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

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

. . .

Изобретение относится к пневмоайтоматике и может быть использовано в. пневматических системах для понижения давления рабочей среды.

Известен регулятор. потока в корпусе которого имеется неподвижноеседло и подпружиненный дросселирующий клапан, который толкателем свяг . зан с пружинным упругим элементом Plj

Недостатком такого устройства является то, что при чрезмерном расходе через него (например при прВ реждении магистрали) его дросселирующий клапан максимально поднимается над седлом (максимально открывается) и рабочая среда полностью стравливается из источника питания.

Наиболее близким по техническбй сущности к предлагаемому является регулятор давления газа, содержащий корпус, в котором установлены связанные между собой основной и дополнительный клапаны, соединенные толкателем с чувствительным элементом, связанным с пружиной задания. Дополнительный клапан установлен с зазором относительно седла, а толкатель установлен с возможностью осевого перемещения относительно чувствительного элемента. В этом регуляторе , .х

обеспечивается разобщение входной и выходной полостей при чрезмерном увеличении расхода среды через регулятор Г2.

Однако конструкция известного регулятора обеспечивает регулирование расхода газа через регулятор в установившемся режиме, а тakжe не позволяет регулятору работать в режиме

fO вентиля, что снижает точность и сужает область его применения.

Цель изобретения - повышение точ.ности и расширение области применения регулятора.

15

Указанная цель достигается тем, что регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной плоскостями, в котором установлены связанные между собой основной и допол20нительный клапаны, соединенные толкателем и чу§ср:вител.ьным элементом, связанным с пружиной задания, содержит запорный и дроссельный элементы, установленные на магистрали, соеди25някицей входную и выходную полости, а допрлнительный клапан подпружинен относительно чувствительного элемента.

На чертеже представлен предлагаемый регулятор давления газа, продоль30ный разрез.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входной 2, выходной 3 полостями и седлом 4. В корпусе размещен основной клапан 5 с пружиной б и толкателем 7. В выходной полости 3 вьшо явно дополнительное седло 8, перекрытое дополнительным клапаном 9, нагруженным пружиной 10. Клапан 9с одной стороны связан с толкателем 7 основного клапана 5, а с другой стороны - с чувствительным элементом 11, нагруженным посредством регулировочного винта 12 и тарели 13 пружиной 14 задания. Чувствительный элемент может быть выполнен в виде поршня/ мембраны или сильфона. Входная полость сообщена с выходной магистралью 15, в которой установлены запорный 16 и дроссельный 17 элементы. Корпус 1 регулятора закрыт стаканом 18,

Регулятор давления работает следующим образом.

В исходном состоянии пружина 14 задания сжата винтом 12 через тарель 13 на требуемую величину, соответствующую зaдaнf oмy давлению насройки. Чувствительный элемент 11 максимально опущен вниз,, клапан 9 под действием пружины 10 перекрывает дополнительное седло 8, Клапан 5 через толкатель 7 клапаном 9 сжат от седла 4. Запорный элемент 16 закрыт. Входная и выходная полости разобщены.

При подаче газа высокого давления во входную полость 2 он поступает к дополнительному клапану 9 и запорному элементу 16. Во входную полость 3 газ не поступает, так .как клапан 9 прижат к седлу 8 пружиной 10, а запорный элемент 16 закрыт.

Для пуска регулятора в работу необходим кратковременный импульс давления в выходную полость 3. Для этого необходимо на продолжительное время открыть запорный элемент 16. При этом газ по магистрали 15 через запорный 16 и дроссельный 17 элементы поступает в выходную полость 3 регулятора. Давление в выходной по.лости регулятора плавно повышается. Плавность подачи давления в этот момент обеспечивается дроссельным элементом 17.

По мере повышения давления в выходной полости 3 чувствительный элемёнт 11 поднимается вверх, сжимая пружину 14. При этс сначала выбирает зазор между буртиком на хвостовике клапана 9 и поршнем 11:. После этого чувствительный /элемент 11, поднимаясь вверх, увлекает за собой дополнительный клапан 9. Последний .отрывается от седла 8. Запорный элемент 16 закрывается,так как регулятор запущен в работу. Дальнейший приток газа в выходную полость 3 производится через щель между седлом 8 и клапаном 9, а плавность повышения давление; в выходной полости обеспечивается плавным увеличением этой щели.

С повышением давления в выходной полости пОрадень 11 и клапан 9 поднимаются настолько, что свободный ход между толкателем 7 и клапаном 9 (люфт} выбирается и при дальнейшем повышении основной клапан 5 начинает также подниматься вверх. Щель между клапаном 9 и седлом 8 увеличивается. При некотором повышении давления на выходе (подъеме поршня 11) первая (по ходу газа) щель (между клапаном 5 и седлом 4) становится меньше щели между клапаном 9 и седлом 8, которая в свою очередь, соизмерима с приход ным сечением канала седел 4 и 8. С этого момента клапан 9 перестает быт регулирующим, дросселирование газа производится kлaпaнoм 5.

Если выход из регулятора закрыт, то при .определённом давлении на.выходе , называемом давлением настройки в статике, дросселирующий клапан 5 сядет на седло 4, разобщив входную и выходную полости.

При отборе газа в объем за регулятором выходнЬе давление и сила его воздействий на поршень 11 снижаеся. Это приводит к открытию клапана 5 и дросселиройанию газа в образовавшейся щели между клапаном 5 и седлом 4. Давление в выходной полости 3 снова повышается, и при некотором его значении Между силами, действующими на подвижную cиcтe 1y регулятора устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу гайа. Если расход газа изменяется, тО новое равновесие настЬПает при другой величине дросселирующей щели

При чрезмерном увеличении отбора газа в объем яа регулятором, что может иметь Meato при повреждении ма гистрали или какого.-нибудь пневмоавтомата, давление в выходной полости 3 снижаете настолько, а клапаны 9 и 5 опускаются вниз в такой степени, что щель между клапаном 5 и седлом 4 становился больше проходного сечения канаЛа седла, и этот клапан перестает регулирующим. Проходное сечение между клапаном 9 и седлом 8 стайбвится меньше проходного сечения кайала седла 8. Этот клапан становится регулирующим. Уменшение клапаном 9 проходного сечения регулятора сопровождается уменьшением притока аза на вход устройства Давление на выходе (наряду с чрезмерным расходом) резко понижается.

Поршень 11 под воздействием пружин 14 опускается вниз, клапан 9 садится на седло 8, разобщив входную 2 и выходную 3 полости регулятора. Этим исключается сброс давления среды

с источника питания на выход регулятора, что, в свою очередь, повышает надежность работы потребителей, питающихся от одного источника, обес-, печивает более экономичное использование рабочей среды, исключает неоправданные сбросы среды при разрушении пневмомагистралей.

Запорный 16 и дроссельный 17 элементы позволяют регулировать расход газа через регулятор в устанавившемт 1ся режиме. При открытии злемента 16 и соответствующей настройке дросселя 17 обеспечивается более высокий (выше номинё1льного) расход регулятора без снижения давления. При этом часть газа поступает через запорный 16 и дроссельный 17 элементы, а часть - через клапан 5. Кроме того, запорный элемент 16 позволяет работать регулятору в режиме вентиля. При полностью открытом запорном элементе 16 и дроссельном элементе 17 рабочая среда с выходным давлением подается на выход регулятора, что не достигается в известных устройствах. - ; , . . .

Таким образом,предлагаемый газовый регулятор Ьбеспечивает разобщение входной и выходной полостей регулятора при чрезмерном повышении расхода, дает возможность регулировать расход газа в установившемся режиме, а.также подавать на вход входное давление без понижения его величины.

Плавное открытие основного клапана 5 при резкой подаче входного давления позволяет существенно снизить забросы входного давпен1(я, что улучшает динамические характеристики предлагаемого регулятора по сравнению с известным.

Формула изобретения

Регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и ВЫХОДНОЙ полостями, в котором установлены связанные между собой основной и дополнительный клгшаны, соединенные тоякателем с чувствительным элементом, связанным с пружиной задания, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и рассоирения области применения регулятора/ он содержит запорный и дроссельный элементы, установленные на магистрали, соединяющей входную и выходную полости, а дополнительный клапан подпруясинен относительно чувствительного элемента. ; . Источники информации, 1тЬинятые во внимание при экспертизе

кл. G 05 D 16/10, 1979 (прототип).