Регулятор давления газа Советский патент 1988 года по МПК G05D16/08 

(Л

со со сх ел

теля 23 с чувствительным элементом 18 редуктора клапан 24. Полость 22 сообщена каналом 25 седла 26 с под- мембранной полостью 27 чувствительного элемента 18 являнмцейся одновременно и управляющей полостью редуктора и выходной полостью задатчика давления 2j сообщенной каналом 28 с выходной полостью редуктора 5 С другой стороны из полости 22 выходит канал 295 седло 30 которого перекрыто клапаном 24 и полость которого сообщена с выполненной на нар-ужной поверхности портня 21 между уплотни-- тельн№ш манжетами 31 и 32 кольцевой

проточкой 335 полостью которой каналом 34 сообщена с входной полостью 4 регулятора. Дросселирующий клапан редуктора 8 выполнен в виде ступенчатого поршня,, большая ступень 12 на- дополнительной регулируемой пр гжиной и через канал 13 в толкателе 14 выходным давлением регулятора, Регулятор давления газа обеспечивает высокую точность поддержания давления газад исключает обратное движение среды резкое возрастание давле кия при резком открытии системы питания высоким давлениемо Точность регу лирования возрастает в 2 раза 1 ил.

Изобретение относится к пневмо- арматуре и может быть использовано в пневмосистемах. Цель изобретения - повышение точности работы и улучшение динамических характеристик регулятора. В регуляторе давления газа чувствительный орган задатчика давления 1 выполнен в виде поршня 21 с внутренней полостью 22, в которой размещен связанньш посредством толка

1

Изобретение относится к пневмо- арматуре и может быть использовано в пневмосистемах.

Цель изобретения - повышение точ- ности работы и улучшение динамических характеристик регулятора.

На чертеже схематически изображен регулятор давления газа

Регулятор давления газа содержит редуктор 1 и задатчик 2 давления вьшолненные в общем корпусе 3 с входной 4 и выходной 5 полостями. Между входной и выходной полостями редуктора вьтолнено седло 6, канал 7 KOTO рого перекрыт дросселирующим клапаном 8 5 нагруженнь м регулируемой посредством винта 9 через поршень 10 пружиной 11, Дросселирующий клапан 8 вьшолнен ступенчатым его большая ступень 12 контактирует с пружиной 11 и нагружена выходным давлением подаваемым из выходной полости 5 по каналу 13 вьшолненному в толкателе 14 дросселирующего клапана 8„ Дрос- селирзтощий клапан 8 взаимодействует со штоком 15 демпфера 16, второй што 17 которого взаимодействует с мембраным чувствительным элементом 18 редуктора Полость 19 под чувствитель- ным элементом 18 каналами 20 сообщена с выходной полостью 5„

Чувствительный орган задатчика 2 давления выполнен в виде поршня 21 с полостью 22, в которой размещен взаимодействующий посредством толка-

теля 23 с чувствительным элементом 18 клапан 24 Полость 22 сообщена каналом 25 седла 26 с надмембранной полостью 27 чувствительного элемента 18, являющейся одновременно, и управляющей полостью редуктора и выходной полостью задатчика 2 давления, сообщенной каналом 28 с выходной полостью 5 редуктора. С другой стороны из полости 22 выходит канал 29$, седло 30 которого перекрыто клапаном 24 и полость которого сообщена с выполненной на наружной поверхности поршня 21 между его уплотнительньи-ш манжетами 31 и 32 кольцевой проточкой 33j полостью которой каналом 34 сообщена с входной полостью 4 регулятора

Чувствительный орган 21 нагружен регулируемой посредством винта 35 через тарель 36 пружиной 37, В канале 28 установлен дроссель 38, Пружину 11 рассчитывают таким образом, чтобы она могла уравновешивать воздействие минимального допустимого входного давления на клапан 24 (на его неуравновешенную по входному давлению площадь) ,

Регулятор работает следующим обра- зом„

в исходном положении винтом 35 пружина 37 сжата на получение необходимого (настроечного) давления на выходе регулятора, Пр окина 11 винтом 9 сжата иптм.чъко. что входным давлением недопустимо малой для работы регулятора величины на неуравновешенную площадь клапана 24 усилие пружины 11 не может быть преодолено. Под действием пружины 11 дросселирующий клапан 8 поднят вверх, прижат к седлу 6 входная 4 и выходная 5 полости разобщены. Толкателем 14 штоки 15 и

над давлением в управляющей полости 27 чувствительный элемент 18 поднимается настолько, что дросселирующий g клапан 8 садится на седло 6, прекратив дальнейший рост давления на выходе регулятора«

При отборе газа от регулятора его давления в полостях 5 и 19 несколько 17 демпфера 16 подняты вверх, и через ,Q снижается. Это приводит к опусканию чувствительньй элемент 18 толкатель чувствительного элемента 18 и откры23клапана 24 прижат к седлу 30. Полость 22 разобщена от входной полости 4,

При подаче на вход регулятора газа 5 подвижной системе регулятора устанав- высокого давления оно по каналам 34 и 29 поступает и воздействует на клапан 24. Это давление через толкатель 23, % вствительный элемент 18, демпфер 16, толкатель 14 и клапан 8 вое- 2о давления регулятора определяется принимается пружиной 11. Если величи- точностью поддержания давления задат- на входного давления ниже минимально допустимого (установленного винтом 9), то его сила недостаточна для преодоления усилия пружины 11, клапаны

24и 8 закрыты, газ на выход регулятора не поступает.

При подаче на вход регулятора газа с допустимым по условиям точности и

тию клапана 8, в зазор между которым и седлом 6 устремляется газ, компенсируя отбор среды от регулятора. В

ливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа.

Точность поддержания выходного

чиком 2 давления в управлякяцей полости 27. Точность задатчика 2 давления определяется площадью его чувствитель 25 ного органа 21 (чем больще эта площадь, тем точность выше). Так как клапан 24 взаимодействует с чувстви- .тельным элементом 18 редуктора, изменяющего свое положение в зависимосустойчивости давлением сила воздей- Q ти от давления в полости 27, то эле- ствия последнего на клапан 24 больше силы пружины 11. Клапан 24 отходит от седла 30, через элементы 23, 17, 15 и 14 отводит от седла 6 дросселирующий клапан 8 и оба клапана открываются. Газ, дроссепируясь в зазорах клапанных пар 24-26 и 6-8, поступает в полости 27 и 5. Давление в полости 5 по каналам 20 передается в полость

35

мент 18 является также чувствительным органом задатчика 2 давления. Это эквивалентно увеличению эффективной площади чувствительного органа 21 на площадь чувствительного элемента 18, т.е. увеличению практически в два раза. В результате этого погрешность поддержания задатчиком 2 давления в полости 27 уменьшается в два

19, По мере повышения давления в по- раза. Следовательно, и точность подлости 27 сила его воздействия на пор- держания величины давления на выходе шень 21 и чувствительный элемент 18 увеличивается. Под действием повьш1аюредуктора значительно вьше.

Закрытое положение клапанов 24 и 8 перед подачей газа высокого давлещегося давления в управляющей полосЗакрытое положение клапанов 24 8 перед подачей газа высокого дав

ти 27 поршень 21 поднимается, сжимая „„ на вход регулятора исключает

пружину 37 задания, а чувствительный элемент 18 опускается, перемещая вниз элементы 17, 15 и 14 и открывая дросселирующий клапан 8. Приток газа в полости 5 и 27 увеличивается, давление в них повьш1ается. 1

При установлении в управляющей полости 27 необходимого настроечного- давления поршень 21 поднимается, настолько, сжав пружину 37, что клапан 24 садится на седло 26, перекрыв его канал 25 и разобщив полость 27 от входной полости. При малейшем преобладании давления в полостях 5 и 19

50

55

резкие забросы давления на выходе в управляющей полости при резком воде газа на вход. Это повьштает н дежность регулятора, исключает во можность выхода из строя чувствит ных элементов (например, разрыва мембран, что имеет место на практ в аналогичных регуляторах).

При понижении величины входног давления ниже допустимого значени пружиной 11 дросселирующий клапан поднимается до посадки на седло 6 а клапан 24 толкателем 14 через д фер 16, чувствительньш элемент 18

подвижной системе регулятора устанав- давления регулятора определяется точностью поддержания давления задат-

тию клапана 8, в зазор между которым и седлом 6 устремляется газ, компенсируя отбор среды от регулятора. В

подвижной системе регулятора устанав- давления регулятора определяется точностью поддержания давления задат-

ливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа.

Точность поддержания выходного

5 подвижной системе регулятора устанав- о давления регулятора определяется точностью поддержания давления задат-

чиком 2 давления в управлякяцей полости 27. Точность задатчика 2 давления определяется площадью его чувствитель 25 ного органа 21 (чем больще эта площадь, тем точность выше). Так как клапан 24 взаимодействует с чувстви- .тельным элементом 18 редуктора, изменяющего свое положение в зависимос Q ти от давления в полости 27, то эле-

ти от давления в полости 27, то эле-

мент 18 является также чувствительным органом задатчика 2 давления. Это эквивалентно увеличению эффективной площади чувствительного органа 21 на площадь чувствительного элемента 18, т.е. увеличению практически в два раза. В результате этого погрешность поддержания задатчиком 2 давления в полости 27 уменьшается в два

раза. Следовательно, и точность поддержания величины давления на выходе

редуктора значительно вьше.

Закрытое положение клапанов 24 и 8 перед подачей газа высокого давле„„ на вход регулятора исключает

0

5

резкие забросы давления на выходе и в управляющей полости при резком подводе газа на вход. Это повьштает надежность регулятора, исключает возможность выхода из строя чувствительных элементов (например, разрыва мембран, что имеет место на практике в аналогичных регуляторах).

При понижении величины входного давления ниже допустимого значения пружиной 11 дросселирующий клапан 8 поднимается до посадки на седло 6, а клапан 24 толкателем 14 через демпфер 16, чувствительньш элемент 18 и

толкатель 23 поднимается также до посадки на седло 30. Выходная полость |5 разобщается от входной, что также является ценным свойством регулятора, ;так как исключается его работа на режимах, на которых он не обеспечива- |ет требуемых показателей точности, надежности и устойчивости.

При понижении входного давления ниже выходного (настроечного) вплоть до нуля, что может иметь место при повреждении подающей магистрали, клапан 24 более высоким давлением в полости 27 прижимается к седлу 30, а клапан 8 выходным давлением на площадь 12 и пружиной 11 прижимается ic седлу 6. Выходная полость 5 остается под давлением, обратное движение газа с выхода на вход исключено, что свидетельствует также о более высо- 1СИХ динамических характеристиках егулятора, о его более высокой надежности.

Таким образом, предлагаемый регу- фятор давления газа обеспечивает вы- (;окие динамические характеристики, кысокую точность поддержания давления газа, исключает обратное движение среды, резкое возрастание давления II системе при резком открытии системы гитания высоким давлением.

j 0 5

0

Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий редуктор с входной и выходной полостями, между которыми размещен дросселирующий клапан, связанный с чувствительным элементом, управляющая полость над которьм присоединена к выходной полости задатчика давления, включающего в себя нагруженный пружиной задания чувствительный орган, связанный с клапаном, седло которого отделяет выходную полость задатчика от входной, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности работы и улучшения динамических характеристик, чувствительный орган задатчика вьшолнен в виде поршня с внутренней полостью, в которой размещен связанный с чувствительным элементом регулятора клапан, и сообщенной со стороны толкателя клапана с управляющей полостью, а с другой стороны с выполненной на наружной поверхности поршня между его уплотнительными манжетами кольцевой проточкой, полость которой сообщена с входной полостью регулятора, причем дросселирующий клапан редуктора выполнен в виде ступенчатого поршня, большая ступень которого подпружинена регулируемой дополнительной пружиной и соединена с выходной полостью регулятора.