Регулятор давления газа Советский патент 1988 года по МПК G05D16/10 

fO--S,

11

&

(Л

со

00

4 СП

ретения - повышение уст011чивости регулятора к автоколебаниям. Регулятор содержит корпус 1, входную 2, выходную 3 и рабочую 4 полости подпружиненного регулирующего клапана 5, шток 6 с чувствительным элементом- поршнем 7, второй поршень 8, пружину 9, винт настройки 10, первый поршень 11, каналы 12, демпфирующую полость 13, дополнительную полость 14, каналы 15. Изобретение позволяет повысить устойчивость регулятора к автоколебаниям, в который- может он вступить при резкой подаче давления, подключении или отключении потребителей, за счет введения дополнительных поршней, первый из которых образует с чувствительным элементом демпфирующую полость, а второй, подпружиненный с двух сторон, разделяет рабочую и выходную полости. В стенках поршня разделяющего выходную и рабочую полости, имеются каналы, через которые и отверстия в корпусе редуктора демпфирующая полость на установившихся режимах работы соединена с атмосферой. При работе регулятора в момент резкого повьш1ения давления на входе, резкого Изменения расхода газа на выходе из редуктора поршень, разде- ляющий выходную и рабочую полости, отходит от положения равновесия и разобщает демпфирующую полость над чувствительным элементом от атмосферы, что препятствует колебаниям чувствительного элемента. 1 ил.

Изобретение относится к пневмоавтоматике, а именно к регуляторам давления, поддерживающим давление на заданном уровне, и может быть использовано в силовых пневмоавтоматических системах в различных отраслях промышленности и на транспорте. Цель изоб

Изобретение относится к пневмоавтоматике, а именно к регуляторам давления, поддерживающим давление газа на задан}1ом уровне, и может быть использовано в силовых пневмоавтоматических системах в различных отраслях промышленности и на транспорте.

Цель изобретения - повышение устойчивости регулятора к автоколебаниям.

На чертеже представлен регулятор давления газа.

Регулятор содержит корпус 1, входную 2, выходную 3 и рабочую 4 полости, регулирующий орган-клапан 5, который штоком 6 связан с чувствительным элементом-поршнем 7, Рабочая 4 и выходная 3 полости разделены вторым поршнем 8, выполненным в В1оде подпру- жиненно) с двух сторон перегородки, в котор(5й имеется отверстие для штока 6. Чувствительный элемент подпружинен рабочеГ) пружиной 9, которая нагружается с помощью винта 10 настройки и тарели, выполненной в виде первого поршня I1. В корпусе выполнены проходные каналы 12, которые соединяют демпфирующую полость 13, образованную поршнем 7, корпусом I и первым поршнем 1I, с дополнительной полостью 14 в поршне 3, пып лпетишй в виде кольцевых кпнллон ил пи.пиидрической поверхности второго поршня. Отверстия 15 в корпусе при расчетных режимах работы соединяют полость 14 с атмосферой.

Регулятор работает следующим образом.

Газ высокого давления поступает через входной патрубок во входную полесть 2, дросселируется в кольцевой щели между клапаном 5 и седлом и из выходной полости 3 через выходной патрубок подается потребителю.

На установившихся режимах работы

с регулятора давление в выходной полости 3, расположенной под порщнем 8, и в рабочей полости 4, расположенной над поршнем 8, равны, т.к. при нормальных колебаниях давления газ успеп вает дросселироваться в кольцевой щели между штоком 6 и поршнем 8, не вызывая перемещения поршня. Поршень В находится в нейтральном положении и полость 13, расположенная над чувст5 витальным элементом, соединена через отверстие 15, каналы 12 и дополнительную полость 14 с атмосферой.

На установившихся режимах работы в регуляторе не действуют дополнительные силы (например, специально вводимые для подавления колебаний силы трения), препятствуюише перемещенню подвижных элементов, что обеспечивает большую статическую точность.

При Действии на регулятор сильных внешних возмущений (например, резкое изменение давления питания или резкое изменение расхода газа) давление в полости 3, расположенной под поршнем 8, скачкообразно изменяется. В зависимости от характера внешнего возмущения оно может либо резко возрасти, либо резко упасть.

Для выравнивания давления в полос тях 3 и 4 необходимо, чтобы газ из полости 3 перетек в полость 4 (или наоборот). Так как при сильных внешних возмущениях давление в полости 3 падает (или возрастает) на значительную величину (по отношению к значению на установившемся режиме), то выравнивание давления в полостях 3 и 4 происходит не мгновенно, а за некоторый промежуток времени, в течение которого газ из одной полости перетекает в другую. Вследствие этого на поршень 8 действует перепад давлений, под влиянием которого он перемещается в осевом направлении, при этом кольцевая дополнительная полость 14 смещается относительно отверстий в корпусе 14 и полость 13 над чувствительным элементом разобщается с атмосферой.

При резком возрастании давления в рабочей полости (например, в случае резкого увеличения давления пита ния, или резкого частичного перекрытия расходного вентиля на входе регулятора) на поршень 8 действует перепад давлений, перемещающий его вверх, при этом полости 14 и 13 раз общаются с атмосферой. В полости 13 создается воздушный демпфер, что пре пятствует резкому перемещению чувствительного элемента 7 под действием Скачка давления в рабочей полости в направлении рабочей пружины. После выхода регулятора на установившийся режим работы поршень 8 возвращается в исходное положение и полость 13 над чувствительным элементом 7 вновь соединяется с атмосферой.

При резком падении давления S рабочей полости (например, при резком падении давления питания или при резком увеличении расхода через расходный вентиль) на поршень 8 действует перепад давлений, перемещающий его в направлении кла

10

15

20

25

30

35

40

45

50

5

пана 5, при этом коль 1евая полость 14 перемещается с поршнем и разобщается с атмосферой, а вместе с этим разобщается с атмосферой и полость 13 над чувствительным элементом. Эта полость служит воздушным демпфером для чувствительного элемента и препятствует резкому перемещению последнего в направлении клапана 5.

После выхода регулятора на устойчивый режим работы поршень 8 возвращается в исходное положение, полость 13 над чувствительным элементом соединяется с атмосферой.

Таким образом, при резких внешних возмущениях, способствующих возникновению в регуляторе автоколебаний, в нем возникают дополнительные силы, действующие на чувствительный элемент, направление которых противоположно возмущающим силам. Дополнительные силы компенсируют их и предохраняют регулятор от входа в режим автоколебаний.

Регулятор имеет высокую устойчивость к автоколебаниям, при этом повышение устойчивости достигается без снижения статической точности, так как демпфирующие силы действуют только на динамических режимах работы, а на статических отсутствуют и не создают сопротивления перемещению подвижных элементов регулятора.

Формула изобретения

Регулятор давления газа, содержащий корпус, между входной и выходной полостями которого установлен подпружиненный регулирующий клапан, связанный через шток с чувствительным эле- ментом, снабженным пружиной задания, связанной через тарель с винтом настройки, отличающийся тем, что, с целью повьпиения устойчивости peiулятора к автоколебаниям, тарель выполнена в виде первого поршня, образующего с чувствительным элементом демпфирующую полость, а в выходной полости установлен второй поршень, подпружиненный с двух сторон и образующий с чувствительным элементом рабочую полость, причем на цилиндрической поверхности второго порщня и в корпусе выполнены каналы с возможностью соединения через них демпфирующей полости с атмосферой.