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

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в различных отраслях промышленности и тран спорта при понижении давления, рабочей среды в пневматических системах.

. Известен регулятор давления газа, состоящий из корпуса с входным и выходным каналами, седла, дросселирующего клапана, взаимодействующего с чувствительным элементом (ij . .

Чувствительный элемент известного регулятора выполнен в виде поршня, инерционность которого и трение между ним в корпусом ухудшает динамические характе- ристики устройства.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является {регулятор давлений газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в 20 котором установлен подпружиненный дросселирующий клапан с толкателем, чувствительный алемент поршневого типа и пружина задания L2

Инерционность чувствительного элемента известного редуктора и трение его о корпус обусловливают его невысокие динамические свойства, состоящие в том, .что при резких изменениях расхода (или давления на выходе) порииень запазды- веет в соответствующем изменении величины дросселирующей здели. В результате колебания давления газа на выхоме увеличиваются и могут вызвать автоколебания редуктора.

Кроме того, при резкой подаче на вход известного редуктора давления газа возникает заброс (резкое повышение) выхсщного давления,, что также ухудшает динамические характеристики известного регулятора.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик регулятора давления газа.

/1ля достижения этой цели в нем в корпусе установлен двухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступенй- v торец меньшей ступе3ни которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с подпоршневой полостью двукступенчатого полого поршня каналом с дросселем. На фиг. 1 и 2 показан общий вид предлагаемого регулятора давления газа, продольный разрез; варианты регулятора на фиг. 1 и фиг. 2 отличаются друг от друга размещением нагружающей двухсту пенчатый полый поршень пружины. Регулятор давления газа содержит .корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями. в корпусе размещен нагруженный регулируемой винтом 4 через тарель 5 пружиной б задания чувствительный элемент 7 поршневого типа (поршень) в котором выполнено седло 8 и централь ное гнездо 9, сообщенное каналами 1О с выполненной на наружной поверхности элемента между его уплотнительными поясками 11 и 12 кольцевой проточкой 13, полость которой связана с входной полостью 2. В центрешьном гйазде 9 чувствительного элемента 7 размещен дросселирующий клапан 14 с пружиной 15 и толкателем 16, проходящим через канал 17 седла 8. В корпусе 1 размещен двухступенчатый полый поршень 18, нагруженный в сторону большей ступени пружиной 19 и взаимодействующий обращенной к выходной полости 3 торцом 20 меньшей ступени с толкателем 16 дрос- солирующего клапана 14. Выходная полость 3 сообщена с подпоршневой полостью 21 каналом 22 с дросселем 23. Канап 22 с дросселем 23 могут быть выполнены как в двухступенчатом поршне 18, так и в корпусе 1. Нагружающая поршень 18 пружина может быть размещена как в полости между ступенями поршня 18 и корпусом 1 (фиг. 1), так и в выходной полости 3 между чувствительным элементом 7 и торцом 20 порш ня. 18 (фиг. 2). Корпус 1 закрыт стака ном 24. Регулятор работает следующим обраВ исходном состоянии пружина 6 сж та через тарель 5 регулировочным винтом 4, Порщень 7 пружиной 6 максимал но опущен вниз. Поршень 18 пружиной 1 прижат к днищу корпуса и занимает кра нее нижнее положение. Дросселирующий клапан 14 под действием пружины 15 приведен в контакт толкателем 16 с 534 поршнем 18, между клапаном и седлом 8 имеется небольшая щель. Газ высокого давления подается к входной полости 2, откуда он через кольцевую проточку 13, каналы 10 поступает к дросселирующему клапану 14. Газ в щели между клапаном 14 и седлом 8 дросселируется и по каналу 17 поступает в выходную полость 3. Незначительная начальная щель между клапаном 14 и седлом 8 обусловливает плавность повышения давления в выходной полости. Газ из выходной полости 3 по каналу 22 через дроссель 23 поступает в подпорш- невую полость 21 поршня 18. Дроссель 23 обусловливает еще более плавный рост давления в полости 21, Поршень 18 под действием давления в полости 21 постепенно поднимается вверх, сжимая пружину 19. Подъем поршня 18 приводит через толкатель 16 к подъему над седлом 8 дросселирующего клапана 14. Величина дросселирующей щели увеличивается, что приводит к дальнейшему повышению давления в выходной полости 3. Так как подъем поршня 18 вверх происходит плавно и медленно, то давление на выходе редуктора увеличивается также плавно. По мере повышения давления в выходной полости 3 чувствительный элемент 7 поднимается вверх, сжимая пружину 6. При этом проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8 уменьшается. Если выход из редуктора закрыт, го при определенном давлении в выходной полости 3 (давлении настройки) юш- пан 14 перекроет канал 17 седла 8. Поршень 18 под действием давления газа .в полости 21 на неуравновешенную площадь большей ступени поднят вверх и уравновешен усилием пружины 19. При отборе газа в объем за. регулятором давление газа в полости 3 и сила его воздействия на поршень 7 снижаются, последний под действием пружины 6 опускается вниз, увеличивая проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8. Приток газа на выход регулятора уве- личива1этся, давление газа в полости 3. . опять повышается. При резких изменениях расхода газа через редуктор давление в ВЫК.ОДНОЙ полости изменяется резко. Давление газа в подпоршневой полости 21 из-оа дросселя 23 не успевает установиться равным давлению в полости 3. Это приводит к дополнительному перемещению клапана 14 через толкагель .1 6 (изменение проходного сечения), компенсирующему резкие изменения выходного давления. Так при резко увеличении расхода газа через регулято давление его в полости 3 резко уменьшается. Давление же в полости 21 ост ется прежним. Под действием этого дав ления поршень 18 поднимается вверх, поднимая вверх и клапан 14. Величина дросселирующей щели увеличивается за счет перемещения поршня 18, компенси руя обусловленное трением и инерционностью запоздание в перемещении порш ня 7. При резком уменьшении расхода через регулятор он работает аналогично, только перемещения поршней 7 и 18 обусловливают резкое уменьшение дросселирующей щели между клапаном 14 и седлом 8. По мере восстановления величины вы ходного давления в полости 3 при изменении расхода газа поршень 18 (за счет выравнивания давления в полостях 3 и 21) занимает прежнее положение. Между силами, действующими на подо 1жную систему редуктора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа через регулятор. При изменении расхода газа динамическое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. Предлагаемый регулятор давления газа исключает резкие забросы выходного давления при резкой подаче давления газа на вход устройства, он обеспечивае высокую плавность повышения давления на выходе при резком, например от электропневмоклапана, поступлении газа на вход. Описанный регулятор имеет два чувствительных элемента - поршень -7 и поршень 18, первый из которых ,реагирует на статическое изменение выходного давления, а второй - на скорость изменения низкого давления. Это обусловливает высокую чувствительность регулятора и высокую точность регулирования, в этом регуляторе существенно ограничена возможность колебаний давления газа на выходе и повышена устойчивость его к автоколебаниям. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, « котором установден подпружи- ненный дросселирующий клапан с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания, отличающийся тем, чтсС, с целью улучшения динамических характеристик регулятора, в нем в корпусе установлен двухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени, торец меньшей ступени которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с подпоршневой полостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 504038, кл. Q 05D 16/10, 1973. 2,Авторское свидетельство СССР NJ 5О1235, кл. Q Об I) 16/1О, 1964. (прототип).

SK

12

10