Программный регулятор давления Советский патент 1982 года по МПК G05D16/06 

(54) ПРОГРАММНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Кзобретение относится к пневмоавтоматике и может быть исполь.зова- . до во всех отраслях народного хозяйства в установках с пневмомагист-ралями, оснащенными регуляторами давления и имеющими повышенные требования по поддержанию постоянного массового расхода газа.

Известен регулятор давления, содержащий емкость для хранения газа, чувствительный биметаллический элемент, связанный с регулирующим элементом, в котором постоянный массовый расход газа поддерживается путем температурной коррекции, учитывающей изменение плотности газа с изменением его температуры 1.

Недостатком известного регулятора давления является необходимость введения дополнительной системы замера температуры,преобразования и усиления сигнала, что усложняет устройство и снижает его надежность. Кроме того, система замера температуры имеет большую инерционность, связанную со временем прсзгрева биметаллического устройства а регулятор давления обладает неточностью поддержания постоянного массового расход газа из-за нелинейной зависимости корректирующего усилия на дросселирующем элементе регулятора давления от температуры газа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор давленияjсодержащий редуктор с входным и выходным штуцерами, емкость для хранения газа и блок управлэния 2.

Недостатком .указанного регулятора

10 давления из-за наличия электрическихсистем управления является малая надежность Поддержания массового рас-, хода газа.

Целью изобьЗетения является повы15шение надежности в поддерж.ании массового расхода Газа.

Указанная цель достигается тем, что в регулятор давления введены клапан и регулируемый дроссель, вход20ной штуцер которого соединен с выходным штуцером редуктора, клапан в.ходным штуцером соединен с емкостью для хранения газа, а выходным штуцером - с входным штуцером редуктора,

25 причем блок управления выполнен в виде демпфера с выходным штоком и одностороннего пневмоцилиндра, рабочая полость которогосоединена с емкостью для хранения газа, а по миень 30с корпусом демпфера,, шток которого

связан с клапаном регулируемого дросселя.

На чертеже изображен программный регулятор давления.

Устройство содержит редуктор 1 с входным 2 и .выходным 3 штуцерами ,емкость 4 для хранения газа, блок 5 управления, содержащий депмфер б с выходным штоком 7 и корпусом 8 и од носторонний пневмоцилиндр 9 с рабочей полостью 10 и поршнем 11, регулируемый дроссель 12 с входным 13 и выxoдны 1 14 штуцерами/ клапан 15 с входным 16 и выходным 17-штуцерами и трубопровод 18. Демпфер 6 содержит жиклер 19. Поршень 11 одностороннего пн евмоцилиндра 9 поджат пружиной 20 с регулировочным винтом 21. Регулируемый дроссель 12 выполнен в виде седла 22 .к клапана 23 поджатого пружиной 24.

Программный регулятор давления работает следующим о.бразом.

Перед пуском редуктор 1 настроен на номинальное давление, газ под высоким давлением из емкости 4 для Хранения газа через трубопровод 18 подается в рабочую полость 10 одностороннего пневмоцилиндра 9 и воздействует на поршень .11, сжимая пружину 20. Поршень 11 удерживает соединенный с ним корпус 8 демпфера б в крайнем правом положении, при этом выходной шток 7 также удерживается корпусом 8 демпфера б в крайнем правом положении/ а выходной шток 7 демпфера 6 удерживает клапан 23 регулируемого дросселя 12 в крайнем открытом положении.

По команде на включение открывается клапан 15|Газ из емкости 4 поступает во входной штуцер 16 клапана 15., йроходит через клапан 15 и через его выходной штуцер 17 поступает во входной штуцер 2 редуктора/ редуцируется в редукторе 1 и через выходной штуцер 3 поступает во входной штуцер 13 регулируемого дросселя 12. Пройдя регулируемый дроссель 12/ газ поступает через выходной штуцер 14 к потребителю с номинальным, объемньам и массовым расходом.

По мере потребления газа давление в емкости 4 для хранения газа падает, что приводит к снижению температуры газа и к увеличению его плотности. Так как редуктор 1 при постоянномперепаде давления на потребителе поддерживает постоянный объемный расход газа/ то для обеспечения постоянного массового расхода газа необходимо снизить перепад давления на потребителе путем снижения давления на выходе из регулируемого дросселя 12. Это достигается следующим образом. При снижении давления-в емкости 4 для хранения газа давление в рабочей полости 10/

соединенной трубопроводом 18 с емкостью 4, также падает и падает усилие , воздействующее на поршень 11 пневмоцилиндра 9. Пружина 20 распрямляется и перемещает поршень 11, который, в свою очередь после определенного хода-через корпус 8 демпфера б перемещает выходной шток 7. Последний перемещает клапан 23 регулируемого дросселя 12 влево (по чертежу ) к седлу 22, закрывая дроссель.

Между выходным штуцером 3 редуктора 1 и входом потребителя появляется перепад давления, зависящий от падения давления- в емкости 4 для хранения газа,;значит от температуры газа. Так как редуктор 1 поддерживает на выходном штуцере 3 постоянное давление/ давление на входе в потребитель падает, обеспечивая тем самым .постоянный массовый расход газа на 1нем.

Характер зависимости давления на выходе из программного регулятора давления от давления в емкости 4 регулируется профилированием клапана 2 и настройкой регулировочного винта 21. Так как температура газа в емкости для хранения зависит не только от процесса адиабатического расширения, нои от теплоподвода со стороны окружающей среды/ для учета этого явления введен депмфер 6. В процессе работы устройства или в период между пусками за счет усилия пружины 24, возникающего при перемещении клапана 23 на закрытие/ выходной шток 7/ установленный в корпусе 8 демпфера б/ перемещается в противоположном направлении/ перекачивая жидкость из полости над выходным штоком 7 в полость под штоком через жиклер 19. Тем самым или снижается величина перемещения клапана 23 и/ как следствие, растет давление на входе в потребитель/ или в период,между пусками возвращается клапан 23 в исходное открытое положение по мере изменения температуры газа в емкости хранения. Характер зависимости давления на выходе из программного регулятора давления от времени пуска регулируется пружиной 24 и величиной, жиклера 19. Следовательно, постоянный массовой расход газа через потребитель при изменении плотности газа с изменением, температуры поддерживается путем моделирования двух процессов/ влияющих на температуру газа: адиабатического расширения - пневмоприводом и теплоподвода от окружающей среды демпфером. ..

Таким образом/ предлагаемый .программный регулятор давления позволяет повысить надежность поддержания массового расхода газа в-системах/ где падение давления в емкости для

хранения газа в процессе работы значительно.

Формула изобретения

Программный регулятор давления, содержащий редуктор с входным и выходным штуцерами, емкость для хранения газа и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в поддержании массового расхода газа, в него введены клапан и регулируемый дроссель, входной штуцер которого соединен с выходным штуцером редуктора, клапан входным штуцером соединен с емкостью для хранения газа, а выходным штуцером - с входньам шту-. цером редуктора,- .причем блок управления выполнен в виде демпфера с выходным штоком и одностороннего пневмоцилиндра, рабочая полость которого соединена с емкостью для хранения газа, а поршень - с корпусом демпфера, шток которого связан с клапаном регулируемого дросселя.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 № 2341313,кл. G 05 D 16/06,1969 (прототип) ..