Регулятор давления газа Советский патент 1983 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может .найти п Я менениё в различных отраслях про№Я1шеннос ги и транспорта при автоматическом понижении и стабилизации давления газа при изменении его входного давп

1ления и расхода.

По основному авт. св. № 915062 иэвестен регулятор давления газа, содержавши корпус с входным и выход-ным каналами, с подпружиненным клапаном, связанным толкателем с чувст вительным элементом, выполненным в виде двух поршней большего и 1№Ньшего диаметров, полость между которыми, разделенная перегородкой с дрос сёлиругоийм отверстием, заполнена зкид костью, и задающий механизм. Регулятор содержит также шток, связанный с поряинем меньшего диаметра и установленный с зазором в глухом отвер- стии, выполненном в поршне большего диаметра, и в дросселирующем отверстии, причем печень меньшего дааметра связан с толкателем, а поршень большего диаметра - с залаюшм механизмом. Однако действие сил трения при перемешении порганей чувствительного элемента, известного pe-s

гулятора обусловливает, снижение точности и чувствительности его работы.

Далью изобретения является повы-, шение точности регулятора.

Целв достигается тем, что в регуляторе давления газа в корпусе регулятора выполнена дополнительная полость , в которой установлен подключенный к источнику переменного на10пряжения пьезокерамический элемент, связанный с мембраной, установленной между дополнительной полостью и заполненной жидкостью полостью между поршнями чувствительного элемента.

15

Пьезокерамический элемент периодически изменяет свои продольны и поперечные размеры. Первые через мембрану передаются жидкости между поршнями. Колебания давления жидкости

20 обусловливают значительное уменьшение сил трения между корпусом и поршнями чувствительного элемента. В результате погрешность регулирования уменьшается, точность работы и чув25ствительность увеличиваются.

На чертеже представлен предлагаемый регуля-тор давления газа.

Регулятор давления газа содержит. корпус 1 с входным 2 и выходным 3

30 каналами и седлом 4. В корпусе разгмещены клапан 5 с пружиной б и толкателем 7 и чувствительный элемент, /выполненный в виде двух поршней большего диаметра 8 и меньшего диаметра 9, Поршень 8 большего диамет-, ра связан с задающим механизмом, состоящим из винта 10, тарели 11 и пружины 12 задания. Корпус закрыт стаканом 13. В полости между поршня™ ми 8 и 9, заполненной (несжимаемой), жидкостью 14, установлена перегородка 15 с дросселирующим отверстием 16 к проходящим в нем штоком 17, устано ленном в глухом отверстии 18, выполненном в поршне 8 большего диаметра. В корпусе 1 выполнена дополнитель ная полость 19, в которой установлен подключенный к источнику переменного (электрического) напряжения 20 пьезо керамический элемент 21, контактирующий с мембраной 22, отделяющей полость 19 от заполненной жидкостью 14 полости между поршнями 8 и 9. Элемент 21 представляет собой поляризованный в осевом направлении пьезокерамический.цилиндр, торцовые поверхности которого металлизированы и подключены проводами 23 к источнику переменного напряжения 20, Регулятор работает следующим обра зом. В исходном состоянии полость :межДУ поршнями 8 и 9 заполнена жидкость 14, пружина 12 задания сжатавинтом 10 через тарель 11. Поршень 8 пружиной 12 максимально опущен, жидкость 14 находится под давлением, под действием которого поршень 9 максимально опущен и находится у ограничителя корпуса. Дросселирующий клапан 5 через толкатель 7 поршнем 9 максимально поднят над седлом 4 и образует с. последним максимальное проходное сечение. i , Газ высокого давления подается через входной канал 2 к клапану 5. В щели между клапаном 5 и седлом 4 газ дросселируется, его давление понижается. Пониженное давление газа поступает под поршень 9 и в полость ВЫХОДНОГО- канала 3. Давление на выходе регулятора повышается, сила его воздействия на поршень 9 также повышается. Поршень 9 поднимается, при этом давление жидкости 14 повышается и передается поршню 8. Последний так же поднимается, сжимая пружину 12 за дания. По мере повышения давления га за на выходе регулятора поршень 9 поднимается, при этом клапан 5 под действием пружины б также поднимается, уменьшая проходное сечение между клапаном я седлом 4. Если Jвыxoд из регулятора закрыт, то при определенном .давлении на выходе, называемом давлением настройки в статике, клапан 5 перекрывает канал седла 4, разобщив входную и выходную полости регулятора. При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на поршень 9.(следовательно и н.а поршень 8) снижаются. Это приводит к опусканию поршня 9, снижению давления жидкости 14 и опусканию (под действием пружины 12) поршня 8. В результате клапан 5 от- крывается, что приводит к дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом 4. Давление в выходном канапе. 3 снова повышается, и при некотором его значении между силами, дег ствующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. переменное электрическое напряжение, подводимое при работе регулятора к пьезокерамическому элементу 21, вызывает колебания продольных и поперечных его размеров вследствие обратного пьезоэффекта. Колебания продольных размеров элемента 21 передаются мембране 22 и через последнюю жидкости 14, вызывая колебания давления этой жидкости. Колебания давления .жидкости 14 вызывают, в свою очередь, колебания (осцилляции) поршней 8 и 9 чувствительного элемента. На перемещения.поршней 8-и 9 накладываются частые колебания, имеющие небольшую амплитуду. Это сопровождается значительным уменьшением величины статического и кинетического трения перемещению поршней 8 и 9. Следствием этого является повышение точности и чувствительности работы регулятора давления газа. I Предлагаемый регулятор давления имеет значительно более высокие точность регулирования и чувствительность. Он обеспечивает заметное увеличение производительности (расхода) газа, ив нем легко обеспечить настройку (контроль настройки) на-необходимое выходное давление без подачи газа на вход. Формула изобретения W Регулятор давления газа по авт. св. 915062, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регу:тятора, в корпусе выполнена дополнительная полость, в которой уста: новлен подключенный к источнику переменного напряжения пьезокерамичес-.