Регулятор давления газа Советский патент 1980 года по МПК G05D16/10 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1

Изобретение относится к системам , регулирования неэлектрических величин. .

Известен регулятор давления газа, g содержащий корпус с входным и выходным каналами, и дросселирующий кла- . пан, связанный штоком с чувствительным элементом 1.

Недостатком этого регулятора яв- Q ляется невысокая точность регулирования при больших выходных Дсшлениях и расходах газа.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности являет-.ся регулятор давления газа содержа- -

щий корпус с входным и выходным каналами, регулирующий орган, выполненный в виде подпружиненного полого поршня с седлом, в котором располо- „ жен дросселирующий клапан, связанный штоком с чувствительным элементом 2

Недостаток известного регулятора давления газа является невысокая 1ОЧ-25 ность за счет наличия лишь одного дросселирующего клапана, кроме того, известный регулятор давления oeecne-чивает одновременное получение на выходе только одной величины понижен-30

ного давления, что, сужает его функциональные возможности. .

Цель изобретения - повышение тоЧ ности и расширение функциональных возможностей регулятора.

Поставленная цель достигается теь что в нем чувствительный элемент выполнен в виде второго полого поряиня с седлом, в KOTOJDOM установлен вторс й дросселирующий клапан, связанный вторым штоком с регулирующим органо}, а на наружной поверхности второго , полого поршня выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с внутренней полостью второго полого поршня и с выполненным в корпусе выходным каналом.

При таком исполнении регулятор обеспечивает две ступени дросселирования газа. Первая ступень дросселирования газа выполняется первым дросселирующим клапаном. Редуцированное этим клапаном давление поступает в первый выходной каналрегулятора и одновременно на вход второго дросселирующего клапана, на котором осуществляется вторая ступень редуцирования дайления, которое подается во в.торой выходной канал устройства

Так как на втором клапане дросселирсЗвание газа производится с меньшего давления (с редуцированногопервым клапаном давления), то давление на втором выходе регулятора будет ниже,

.чем давление среды в первом выходно канале. Этим достигается получение одновременно двух значений пониженного дав.п°ния рабочей среды, что :;озвсшяет расширить функциональные

.возможности регулятора.

Так как на вход второго дросселирующего клапана поступает стабилизированное давление (после первого дросселирующего клапана), то точность понижения давления во втором выходном канале будет существенно повышена. Вместе с тем датчиками давления (чувствительными элементами) обоих дросселирующих клапанов являются одни и те же элементы (выполненные в виде полых поршней регулирующий орган и чувствительный элемент),

На чертеже представлен -описываемый газовый редуктор, продольный разрез.

Регулятор давления газа состоит из корпуса 1 с входным 2, первым 3 и вторым 4 выходными каналами. Корпус закрыт стаканами 5 и б, в которые ввернуты соответственно регулировочные винты 7 и 8, взаимодействующие через тарели 9 и 10 с пружинами 11 и 12, вторые концы которых опираются «а регулирующий орган 13 и чувствительный элемент 14. Во внутренней полости 15 регулирующего органа 13 разгмещен первый дросселирующий клапан 16 с первым штоком 17, взаимодействующим через кронштейн 18 с чувствительным элементом 14. Внутренняя полость 15 каналами 19 сообщена с полостью кольцевой проточки 20 на наружной поверхности регулирующего органа 13 между его уплотнительными поясами 21 Полость.кольцевой проточки 20 сообщена с полостью входного канала 2. В чувствительном элементе 14 выполнена внутренняя полость 22, в которой установлен второй дросселирующий клапан. 23 с пружиной 24 .и вторым штоком 25, проходящим в канале 26 седла 27 и взаимодействующим через кронштейн

28с регулирующим органом 1J, Внутренняя полость 22 каналами

29сообщена с полостью кольцевой проточщ 30 на наружной поверхности чувствительного элемента между уплотнительными манжетами 31, ПолостЬ кольцевой П:роточки 30 сообщена с полостью второго выходного канала 4. Полость низкого давления между регулирующим органом 13 и чувствительным элементом 14 сообщена с полостью пёрвогбёйходното канала 3.

Регулятор давления работа;ёТ слёдуюйим образом.

В исходном положении пружины 11 и 12 сжаты соответственно винтами 7 и 8 через тарели 9 и 10, Регулирующий орган 13 и чувствительный элемент 14 занимают соответственно крайнее нижнее и крайнее верхнее положение у упора.корпуса 1.

Первый и второй дросселиру {1щие клапаны 16 и 23 кронштейнами 18 и 28 отжаты от своих седел. Полость ходного канала 2 через кольцевую проточку 20, каналы 19, щель между первым дросселирующим клапаном 16 и регулирующим органом 13 сообщена с полостью 32 низкого давления, которая, в свою очередь, сообщена с по.остью первого выходного канала 3 и через канал 26/щель между вторым дросселирующим клапаном 23 и седлом 27, канал 29 и кольцевую проточку 30 с полостью второго выходного канала 4.

Газ высокого давления подается через входной канал 2, проточку 20, каналы 19 и полость 32 низкого давлегния, откуда газ поступает в первый выходной канал 3. В щели между перБыь дросселирующим клапаном 16 и регулирующим органом 13 происходит дросселирование газа, его давление понижается. Газ под низким давлением из полости 32 поступает в первый выходной канал 3. Одновременно газ из полости 32 по каналу 26, через затор седлом 27 и вторым дросселирующим клапаном 23, по каналам 29 и 30 поступает во второй выходной канал 4. В дросселирующей щели между седлом 27 и вторым дросселирующим клапаном

23происходит также дросселирование газа, поступающего из полости 32. Во втором выходном канале 4 давление газа ниже, чем в полости 32. Давление в полости 32 на регулирующий орган

13 и чувствительный элемент 14, уравновешивает усилия пружин 11 и 12. Давление в полостинизкого давления 32 (давление в первом выходном канале 3) повышается. По мере повышения выходного давления регулирующий орган 13 перемещается вверх, сжимая пружину 11, а чув.ствительный элемент 14 перемещается вниз, сжимая пружину 12. При этом кронштейн 28 перемещается вверх, а второй дросселирующий клапан 23 под воздействием пружины

24перемещается вверх, уменьшая . проходное сечение приближением к седлу 27. Кронштейн/ Г8 опускается вниз,

и клапан 16 подвоздействием входного авления в полости 15 перемещается вниз, уменьшая величину дросселируюей щели. Если выходные каналы закрыты, то при определенных давлениях (давлениях настройки) в полостях выходных каналов 3 и 4 дросселирующие клапаны 16 и 23 герметично перекроют каналы своих седа. . ..

При отборе газа в объеме за регуятором через первый выходной канал 3 давление BI полости 32 и сила его оздействия на регулирующий орган 13 и чувствительный элемент 14 сиижайтся. Это приводит к подъему вверх; регулирующего органа 13 и вниз чувствительного элемента 14, что приведет к открытию дросселирующих клапа.нов 16 и 23 и дросселирующего газа в образовавшихся щелях между этими клапанами и уплотняющими кромками седпа регулирующего органа 13 и седла 27. Давление в выходной полости снова повышается и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора устанавливается динамическое равнове сие, соответствующее определенному расходу газа через первый выходной канал 3. Если расход газа изменяемся то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. При отборе газа в объемеза регулятором через второй выходной канал давление в полости 22 и сила его воз действия на второй дросселирующий клапан 23 снижаются. Этоприведет к опусканию второго дросселирующего клапана 23 вниз (открытию его) и дрос селированию газа в образовавшейся щели между дросселирующим клапаном и седлом 27. Приток рабочей среды во второй выходной канал 4 компенсирует отбор газа за регулятором. Дросселиро вание газа в зазоре между вторым дросселирующим клапаном 23 и седлом 27 приведет к понижению давления в, 32 низкого давления, что, в свою очередь, обусловливает перемещение вниз регулирующего органа 13 и вверх чувствительного элемента 14. Между первым дросселирующим клапаном 16 и регулирующим органом 13 образуется щель, в которой газ будет дросселироваться, поступая ИЗ- входного канала 2 в полость 32. Давление в полости 32 повышается и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему редуктора, установится динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа через второй выходной канал 4. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой .величине дросселирующих щелей между клапанами 16 и 23 и седлом регулирующего органа 13 и седлом 27 соответственно , Входным давлением для ВТОРОГО дросселирующего клапана 23 является низкое давление в полости 32.Это определяет более низкое давление в полости второго выходного канала 4 Статическая точностьработы второй ступени стабилизации давления, узлом дросселирования которой является вто рой дросселирующий клапан 23, сущест венно зависит от стабильности входно го давления. В предлагаемом регуляторе входным давлением для второй ступени.дроссел рования является низкое давление в полости 32, которое поддерживается У Всйкой точностью совместным и сумарным воздействием на первый дросселирующий клапан 16 регулирующего органа 13 и чувствительного элемента 14. Повьаиение стабильности давления на входе во вторую ступень дросселирования (в полости 32) обуславливает высокую .точность поддержания требуемой величины давления во втором выходном канале 4. Чувствительными органами, реагирующими на изменение выходного давления ( в выходных каналах 3 и 4) или расхода, для обоих ступеней дросселирования является одни и те же элементы - регулирующий орган 13 и чувствительный элемент. 14, Это свидетельствует о том, что в описываемом редукторе обе ступени стабилизации решают общие задачи и обеспечивают получение общего результата. При одновременном отборе газа из выходных каналов 3 и 4 редуктор работает аналогично работе при отборе газа во второй выходной канал 4. Настройка редуктора давления газа на требуемое давление на выходе производится регулировочными винтами 7 и 8. При вворачивании этих винтов давление в выходных каналах 3 и 4 регулятора повышается и наоборот. Предлагаемый регулятор давления газа обеспечивает возможность одновременного получения двух значений выходного низкого давления рабочей среды. Это расширяет функциональные возможности , устройства, так как позволяет использовать его в системах, в которых требуется различное давление газа. Стабилизация давления на входе во вторую ступень дроссёдирова, ния газа позволяет существенно повысить точность поддержания выходного давления во втором выходном канале 4. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и первым выходным каналами, регулирующий орган, выполненный в. виде подпружиненного первого полого поршня с седлом, в котором расположен первый дросселирующий клапан, евязагнный,первым штоком с чувствительным элементом, о т л ич ающий с я тем, что, с целью Повышения точности и расширения функциональных возможностей регулятора, в нем чувствительный йлемент выполнен в виде второго полого поршня с седлом, в котором установлен второй дросселирующий клапан, связанный вторым штоком с регулирующим органом, а на наружной поверхности второго полого поршня выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с внутренней«полостью второго полого поршня и с вы-.

полкенным в корпусе вторым выходным каналом.

Источники ийформации, принятые во внимание при экспертизе:

РГ

1,Авторское свидетельство СССР № 213434, кл. G 05 D 16/10, 1966.

2.Авторское свидетельство ;СССР № 590715, кл. G 05 D 16/10, 1976 (прототипу.