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

f54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА.

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмоавтоматических системах для понижения давления газа в различных отраслях промьшшенности и транспорта. Известен редуктор давления газа, в корпусе которого с входной и выход ной полостями и седлом между ними размещен дросселирующий клапан, взаимодействующий с чувствительным элементом, нагруженным упругим элементом С 11. Эти редукторы являются адноступен чатыми регуляторами и характеризуются невысокой точностью при большом расходе. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор потока, в корпусе которого с неподвижным седлом размещен подпружиненный дросселирующий клапан, связанный толкателем с регулируемым пружинным упругим элементом. В качес ве упругого элемента использована цилиндрическая витая пружина сжатия, упругая характеристика которой линейна, коэффициент жесткости (жесткость) постоянен и не зависит от деформации С 2. Недостатком этого устройства является невысокая точность понижения дaв.Ieния газа при большой производительности (расхода), или низкая производительность при удовлетворительной точности регулирования, так как при увеличении производительности регулятора (при большей высоте подъема клапана над седлом) увеличивается погрешность регулирования (точность понижается). Обеспечение погрешности в допустимых пределах не позволяет повысить расход через регулятор. Цель изобретения - повышение точности редуктора давления газа. Поставленная цель достигается тем, что регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен основной клапан, связанный толкателем с чувствительным элементом, и пружина задания с регулировочным винтом, содержит дополнительный клапан, связанный с чувствительным элементом через толкатель, длина которого меньше длины толкателя основного клапана. Такое выполнение толкателя обеспечивает дополнительному клапану меньшее открытие, чем подъем над седлом основного клапана. Исполнение регулятора давления в таком варианте И при работе его на большом расходе открыты оба клапана, редуцирование :газа происходит через оба клапана. Это обусловливает обеспечение большего расхода при меньшем перемещении чувствительного элемента (при меньшем подъеме основного клапана над седлом) . Производительность и точность работы регулятора повышается. Вариант предлагаемого регулятора давления газа предполагает нагружение чувствительного элемента фасонной пружиной. При этом чувствительность редуктора при работе с большим расходом поБьш1ается, фасонная пружина имеет жесткую возрастающую нелинейную характеристику (ее жесткость по мере увеличения сжатия увеличивается). При работе редуктора с большим расходом пружина расслабляется (ее сжатие уменьшается), жесткость ее уменьшается, так как при сжатии пружины ее еди ничная деформация достигается при меньшем увеличении силы давления (при меньшем изменении давления на выходе редуктора). На чертеже изображен предлагаемый регулятор давления газа, продольный разрез. Регулятор давления газа состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 полостями и седлом 4. В корпусе размещен основной клапан 5 с пружиной 6 и толкателем 7, взаимодействующим с чувствительным элементом 8, нагруженным пружиной задания 9 посредством регулировочного винта 10 и опорной та рели 11. Чувствительный элемент може быть поршневым, мембранным или сильфонным. Пружина задания выполнена фасонной (конической, параболоидной ил телескопического вида). В корпусе вы полнено дополнительное седло 12 и ра мещен по крайней мере один дополни тельный клапан 13 с пружиной 14 и то кателем 15, взаимодействующим с чувствительным элементом 8, длина которого меньше длины толкателя 7 основного клапана, обеспечивающий дополнительному клапану меньшее открытие, чем подъем над седлом основного дросселирующего клапана. Последнее обеспечивается выполнением дополнительного седла в корпусе ниже основного седла. Дополнительных дросселирующих клапанов могут быть один и более, но они имеют различный ход, не превышающий хода основного дросселирующего клапана. Корпус закрыт стаканом 16. Регулятор давления газа работает следующим образом. В ИСХОДНОМсостоянии регулятор настроен на определенное ,выходное давление, его пружина 9 сжата винтом 10 через тарель 11. Чувствительный элемент 8 максимально опущен, клапаны 5 и 1.3 толкателями 7 и 15 отжаты от седел 4 и 12 и образуют максимальные дросселирующие щели. Открытие клапана 13 меньше подъема над седлом 4 основного клапана 5. Газ высокого давления подводится к клапанам 5 и 13 через входной клапан 2. В щелях между клапанами и седлами 4 и 12 газ дросселируется, ei-o давление понижается. Газ с пониженным давлением поступает на выход регулятора (в полость выходного каналд З). Давление в выходной полости повышается, сила его воздействия на чувствительный элемент 8 увеличивается. Последний поднимается, сжимая пружину 9. По мере повышения давления в выходной Полости регулятора и по мере ,подъема поршня 8 сначала садится на седло 12 дополнительный клапан 13. Если выход из регулятора закрыт, то при давлении в выходной полости, называемом давлением настройки в статике, чувствительный элемент 8 поднимается настолько, что основной клапан 5 сядет на свое седло 4. Входная полость разобщена от выходной полости регулятора. . При отборе газа в объем за регулятором давление в выходной полости и сила его воздействия на поршень 8 снижается. Это приводит к открытию клапана 5 и дросселированию газа в образовавшейся щели между основным клапаном и седлом. Давление на выходе регулятора повьш1ается., и при некотором его значении между силами, действующими 58 на подвижную систему регулятора, уст навливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расход газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. При большом расходе через регулятор давление на выходе понижается настолько, что поршень, опустившись, открывает и дополнительный клапан 13 проходное сечение увеличивается, приток газа на выход увеличивается в большей степени,компенсируя увеличенный отбор. Более высокий расход (по сравнению с известным устройством) обеспечивается при меньшем перемещени чувствительного элемента, т.е. при большей точности работы, так как абсо лютная погрешность пропорциональна ходу чувствительного элемента (на большом расходе работают оба клапана, эквивалентный ход клапана при этом увеличивается). Однако ход достигнут при меньшем изменении выходного давле ния (при меньшем перемещении поршня 8) . Выполнение рабочей пружины фасонной обусловливает снижение жесткости ее при большом расходе, так как пружина разжимается (поршень 8 опускается). В этом случае чувствительный эле мент реагирует на меньшее изменение выходного давления, что соответствует повьш1ению чувствительности редуктора при работе с большей производительностью. Предлагаемый регулятор давления га за обеспечивает заметное повышение точности и производительности, имеет более высокую чувствительность. Характеристики обеспечивают ему более широкую область применения. Большой расход позволяет регулятору заменить многие агрегатные редукторы, что обеспечивает более высокую надежность работы, значительно уменьшает вес и габариты. Предлагаемый редуктор по сравнению с известным позволяет отдельно или повысить точность его работы, или обеспечить более высокую производительность. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен основной клапан, связанный толкателем с чувствительным элементом, и пружина задания с регулировочным винтом, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности регулятора, он содержит дополнительный клапан,связанный с чувствительным элементом через толкатель, длина которого меньше длины толкателя основного клапана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Аграновский М.М. и др. Силовые пневмоавтоматические системы. М., Машиностроение, 1965, с. 34, рис.21. 2.Авторское свидетельство СССР № 374472, кл. F 16 К 25/00, 1970 (про тотип).

Ю -If