Газовый редуктор Советский патент 1981 года по МПК G05D16/10 

(54) ГАЗОВЫЙ РЕДУКТОР Цель изобретения - повышение надежности газового редуктора. Поставленная цель достигается тем, что редуктор содержит уплотнители основного поршня, зоны между которыми связаны с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным поршнем. Па чертеже приведена принципиальная схема редуктора. Газовый редуктор состоит из корпуса 1 с седлом 2, перекрываемым клапаном 3. Выходная полость 4 сообщается с проточной полостью 5 каналами 6 и 7 через подпружиненный клапан 8 с седлом 9, приводимым дополнительным чувствительным элементом (порщнем) 10, который образует с корпусом 1 полость 11 дополнительного чувствительного элемента. Основной поршень 12 является основным чувствительным элементо.м, пневмополость 13 между .ступенями сообщена в исходном положении поршня с выходной полостью через седло 14, перекрываемое клапаном 15 при рабочем положеНИИ поршня. Разделительный клапан 16, размещенный в поршне 12, служит для перекрытия канала 6, когда пневмополость 13 открыта,и открытия канала, когда клапан 15 перекроет седло 14. Это условие выполняется при соответствуюшем соотношении зазора А и зазора Г между разделительным клапаном 16 и жестким упором 17. Дифференциальный поршень 18 передает воздействие регулировочной пружины 19 на основной поршень 12 и обеспечивает передачу корректирующего воздействия на основной поршень 12 переменного давления через кольцевую площадь В. Пружина 20 обеспечивает усилие на дополнительном чувствительном элементе 10, соответствующее требуемому выходному давлению. Переменное давление на площади В через основной поршень 12 передает так же свое корректирующее воздействие и на выходное давление в полости 4. Канал 21 соединяет полость 22, образованную большей ступенью дифференциального поршня и корпусом, с атмосферой, чем исключается рост давления в полости 22 при утечках газа через уплотнения и исклю чаются случаи, когда основной поршень 12 в процессе заполнения пневмополости 13 будет иметь возможность перемещаться только под воздействием клапанной пружины 23. Канал 24 обеспечивает истечение газа из проточной полости 5. Основной уплотнитель 25 и дополнительный уплотнитель 26 основного поршня 12 образуют зону Д, которая сообщена каналами 27 и 7 с проточной полостью 5. Газовый редуктор работает следующим образом. В исходном положении редуктора основной поршень 12 поджат к корпусу 1, пневмополость 13 открыта - клапан 15 отжат от седла 14, канал 6 перекрыт разделительным клапаном 16, клапаны 3 и 8 отжаты от седел 2 и 9. Пружина 20 отрегулирована на требующееся выходное давление редуктора, регулировочная пружина 19 отрегулирована на начальное выходное давление ftbix.H , несколько меньшее давления Реых. При подаче входного давления газ через кольцевой зазор между клапаном 3 и седлом 2 поступает в выходную полость 4 и через седло 14 в пневмополость 13, при этом давление в полостях возрастает. Когда давление достигает значения РвыХ-Н , то под его воздействием на площадь Б основной поршень 12 начинает перемешаться, а клапан 15 начинает перекрывать седло 14. Зазор между жестким упором 17 и разделительным клапаном 16 выбран таким, что канал 6 может быть открыт только после закрытия пневмополости 13, т. е. после перекрытия седла 14 клапаном 15. Выполнение последнего условия необходимо для TCJro, чтобы газ по. каналам 6 и 7 не смог заполнить проточную полость 5 и изменить усилие на основной поршень 12 через дифференциальный порщень 18 во время заполнения пневмополости 13, т. е. в процессе выхода основной линии регулирования на давление Рвух.н При перемещении основного поршня 12 зазор между клапаном 3 и седлом 2 уменьшается, приближаясь к требующемуся рабочему зазору, но остается больше его до тех пор, пока седло 14 не будет перекрыто, а канал 5 не будет открыт. Рабочий зазор устанавливается автоматически в зависимости от величины входного давления, отбора газа от редуктораКогда разделительный клапан 16 войд в контакт с жестким упором 17 и откроет канал 6, газ поступает в полость 11 дополнительного чувствительного эле.менга и через седло 9 и канал 7 в проточную полость 5. Давление на кольцевую площадь В сообщает порщням 18 и 12 некоторое усилие дополнительно усилию регулировочной пружины 19. При этом давление в выходной полости 4 и в полости 11 дополнительного чувствительного элемента так же повышается до величины, определяемой настройкой пружины 20, после чего дополнительный чувствительный элемент 10 начинает перемещаться, а клапан 8 перекрывает седло 9. Доступ газа в проточную полость 5 уменьшается, при этом рост давления в проточной полости 5, а следовательно и в полостях 4 и 11, прекращается. При дальнейшей работе редуктора всякому уменьщению и увеличению давления в полостях 4 и 11 соответствует увеличение и уменьщение зазора между клапаном 8 и седлом 9 и, с учетом истечения газа через канал 24, увеличение и уменьщение давления в проточной полости 5. Это в свою очередь оказывает корректирующее воздействие на подвижную систему редуктора и стабилизирует выходное давление. Значительное опоражнивание пневмополости 13 через уплотнения, разобщающие ее с атмосферой, исключается посредством того, что 6 зону Д между основным уплотнителем 25 и дополнительным уплотнителем 26 по каналу 27 подведено давление протонной полости 5. При этом имеют место следующие соотнощения и процессы. После настройки редуктора основной порщень 12 с одной стороны нагружен давлением R), т. е. давлением выходной полости 4, и с другой стороны - усилием регулировочной пружины 19, усилием от давления Р|3 среды в пневмополости 13 и усилием от давления Ру, средь; в проточной полости 5. Давление Р|з равно начальному г, выходному давлению Pgjgx.H- и меньще рабочего выходного давления Р4 на величину АРМ р hz где Ffi -эффективная площадь порщня 12. Давление Ру, в зависимости от изменения усилия на подвижной системе редуктора и площади В меняется и теоретически может принимать значения в диапазоне О :Р5 р, Как наиболее целесообразные для практики приняты следующие примерные соотнощения:0,2Щ Pf, ОЩ и % 0. приведенных соотнощений видно, что при полностью герметичном уплотнении основным уплотнителем 25 давление Ру, задано и остается меньще давления Pfg . А случае негерметичности основного уплотнителя 25 будет происходить опоражнивание пневмополости 13, уменьшение усилия от давления РЧЗ на основной порщень 12. Давление Р будет стремиться так же уменьщиться, но работой дополнительного чувствительного элемента 10 и затвора 8 с седлом 9 давление Ру будет автоматически увеличиваться, компенсируя уменьшение давления PQ Поскольку площадь В меньше площади Ffg -Б, то возрастание давления будет происходить интенсивнее падения . а именно давления По мере возрастания давления Р в зоне Д опоражнивание пневмополости 13 будет замедляться и теоретически прекратится при равенстве Ру, Р . Поскольку PS Р/з RI . то для процесса регулирования еще остается запас по возрастанию давления Pj . При этом теоретически возможное возрастание давления Р}3 приведет к автоматическому уменьщению давления Pg и процесс возрастания Р|з вследствие негерметичности основного уплотнителя 25 прекратится. Эффективность рассмотренного технического решения повыщается в конструкциях, содержащих несколько уплотнений пневмополости. Таким образом, посредством введения дополнительного уплотнителя 26, образующего . с основным -уплотнителем 25 зону Д, соединенную каналом с проточной полостью 5, исключается чрезмерное опоражнивание пневмополости 13, т. е. надежность газового редуктора повыщается. При этом использованы специфические процессы работы редуктора - автоматическое изменение давления Ру по мере изменения давлений PU и PV Формула изобретения Газовый редуктор по авт. св. № 690454, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности редуктора, он содержит уплотнители основного поршня, зоны между которыми связаны с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным поршнем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 690454, кл. G 05 D 16/10, 1977 (прототип).

19