Регулятор давления газа

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 1003034 (6l ) jl0ï0ëíèòåëüí0å к авт. свид-ву Н 915062 (22) Заявлено 17 06 81 (21) 3301028/18-24 с присоединением заявки № (28) Приоритет (5t)M. Кл.

G 05 0 16/10

Гесударстеелкьа клнктет

Опубликовано 07.03 83. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.03.83 ав делан лэебретеняй и открытий (53) УД К 621.646. .3 (088.8) (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к ииевмоавзомати: ке и может найти применение в различных отраслях иромышлешгости и транспорта для автоматического понижения и стабилизации давления газа ири изменении его входного давления и расхода.

По основному авт. св. N 915062 известен регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходным каналами, с подпружиненным клапаном, связанным с толкателем, с чувствительным элементом, выполненным в виде двух поршней большего и меньшего диаметров, полость, между которыми разделенная перегородкой с дросселирующим отверстием, заполнена жидкостью, и задающий механизм. Регулятор содержит также шток, связанный с поршнем меньшего диаметра и установленный с зазором в глухом отверстии, выполненном в поршне большего го диаметра, и в дросселирующем отверстии, причем поршень меньшего диаметра связан с толкателем, а поршень большего диаметра — с задающим механизмом 11) .

Недостатками известного регулятора являются невысокие его динамические характеристики, обусловленные тем, что регулятор имеет повышенную точность работы. Но при этом повышаются требования к устойчивости регулятора, дросселирующее устройство которого создавая силу сопротивления перемещению чувствительного элемента, снижает чувствительность устройства, обуславливает задержку реакции его чувствительного элемента на изменения параметров газа на выходе регулязора. gb(родействие регулятора снижается. Все это ухудшает точность и динамические характеристики регулятора.

Целью изобретения является повышение точности и улучшение динамических характе. ристик регулятора.

Указанная цель достигается тем, что регулятор давления газа содержит цилиндр с подпружиненным поршнем, подиоршневая полость которого заполнена жидкостью и сообщена с полостью между поршнями чувствительного элемента.

10030

Кроме того, в цилиндре выполнена дополнительная камера с установленным в ней дополнительным поршнем, связанным дополнительным толкателем с подпружиненным поршнем, причем надпоршневая полость дополнительного поршня связана с атмосферой, а подпоршневая — с полостью выходного канала.

При таком исполнении регулятора реакция его чувствительного элемента на изменения выходного давления газа становится более быстрой, чувствительный элемент реагирует также и на скорость изменения пониженного давления, на работе регулятора меньше сказывается инерционность подвижных элементов.

При этом дешифрирующая способность регулятора не уменьшается.

На чертеже представлен предлагаемый регулятор давления газа.

Регулятор давления газа содержит корпус

1 с входным 2 и выходным 3 каналами и седлом 4. В корпусе размещены клапан 5 с пружиной 6 и толкателем 7 и чувствительный элемент, выполненный в виде двух поршней большего диаметра 8 и меньшего диаметра 9. Поршень 8 большего диаметра связан с задающим механизмом, состоящим из винта 10, тарели 11 и пружины 13 задания.

Корпус закрыт стаканом 13. В полости между поршнями 8 и 9, заполненной (несжимаемой) жидкостью 14, установлена перегородка 15 с дросселирующим отверстием 16 и проходящим в нем штоком 17, установленном в глухом отверстии 18, выполненном в поршне 8, большего диаметра.

Регулятор давления снабжен устройством

19 для измерения давления, подсоединенным 3$ к полости между поршнем 8 и поршнем 9.

В качестве устройства 19 может быть датчик (реле) давления или другой прибор.

Регулятор снабжен также цилиндром 20, 40 внутренняя полость которого раЗделена перегородкой 21 с отверстием на две камеры 22 и 23, в каждой из которых размещен дополнительный поршень 24 и 25. Поршень 24 нагружен при помощи винта 26 через тарель 27 пружиной 28 и имеет с противоположной стороны дополнительный толкатель 29, проходящий через уплотненное при помощи манжеты

30 отверстие в перегородке 21 и контактирующий с поршнем 25 со стороны, сообщенной при помощи отверстия 31 с атмосферой части камеры 23 цилиндра 20. Часть 22 цилиндра

20 (подпоршневая полость поршня 24) заполнена жидкостью и сообщена с подпоршневой полостью поршня 8 большего диаметра. Подпоршневая полость поршня 25 сообщена магистралью 32 с полостью выходного канала 3 регулятора.

34 4

Регулятор давления работает следующим образом.

В исходном состоянии полость между поршнями 8 и 9 и подпоршневая полость поршня 24 заполнены жидкостью 14, пружины

12 и 28 сжаты соответственно винтами 10 и

26 . Жидкость 14 находится под давлением, поршень 9 максимально опущен вниз и находится у ограничителя корпуса, Между клапаном 5 и седлом 4 образовано максимальное проходное сечение. Поршень 25 занимает в камере 23 произвольное положение (но не выше толкателя 29).

Газ высокого давления подается через входной канал 2 к клапану 5. В щели меж- ду клапаном 5 и седлом 4 газ дросселируется, его давление понижается. Пониженное давление газа поступает под поршень 9 и в полость выходного канала 3, а также по магистрали 32 под поршен 25 цилиндра 20.

Давление на выходе регулятора повышается, сила его воздействия на поршни 9 и 25 также повышается. Поршни 9 и 25 поднимаются вверх. Первый обусловливает повышение давления жидкости 14, которое передается поршням 8 и 24, второй обусловливает, поднимая вверх через толкатель 29 поршень 24, понижение давления жидкости 14. Последний фактор приводит к дополнительному повышению точности работы регулятора . так как обуславливает уменьшенИе хода (сжатия) пружины задания 12 при регулировании. По мере повышения давления газа на выходе регулятора поршни 9, 8, 25 и 24 поднимаются также вверх, сжимая пружины 12 и 28, при этом клапан 5 под действием пружины 6 также поднимается вверх, уменьшая проходное сечение между клапаном и седлом 4. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении на выходе, называемом давлением настройки в "статике", клапан 5 перекроет канал седла 4, разобщив входную и выходную полости регулятора.

При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на поршни 9 и 25 (следовательно, и на поршни 8 и 24) снижаются. Это приводит к опусканию вниз поршня 9, снижению давления жидкости 14 и опусканию вниз (под действием пружин 12 и 28) поршней 8 и 24. В результате клапан 5 открывается, что приводит к дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом 4. Давление в выходном канале 3 снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливаЕтся динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое

10030

5 равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.

Регулятор давления в переходных режимах работает следующим образом.

При резком повышении давления газа в полости канала 3 резко повышается давление и в полости цилиндра 20 под поршнем 25.

При этом усилие на поршне 24, передавшись от поршня 25 через толкатель 29, также резко увеличивается. Это приводит к некоторому 16 (но резкому) поцьему вверх поршня 24 и сжатию пружины 28. Подъем поршня 24 вверх обуславливает уменьшение давления жидкости . в полости толкателя 29 (следовательно, и в полости под поршнем 8). В результате пере- 1S пад давления жидкости 14 на дроссельном, отверстии 16 увеличится(за счет снижения давления над перегородкой 15 поршнем 24).

Расход жидкости 14 через отверстие 16 будет большим, поршень 9 реагирует на резкие эО повышения выходного давления быстрее. Чувствительность регулятора выше, а время переходного процесса меньше.

При резком понижении выходного давления (например, при резком открытии расходного органа на выходе регулятора) сила давления газа на поршень 25 резко уменьшается. Это обуславливает резкое снятие (через толкатель 29) нагрузки с поршня 24.

Последний под действием пружины 28 несколько (но резко) опускается вниз, увеличив давление жидкости в полости толкателя

29. Жидкость из этой полости перетекает в полость под поршнем 8, увеличивая там давление жидкости 14. При этом перепад давления жидкости 14 на дроссельном отверстии 16

35 увеличивается и под действием этого перепада расход жидкости через отверстие 16 сверху вниз также увеличится. Это обуславливает более быстрое опускание вниз поршня 9 и

40 открытие клапана 5 для компенсации понижения выходного давления и увеличившегося расхода газа. В этом случае реакция поршня

9 на изменение выходного давления также быстрее, чувствительность регулятора выше, время переходного процесса меньше.

Все это свидетельствует о более высоких динамических свойствах предлагаемого регулятора давления газа.

В регуляторе повышение его быстродействия не потребовало снижения демпфирующей способности. Более быстрая реакция его чувствительного элемента на изменение выходного

34 4 давления обеспечена не за счет уменьшения. противодействующей перемещению чувствительного элемента. силы сопротивления жидкости

14, а за счет изменения цилиндром 20 с его поршнями перепада давления на дроссельном отверстии 16, обусловившего увеличение расхода жидкости через это отверстие и, следовательно, более быструю реакцию чувствительного элемента на изменение выходного давления.

Изменение настройки регулятора (его настройка) производится винтами 10 и 26. При сжатии этими винтами пружин 12 и 28 дав- ление на выходе повышается, и наоборот.

Предлагаемый регулятор давления обладает более высокими динамическими характеристиками, его чувствительный элемент более быстро реагирует на изменения выходного давления, время его переходного режима максимально уменьшено. Регулятор характеризуется высоким быстродействием и высокой устойчивостью к . автоколебаниям, в нем заметно повышена чувствительность к изменению регулируемого давления газа.

Регулятор имеет высокую точность работы, он обеспечивает значительную производительность (расход) газа и может, заменить многие пружинные и агрегатные газовые редукторы.

Формула изобретения!. Регулятор давления газа по авт. св.

М 915062,отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит цилиндр с подпружиненным поршнем, подпоршневая полость которого заполнена жидкостью и сообщена с полостью между поршнями чувствительного элемента.

2. Регулятор по и. l, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик регулятора, в цилиндре выполнена дополнительная камера с установленным в ней допопнительным поршнем, связанным дополнительным толкателем с подпружиненным поршнем, причем надпоршневая полость дополнительного поршня связана с атмосферой, а подпоршневая — с полостью выходного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 915062, кл. G 05 О 16/1О. 1980 (прототип).

l003034

ЛР

zi, Я

РУ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4