Газовый редуктор Советский патент 1981 года по МПК G05D16/10 

(54) ГАЗОВЫЙ РЕДУКТОР

Изобретение относится к пневмоарматуре и может быть использовано в пневмосистемах. По основному авт. св. № 690454 из вестен газовый редуктор, состоящий из корпуса с седлом, в котором размещены регулирующий клапан, чувствител ный элемент, выполненный в форме сту пенчатого поршня, образующего ступенями и корпусом пневмополость, связанную с выходной полостью через клапанное устройство, размещенное в поршне, которое открыто при исходном положении поршня за счет контактов с корпусом и закрыто пружиной при ра бочем лоложении поршня. Редуктор содержит также дополнительный чувствительный элемент, связанный с подпружиненным клапаном, дифференциальный поршень и разделительный клапан с жестким упором. Полость дополнитель ного чувствительного элемента связана через разделительный клапан, размещенный в поршне основного чувствитель ного элемента, с выходной полостью и с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным порщнем, установленным между регулировочной пружиной и основным чувствительным элементом и соосно с ним, а полость, образованная большей ступенью дифференциального поршня и корпусом, соединена с атмосферой 1L В таком редукторе некоторая ошибка регулирования выходного давления зависит от величины отбора газа от редуктора. Эта ошибка связана с тем, что дополнительный чувствительный элемент реагирует на давление в выходной полости, поступающее через разделительный клапан. Но давление в выходной полости больше, чем давление непосредственно в вькодном патрубке, на величину динамической составляющей потока дР -- к на величину потери давления, связанную с проталкиванием газа из выходной полости. Целью изобретения я}зляется повышение точности газового редуктора. Эта цель достигается тем, что в газовом редукторе по авт. св. №69045 в корпусе установлен управляющий кла пан, связанный с двухступенчатым поршнем, полости меныией и большей ступени которого связаны между собой и с полостью дополнительного чувствительногО элемента. Полость между е ступенями сообщена с атмосферой, а полость управляющего клапана - с выходной полостью, Проходное сечение управляющего клапана больше проходного сечения канала, сообщающего раз делительный клапан с полостью дополнительного чувствительного элемента. Принципиальная схема редуктора пр ведена на чертеже. Газовый редуктор содержит корпус Iс седлом 2, .перекрываемым клапаном 3. Выходная полость 4 сообщается с проточной полостью 5 каналами 6 и 7 через подпружиненный клапан 8 с седл 9, приводимым дополнительным чувствительным элементом (порщнем) 10, ко торый образует с корпусом 1 полость I1дополнительного чувствительного элемента. Основной поршень 12 являет ся основным чувствительным элементом пневмополость 13 между ступенями которого сообщена в исходном положении порщня с выходной полостью через сед ло 14, перекрываемое клапаном 15 при рабочем положении поршня. Разделительный клапан 16, размещенный в поршне 12, служит для перекрытия канала 6, когда пневмополость 13 откры та, И для открытия канала, когда клапан 15 перекроет седло 14. Это ус ловие выполняется при соответствующем соотношении зазора А и зазора Г между разделительным клапаном 16 и жестким упором 17. Дифференциальный поршень 18 передает воздействие регу лировочной пружины 19 на основной поршень 12 чувствительного элемента и обеспечивает передачу корректирующего воздействия на основной поршень 12 переменного давления через кольце вую площадь В. Пружина 20 обеспечивает усилие на дополнительном чувствительном элементе 10, соответствующее требуемому выходному давлению. Канал 21 соединяет полость 22, образованную большей ступенью дифферен4циального поршня и корпусом, с атмосферой, чем исключается рост давления в полости при утечках газа через уплотнения и исключаются случаи, когда основной поршень 12 в процессе уплотнения пневмополости 13 будет иметь возможность перемещаться только под воздействием клапанной пружины 23. Канал 24 обеспечивает истечение газа из проточной полости 5. Двухступенчатый поршень 25, связанный с управляющим клапаном 26, перекрыва-. ющим седло 27 под воздействием пружины 28, образует в корпусе полость большей ступени 29 и полость меньшей ступени 30, соединенные между собой .каналом 31 и каналом 32 и полостью элемента 11. Канал 33 предназначен для подсоединения полости 34 управляющего клапана к выходной магистрали редуктора. Канал 35 сообщает полость между ступенями поршня 25 с атмосферой, предотвращая возрастание давления среды в полости из-за негерметичности уплотнений. 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 РВЫХ редуктора, регулировочная пружина 19 отрегулирована на начальное выходное давление вых.н. несколько меньшее, чем давление РВЫХ . 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 достигнет значения Реьи.н. под его воздействием на площадь Б основной поршень 12 начнет перемещаться, а клапан 15 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 того, чтобы газ по каналам 6 и 7 не смог заполнить проточную полость 5 и изменить усилие на основной поршень 12 через дифференциальный поршень 18 во время заполнения пневмополости 13, т.е. в процессе выхода основной линии регулирования на давление РВЫХ.Н. При перемещении основного поршня 12 зазор межд клапаном 3 и седлом 2 уменьшается, приближаясь к требуюш1емуся зазору, но остается больше его до тех пор, пока седло 14 не будет перекрыто, а канал 6 не будет открыт. Рабочий зазор устанавливается автоматически в зависимости от величины входного давления и отбора газа от редуктора. Когда клапан I6 войдет в контакт с жестким упором 17 и откроет канал 6, газ поступает в полость 11 дополнительного чувствительного элемента и через седло 9 и канал 7 в проточную полость 5. Давление на кольцевую площадь В будет сообщать поршням 18 и 12 некоторое усилие дополнительно к усилию регулировочной пружины 19, При этом давление в выходной полости 4 и в полости 11 дополнительного чувствительного элемента будет также повышаться до величины, определяемой настройкой пружины 20. После чего элемент 10 начнет перемещаться, а канал 8 перекроет седло 9. Доступ газа в проточную полость

5уменьшается. При этом рост давления в проточной полости 5, а следовательно, и в полостях 4 и 11 прекращается. При дальнейшей работе редуктора всякому уменьшению и увеличению давления в полостях 4 и 11 соответствует увеличение и уменьшение зазора между клапаном 8 и седлом 9 и с учетом истечения газа, через канал 24 увеличение и уменьшение давления в проточной полости 5. Это,в свою очередь, оказьшает корректирующее воздействие на подвижную систему редуктора и стабилизирует выходное давление.

В процессе выхода основной линии регулирования на давление РВЫХ.Н. т.е. пока канал 6 перекрыт клапаном 16, давление через выходную магистрал и канал 33 поступает к управляющему клапану 26, поджатому к седлу 27 пружиной 28. После открытия канала

6газ по каналу 32 поступает в полост 29 большей ступени и по каналу 31

в полость 30 меньшей ступени. По меfpe возрастания давления в полостях 29 и 30 поршень 25 через толкатель,

преодолевая усилие пружины 28, отжимает клапан 26 от седла 27, и полость 11 дополнительного чувствительного элемента по каналам 6, 32, 31, 33 становится сообщенной с выходной 5 магистралью редуктора. В расходном режиме давление в выходной магистрали ниже, чем в выходной полости 4 и перед клапаном 16. С увеличением расхода разница в давлениях увеличивается. В этих условиях полость 11 дополнительного чувствительного элемента становится проточной полостью с входным сечением за клапаном 16 и выходом, определяемым проходным сече5 кием управлякнцего клапана - сечениями каналов 32, 31, 33 и отверстием седла 27. Примерное равенство давлений в полости элемента 1I и в канале 33 достигается тем, что проходное сечение канала 6 непосредственно за клапаном 16 уменьшено (ориентировочно в 8 раз) относительно минимального проходного сечения управляющего клапана.

5 Таким образом, к автоматически выполняющимся операциям в процессе выхода редуктора на рабочий режим (перекрытие седла 14, открытие канала б) добавляется операция сообщения Q полости 1 1 дополнительного чувстви-г тельного элемента с выходной магистралью, что при указанном соотношении проходных сечений обеспечивает реакцию дополнительного чувствительного . элемента 10 на давление непосредст5венно в выходной магистрали.

Газовый редуктор регулирует давление непосредственно в выходной магистрали, автоматически повышая давление в проточной полости 5,а сле0довательно, в выходной полости 4 при увеличении отбора газа от редуктора. Таким образом, путем введения управляющего клапана, связанного с двухступенчатым поршнем, точность работы газового редуктора повьппается.

Использование изобретения позволит повысить точность регулирования давления в пневмосистемах. 0

Формула изобретения

Газовый редуктор по авт. св. 5 № 690454, отличающийся тем, что, с целью повышения точности .работы редуктора, в нем в корпусе установлен управляющий клапан, связан