34 с атмосферой.

Устройство для регулирования давления газа работает следующим образом..

В исходном положении устройства оно путем сжатия пружины 29 настроено на требующее выходное давление. Затворы 7 и 16 отжаты от седел 6 и 15 пружинами 9 и 29. При этом опорная поверхность Г поршня 31 контактирует с корпусом 3,

При подаче входного давления среда из входной полости 4 поступает в выходную полость 5 и далее по каналам 22,27 и 26 - во входную полость 13, а также в первую 20 и вторую 21 полости пневматического клапана. Поскольку усилие пружины 9 сравнительно мало, то рост давления в выходной полости 5 в основном определяется ростом давления в полостях 14 и 10. По достижении некоторого давления в полости 10 (меньшего, чем требуется для рабочего режима) поршень 31, сжимая пружину 9 задания, выходит из контакта с корпусом 3 и входит в контакт с чувствительньш элементом 8 опорной поверхностью Д, Пружина 9 задания перестает оказывать воздействие на подвижную систему регулятора. Но поскольку площадь А больше площади чувствительного элемента 8 со стороны выходной полости 5 , то процесс заполнения выходной магистрали прекращается только при достижении в ней требуемого давления настройки. Рост давления в рабочей полости 10 прекращается еще раньше. Давление в этой полости меньше выходного и соответствует настройке пневматического клапана 2.

При закрытом запорном органе 28 устройство выходит на установившийся режим работы, когда давления в полостях 5,20 и 21 равны, негерметичность перекрытия седел 6 и 15 обеспечивает приток среды, компенсирующий ее отток через дроссель 11. В безрасходном режиме при равенстве площадей поршня 18 и цилиндра 30 пневматический клапан 2 работает как задающий регулятор давления.

Когда запорный орган 28 открыт, устройство работает в расходном режиме. Гидравлические потери в выходной, магистрали компенсируются работой пневматического клапана 2 и регулируемого дросселя 24, которым при настройках регулируется отток среды из канала 22, и следовательно, давление в нем.

Компенсация гидравлических потерь осуществляется следующим образом.

Так как местные гидравлические потери, как и потери по длине трубопроводов , пропорциональны квадрату скорости, а при неизменном давлении - квадрату расхода среды, то на участ

5

0

5

0

5

0

5

0

ке объекта регулирования от зоны В до зоны Б моделируются потери на всей выходной магистрали. Перепад давления в зонах В и Б, который в канале 22 может быть уменьшен путем некоторого открытия регулируемого дросселя 24, передается на поршень 19. Дополнительное усилие на поршень 19 со стороны полости 21 влечет за собой компенсирующее увеличение давления в полости 14 на некоторую величину ЛР) . При определенном соотношении площадей поршней 18 и 19 и поршня 8 (в полостях 5 и 10) это увеличение давления на площади А поршня 8 дает требуемое увеличение давления в выходной полости 5, компенси- Р5пощее гидравлические потери давления.

В предлагаемом устройстве пружина 9 задания выходит из контакта с корпусом 3 еще в процессе выхода устройства на рабочий режим, и в рабочем регулируемом процессе не оказывает воздействия на подвижную систему, что исключает ошибку регулирования, связанную с ее деформацией, и повышает точность регулирования давления. Пружина 9 задания, усилие которой в исходном положении устройства в 1,5- 3 раза превьш1ает усилие со стороны затвора 7, обеспечивает отжатие затвора от седла 6 в начальный период выхода устройства на рабочий режим. Рост давления в полости 33 исключается соединением этой полости с атмосферой каналом 34;.

Формула изобретения

Устройство для регулирования давления газа по. авт. св. № 1236443, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности, оно содержит дополнительный поршень, а в чувствительном элементе вьтолнена полость, причем дополнительный поршень установлен с уплотнением в полости чувствительного элемента между корпусом и нагружающей чувствительный элемент пружиной задания, а полость между дополнительным поршнем и чувствительным элементом сообщена с атмосферой.