Регулятор давления газа Советский патент 1981 года по МПК G05D16/10 

1

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть применено в системах газоснабжения различных технологических комплексов.

Известен регулятор давления, содержсшщй корпус с входным и выходным патрубками и расположенные в нем регулирующий орган, шток и чувствительный элемент, связанный с пружиной задания. Регулирующий орган выполнен в виде ступенчатого поршня, в котором выполнено седло и установлен клапан, связанный через шток с чувствительным элементом l . В этих регуляторах точность работы повышена за счет компенсации уменьшения притока газа в рабочую полость через дросселирующую щель.

Наиболее близким к предлагаемому является пневмоагрегат, регулятор давления газа, с входным и выходным каналами, з котором размещено в виде поршня и нагруженное регулируемой пружиной седло, в котором установлен дросселирующий клапан с пружиной, взаимодействующий -посредством толкателя с поршневьм чувствительным элементом.

нагруженным навстречу седлу пружи ной задания 2

Однако повышенная статическая точность данного регулятора обуслав ливает его склонность к автоколе-.баниям.

Цель изобретения - повьвиение устойчивости .регулятора к автоколебаниям..

0

Для достижения этой цели регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен связанный с регулируемой пружиной полый поршен

5 в котором выполнено седло и размещен подпружиненный клапан, соединенный толкателем с поршневым чувствительным элементом, связанным с пружиной задания, содержит по0лые стаканы, соосно закрепленные торцами на полом поршне и поршневом чувствительном элементе в выходной полости, причем полые стаканы сопряжены между собой по ходовой несамотормозящей резьбе.

На чертеже схематически представ лен предлагаемый регулятор давления газа, продольный разрез.

Регулятор давления газа содержит корпус 1 с ВХОДНОЙ г и выхойной 3 полостями, в корпусе размещено выполненное в виде поршня и нагруженное регулируемой посредств винта 4 и тарели 5 пружиной 6 седло 7, в котором установлен дросселирующий клапан 8 с пружиной 9

и толкателем 10. Толкатель взаимодействует с поршневым чувствительным элементом 11, связанньлм с пружиной 12 задания, сжатие которой регулируется винтом 13 через тарел 14. Пружина седла и пружина задани закрыты соответственно.стаканами 15 и 16 и выполнены с возрастающей нелинейной жесткой.упругой характеристикой, что может быть достигнутс, например, выполнением пружин с переменной по длине площадью поперечного сечения витков (как пружина 6), с переменным шагом витков (как пружина 12), выполнением пружин фасонными (коническими или параболоидными) или другими. В выходной полости на седле и чувствительном элементе соосно им установлены соответственно стаканы 17 и 18, сопряженные между собой по ходовой несамотормозящей резьбе 19. В стаканах имеются отверстия 2 для выхода газа.

Регулятор давления газа работает следующим образом,

В исходном состоянии пружины 6 .и 12 сжаты винтами 4 и 13, седло 7 максимально опущено вниз, поршень 11 поднят вверх., клапан 8 поршнем 11 через толкатель 10 максимально поднят над уплотняющей кромкой седла и образует максимальное проходное сечение. Газ высокого давления через выходную полость 2 подается к клапану 6. Редуцированное в щели между клапанами 8 и уплотняющей кромкой седла давление посту пает в полость между стаканами 17 и 18, откуда через отверстия 20 поступает в выходную полость 3. По мере.повычения давления газа на выходе седло 7 поднимается ввер сжимая пружину 6, а поршень 11 опукается вниз, сжимая пружину 12 задания. При этом проходное сечение редуктора уменьшается, седло 7 и п шень 11 благодаря ходовой несамотормозящей резьбе 19 на стаканах 18 и 17 проворачиваются в противоположные стороны. Вместе с седлом поворач йвается и пружина б с тарелью 5, а в.месте с чувствительным элементом вращается и пружина 12 с Тарелью 14. Если выход из регу;лятора закрыт, то при определенном давлении в выходной полости, называемом давлением настройки в статике, клапан 8 перекрывает канал седла, разобщая входную и выходную полости. При отборе газа в объем за редуктором выходное давление и сила его воздействия на седло 7

и поршень 11 снижаются, что приводит к открытию клапана 8 и дросселированию газа в образовавшейся щели -между клапаном и седлом. Давление в полости выходного канала 3 снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему редуктора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.

При регулировании величины выходного давления седло 7 и поршень 11 перемещаются или, навстречудруг другу, или в разные стороны. Наличие- резьбы 19 на стаканах 17 и 18 приводит к седло и чувствительный элемент при регулировании вращаются в противоположные стороны. При этом в резьбе действуют силы сухого трения, величина которых зависит, в частности, от ускорения, с которым перемещаю:гся седло 7 и поршень 11. При плавных движениях подвижных элементов силы трения незначительны, при резких удалениях (или сближениях) седла 7 и поршня 11, что имеет место при их колебаниях, силы трения значительны. На преодоление этих сил расходуется энергия источника колебаний, колеба-ния быстро затухают или их амплитуда заметно уменьшается. Этим заметно повышается устойчивость радуктора к автоколебаниям. Причем демпфирующая способность проявляется только при колебаниях подвижных частей редуктора, при нормальной работе трение при относительном движении седла7 и поршня 11 незначительно, что определяет незначительное уменьшение чувствительности редуктора.

Предлагаемый регулятор давления газа более устойчив к автоколебаниям, что позволяет повысить ста-, бильность выходного давления и по- высить надежность работы как самого редуктора, так и питаемой от него пневмосистемы. Причем это достигнуто без понижения чувствительности регулятора. Повышение точности работы регулятора при понижении -давления настройки дает возможность обеспечить требуемую точность работы во всем диапазоне . сжатия рабочих пружин, в результате эксплуатационный диапазон настройки значительно расширяется Это приводит к уменьшению.- требуемого числа типов регуляторов, упрощает эксплуатацию газовых систем (так как часто исключсчется необх;;димость двух, трех, и более ступпн5 ча.того понижения 1-аял|„ II.-HI