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

(54)РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть исполь зовано в различных отраслях промышленности и транспорта для понижения давления рабочей среды в пнеаматичес ких системах и поддержаниявеличины пониженного давления с высокой точностью. Известен регулятор давления газа, состоящий из корпуса с входным и выходным каналами и седла предохранительного и регулирующего клапанов с чувствительным элементЬм поршневого типа, снабженным каналом для сброса избыточного давления 1 . Недостатком известного регулятора давления является невысокая точность регулирования при больших выходных давлениях и расходах газа и сложность проверки функционирования (настройки предохранительного клапана. Наиболее близким к данному изобрет нию по технической сущности является регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходным каналами в котором установлены регулирующий и. предохранительный клапаны, связанные с подпружиненнБМ чувствительным элементом, выполненным в виде поршня 2 Недостатком известного регулятора является сложность эксплуатации, заключающаяся в трудности проверки функционирования (настройки) предохранительного клапана. Для проверки срабатывания предохранительного клапана необходимо перекрыть входной канал, а в полость выходного канала подать от другого регулятора газ с давлением, равным давлению настройки клапана. При этом седло и чувствительный э гемент под воздействием поданного давления должны разойтись настолько, что предохранительный клапан отойдет от дополнительного седла, сообщив полость выходного канала с дренажной полостью. По выходу газа из дренажных каналов судят о срабатывании предохранительного клапана. Давление срабатывания клапана показывает при этом измерительный прибор, подсоединенный к полости выходного канала. Такая настройка (перенастройка) предохранительного клапана регулятора требует отсоединения его от системы, дополнительного регулятора,измерительных приборов, что требует специального стенда. Все это существенно усложняет эксплуатацию устройства.

Цель изобретения - упрощение на т рой к иТэёТУл Лтор а давлен и я г а з а. Цель достигается тем, что он содерит переключающее устройство, а порень выполнен двухступенчатым, причем олость между его ступенями и kopriy- . сом соединена через пеЕ еключающее устройство с полостью :в ыходного клапана и с атмосферой.

Площадь дополнительной ступени чувствительного элемента превышает суммарную эффективную площадь чувствительного элемента и поршневого седла на величину, на которую да1влениё на выходе устройства должно быть больше рабочего, чтобы предохранительный клаПан открылся. Если, например, пре;Д:С)5сранйтельный клапан должен открыться при превышении давления в полости выходного клапана над рабочим на 15 % то площадь дополнительной ступени . чувствительного элемента должна сост.авлять 15% от суммарной эффективной площади чувствительных элементов.

При открытии переключающего устройства полость выходного канала сообщается с полостью между стуггёйяйи поршня и корпусом. Газ при рабочем выходном (низком) давлении поступает в полость между ступенями поршня и корпусом. В этом случае эффективная суммарная площадь, чувствительных элементов увеличивается на 15%, что .эквивалентно повышению давления в полости .выходногоканала на 15%. При этом .под воздействием увеличивающейся СИЛЫ давления чувстЬи ельный элемент отойдет от предохранительного клапана, меясцУ Кла:паном и дЬпбЛг ййтёльнйм седлом образуется щелк, через которую Таз будет ribcTynatb к дренажййЙ каналам, что будет сбидетельствовать об открйтйи предохранительного клапана, т.е. его нЬ рмальном функционировании. . При закрытии запорного устройства полость между ступенями поршня и корп сЬм.разобщается от полости выходного канала регулятора и сообщается с атмосферой. Сила давления на чувстви.тельный элемент уменьшается, он под действием своей пружины приближается к седлу, клапан садится йа дополнительное седло в чувствительном элементе, сброс среды прекращается.

Проверка функционирования предохранительного клапана проводитря без отключения устройства, без специального стенда, без дополнительных регуляторов, чем существенно упрощается настройка регулятора давления газа. На чертеже схематично изображен описываемый регулятор давления газа, продольный разрез.

Пневматический регулятор(агрегат) Состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, нагруженных пружинами 4 и5 и выполненных в виде поршней седла б и чувствительного элемента 7, вбтблнШнбг6 и виде двух748365

ступенчатргр поршня, полость 8 между которыми сообщена с полостью выходного канала, регулирующего клапана 9 с пружиной 10, связанного посредством уолкателя 11, проходящего через канал 12 седла, с тарелью 13 предохранительного клапана, перекрывающей канал 14 дополнительного седла 15 выполненного в двухступенчатом поршне 7. Пружины 4 и 5 закрыты соответственно стаканами 16 и-17, в которые ввернуты регулирующие винты 18 и 19, служащие для;;;ивменения сжатия контактрующих с ними через тарели 20 и 21 .пржин, В стакане 17 выполнены дренажные каналы 22 для сброса газа в атмосферу при срабатывании предохранительного клапана.

Двухступенчатый поршень 7 имеет дополнительную ступень 23, полость между ступенями которого и корпусом 24 сообщена через переключающее устройство 25 с полостью выходного канала 3 через полость 8. Площадь дополнительной ступени 23 двухступенчатого поршня 7 доставляет 10-20% от суммарной эффективной площади элемента 7 и сёдла 6, т.е. равна требуемому по нормативным документам превышению давления -в системе, при котором должен срабатывать (открываться) предохранительный клапан.

Регулирующий клапан 9 с пружиной 10 размещен в центральном гнезде 26 седла 6, сообщенном каналами 27 с кольцевой проточкой 28 на цилиндричеркой поверхности седла между его уплотнительньими манжетами. Полость кольцевой проточки. 28, в свою очередь, сообщена с полостью входного канала 2

Работает агрегат следующим образом .

В исходном положении пружины 4 и 5 винтами 18 и 19 сжаты, седло 6 под воздействием пружины 4 занимает крайнее нижнее положение у ограничителя корпуса, двухступенчатый поршень 7 под действием пружины 5 поднят максимально вверх. Тарель 13предохранительного клапана пружиной 10 через клапан 9 и толкатель 11 прижата к дополнительному седлу 15, канал 14 которого перекрыт, дренажные каналы 22 разобщены от выходных полостей 3 и 8 регулятора. Регулирующий клапан 9 пружинами 4 и 5 через элементы 6,7, 13,11 отжат от своего седла, полость входного канала 2 через кольцевую проточку 28, каналы 27,12 полость 8 сообщена с полостью выходного канала 3 .

Переключающее устройство 25 закрыто, полость 24 между ступенями двухступенчатого поршня 7 и корпусом сообщена с атмосферой через дренажный канал переключающего устройства 25, полости 8 и 24 разобщены.

Газ высокого давления подается во входной канал 2, откуда он попадает через полость проточки 28 и каналы 2 в центральное гнездо 26 седла 6.Газ щели между регулирующим клапаном 9 и .седлом б дросселируется и по каналу 12 попадает в полость 8, откуда идет на выход агрегата (в канал 3). Давле ние в полости 8 повышается, сила его воздействия на седло б и двухступенчатйй поршень 7 увеличивается, что приводит к подъему первого вверх, иопусканию второго вниз. Величина щели межйу регулирующим клапаном 9 и седлом б уменьшается. Если выход КЗ агрегата закрыт, то при определенном давлении в полости 8 (давление настройки в статике) клапан 9 герметично перекроет седло, пе рекрыв канал 12. Тарель 13 клапана прижата к дополнительному седлу 15 давлением газа в. полости 8. При отборе газа в объем за агрегатом выходное давление и сила его воздействия на седло б и чувствительный элемент 7 снижаются. Это приводит к открытию клапана 9 и дросселированию гдэа в образовавшейся щели между регу лирующим клапаном 9 и седлом б. Давление в полости 8 снова повышается,, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему агрегата, устанавливается динамическое равновесие, соответствую щее определенному расходу таза. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. При повышении давления в выходной полости регулятора регулирующий клапа 9 садится на седло, перекрывая канал 12 и разобщая входную и выходную полости . Если по какой-либо причине давление на выходе будет дальше повышаться, то это приведет также к дальнейшему перемещению седла б вверх и чувствительного элемента7 вниз. При давлении в полости 8 регулятора, равном давлению срабатывания предохранительного клапана, тарель 13 оторвется от дополнительного седла 15, и избыто ное дав пение газа по каналам 14 и 22 сбросится в атмосферу. При восстановлении на выходе агрегата рабочего давления седло б опустится вниз, а двухступенчатый поршень 7 поднимается вверх. Тарель 13 сядет на дополнитель ное седло 15, перекрыв его канал и ра зобщив, тем самым, выходную и дренаж ные магистрали регулятора. Проверка функционирования предохра нительного клапана агрегата осуществляется следующим образом. При рабочем давлении на выходе ре.гулятора(при отсутствии расхода газа) открывают переключающее устройство 25 При этом полость 24 между ступенями двухступенчатого поршня 7 разобщается от атмосферы и сообщается с выходной полостью 8 регулятора. Газ под рабочим давлением поступает в полость 24, сила давления газа на двухступенчатый поршень 7 увеличивается. Это увеличение силы давления на двухступенчатый поршень 7 эквивалентно повышению давления в выходной полости арегата по давлению открытия предохранительного клапана. Под действием возросшей силы давления двухступенчатый поршень 7 переме-. щается вниз до отрыва седла 15 от тарели 13, между которыми образуется щель, в которую устраивается газ и по каналам 14 и 22 стравливается в атмосферу. По выходу газа из дренажных каналов 22 при открытии переключающего устройства 25 судят о работоспособности предохранительного клапана агрегата После этого переключающее устройство 25 закрывают. Газ из полости 24 поступает в атмосферу, сила давления газа на двухступенчатый поршень умень-: шается, он под действием пружины 5 поднимается вверх, прижимаясь дополнительным седлом 15 к тарели 13. . Канал 14 перекрывается, сброс среды прекращается. По прекращению выхода . газа из каналов 22 судят о закрытии предохранительного клапана. Переключающее устройство 25 может быть выполнено с ручным ии дистанционным (электрическим или пневмати- ческим) управлением, может быть выполнено отдельным узлом или в корпусе 1 регулятора давления. Предлагаемый регулятор давления газа обеспечивает возможность проверки работоспособности предохранительного клапана без отключения (отсоединения) регулятора от системы, без необходимости в повышении давления в системе. Все это существенно упрощает настройку регулятора давления. Описываемый регулятор газа обеспечивает возможность принудительного открытия предохранительного клапана. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий, корпус с входнЕЙм И выходным кана лами, в котором установлены регулирующий и предохранительный клаПаны, связанные с подпружиненным чувствительным элементом, выполненным в виде поршня, отличающийся тем, что, с целью упрощения настройки регуятора, он содержит переключающее устойство, а поршень выполнен двухстуенчатым, причем полость между его тупенями и корпусом соединена через ереключающее устройство с полостью ыходного канала и с атмосферой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 464745, кл. С 05 D 16/10, 1972. 2.. Авторское свидетельство СССР 181932, кл.С 05. О 16/10, 1964 (проотип) .