Регулятор давления газа Советский патент 1992 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к устройствам силовой пневмоавтоматики, а именно к регуляторам давления газа, преобразующим высокое давление в давление, необходимое для работы потребителей, и поддерживающим его на заданном уровне, и может быть использовано в силовых пневмоавтоматических системах в различных отраслях промышленности и на транспорте.

Известен редуктор давления, в котором имеется клапан и чувствительный элементе виде мембраны, связанный штоком с клапаном. С целью ликвидации колебаний подвижных частей в конструкцию этого редуктора введена дополнительная полость.

Это устройство эффективно лишь при малых отклонениях частей от состояния равновесия, а именно при резкой подаче давления питания, подключении и отключении потребителей в рабочей полости происходит существенное изменение величины стабилизирующего давления, R результате.

чего возникает большая вероятность того, что редуктор вступит в автоколебания. Режим автоколебаний не допустим по техническим условиям, так как в этом случае имеется разрушение редуктора и питаемых им коммуникаций.

Известен также редуктор давления газа, включающий в себя размещенные в корпусе клапан, управляющую мембрану и регулирующую пружину. С целью стабилизации работы он снабжен демпфером, выполненным в виде пластичного многоугольника, образующего пару трения с тарелью, жестко связанной с затвором.

Однако такой редуктор имеет низкую статическую точность, так как сила трения, демпфирующая автоколебания подвижных элементов, действует как на динамических, так и на статических режимах.

Известен также газовый редуктор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенный в нем чувствисл

с

4 СО

2

Ю КЗ

тельный элемент, связанный через шток с подпружиненным регулирующим органом, и перфорированную упругую перегородку с центральным отверстием для штока.

Однако этот редуктор имеет невысокую динамическую устойчивость.

При действии на редуктор сильных внешних возмущений имеются значительные отклонения подвижных частей от равновесного положения, вследствие чего в редукторе могут возникнуть автоколебания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор давления газа, содержащий корпус с расположенным в нем чувствительным элемен- том. связанным с регулирующим органом и разделяющим корпус на камеры задания и регулируемого давления, и дросселем. С целью повышения надежности регулятора дроссель установлен в камеру задания и соединен с атмосферой.

Недостатком известного регулятора является его невысокая точность, так как с изменением настройки регулятора изменяется жесткость пружины и реакция чувстви- тельного элемента на резкие перепады давления, Дроссельное отверстие остается постоянным и степень демпфирования колебаний чувствительного элемента также меняется.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе давления газа, содержащем винт настройки, корпус с расположенным в нем чувствительным элементом, связанным с регулирующим органом и разделяющим корпус на камеру регулируемого давления и камеру задания с установленным в ней дросселем, последний выполнен в виде от- верстия переменного сечения, а тело загрузочного винта выполнено как стержень переменного сечения, проходящего через дроссель.

Сущность изобретения заключается в том, что при перенастройке регулятора на заданное давление редуцирования одновременно происходит перенастройка дроссельного отверстия.

На динамических режимах работы регу- лятора (при значительных и резких внешних возмущениях) возникают силы демпфирования, противодействующие силам возмущения. Причем силы демпфирования пропорциональны величине настройки пру- жины регулятора. Таким образом, подвижные элементы системы регулирования не испытывают значительных отклонений от равновесного положения, что повышает стабильность работы регулятора.

На чертеже схематично изображен предлагаемый регулятор давления газа, продольный разрез.

Регулятор состоит из корпуса 1, чувствительного элемента - поршня 2, который посредством штока 3 связан с регулирующим органом - клапаном 4. Чувствительный элемент 2 подпружинен пружиной 5 задания через опорную тарель 6 посредством винта 7 настройки. Чувствительный элемент - поршень разделяет корпус редуктора на выходную камеру - камеру регулируемого 8 давления, и камеру задания - демпфирующую камеру 9, в которой выполнен дроссель 10, соединяющий камеру с атмосферой. Дроссель 10 образован отверстием переменного сечения, через которое происходит выступ переменного сечения, выполненный на винте настройки. В регуляторе имеется входная камера 11.

Регулятор давления газа работает следующим образом.

Газ высокого давления поступает через входной патрубок на камеру 11, дросселируется в кольцевой щели между клапаном 4 и седлом и из оыходной полости 8 через выходной патрубок поступает потребителю. На установившихся режимах работы регулятора давление в камере задания равно атмосферному, так как газ при незначительных колебаниях давлений а регулируемой полости и, следовательно, при незначительных перемещениях чувствительного элемента 2 успевает дросселироваться через дроссель 10.

На установившемся режиме работы регулятора в нем не действуют дополнительные силы (например, специально вводимые для подавления колебаний силы трения), препятствующие перемещению подвижных частей, что позволяет обеспечить большую статическую точность.

При действии на подвижные части сильных внешних возмущений (например, резкое изменение давления питания или резкое изменение расхода газа) давление в камере регулируемого давления скачкообразно изменяется. В зависимости от характера внешнего возмущения оно может резко возрасти или упасть. При этом,если чувствительный элемент 2 начинает резко перемещаться на значительную величину по отношению к значению на установившемся режиме, то выращивание давлений происходит не мгновенно, а в течение определенного времени в зависимости от амплитуды колебаний и настройки дросселя.

При этом задающая камера 9 выполняет роль воздушного демпфера и гасит колебания чувствительного элемента, препятствуя развитию в регуляторе автоколебаний.

Эффективность демпфирования напрямую зависит от пропорциональной настройки жесткости пружины и дроссельного отверстия, что достигается использованием данного устройства.

В сравнении с известным предлагаемое устройство, не снижая надежности регулятора, не вводя дополнительных подвижных элементов, позволяет повысить эксплуатационные характеристики за счет введения регулируемого дросселя. При этом компенсирующие силы как и в известном устройстве действуют только на динамических режимах, а на статических отсутствуют и не создают сопротивления перемещению подвижных элементов регулятора давления газа.

0

Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпус, между входной и выходной камерами которого установлен регулирующий орган, связанный с чувствительным элементом, установленным между выходной камерой и камерой задания, в которой установлена пружина задания между чувствительным элементом и опорной тарелью, связанной с вин-, том настройки, а также дроссель, установленный между камерой задания и атмосферой, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характе-- ристик регулятора, дроссель образован отверстием переменного сечения, на котором расположен выступ переменного сечения, выполненный на винте настройки.

Изобретение относится к устройствам силовой пневмоавтоматики, а именно к регуляторам давления газа, и может быть использовано в пневматических силовых системах. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик регулятора. Эта цель достигается за счет того, что демпфирующая полость связана с атмосферой переменным дросселем, а изменение величины дроссельного отверстия происходит одновременно с поворотом винта настройки в зависимости от настройки регулятора. 1 ил.

10