Регулятор давления газа

 

1. РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус с входным и выходным каналами и седлом между ними, в котором установлены клапан с.пружиной и толкателем и ко51тактирующий с ним чувствительный элемент, нагруженный управляющим давлением, полость которого сообщена через дроссель с дренажной магистралью и через регулируемый дроссель с входным каналом , отличающийся тем, что, с целью повьппения точности регулирования , регулируемый дроссель выполнен в виде цилиндра с установленным в нем полым поршнем, подпружиненным навстречу входному давлению, внутри которого размещен дросселирующий элемент, жестко связанньш с регулировочным элементом, причем на .наружной поверхности поршня между его ушютнительным манжетами выполнена кольцевая проточка, сообщенная с полостью поршня и через отверстие в цилиндре с управляющей полостью. 2.Регулятор по П.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения экономичности и безопасности работы, он снабжен дренажным резервуаром , подключенным к дренажной магистрали, а на полом поршне регулируемого дросселя со стороны его входного канала выполнена дополни Q тельная ступень, образующая с цилинд (Л ром дополнительную полость., сообщенную с дренажным резервуаром. 3.Регулятор по ПП.1 и 2, о т л ич а ю щ и.й с я тем, что, с целью повышения надежности регулятора, в полом поршне регулируемого дросселя на его входе выполнено дополнительное седло, . образующее с дроссельным элементом нормально открытую клапан ную пару. со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 05 D 16/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3460896/24-24, 3509849/24-24 (22) 28.06.82 (46) 30.07.85. Вюл, Р 28 (72) Э.И.Савин (53) 621.646.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 426099, кл. G 05 9 16/10, i974.

Авторское свидетельство СССР

У 112735, кл. G 05 D 16/10, 1956. (54)(57) 1..РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус с входным и выходным каналами и седлом между ними, в котором установлены клапан с.пружи ной и толкателем и контактирующий с ним чувствительный элемент, нагруженный управляющим давлением, полость которого сообщена через дроссель с дренажнбй магистралью и через регулируемый дроссель с входным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, регулируемый дроссель выполнен в виде цилиндра с установленным в нем полым поршнем, подпружиненным навстречу входному давлению, внутри которого размещен дросселиру„„SU„„1170437 ющий элемент, жестко связанный с регулировочиым элементом, причем на .наружной поверхности поршня между его уплотнительными манжетами выполнена кольцевая проточка, сообщенная с полостью поршня и через отверстие в цилиндре с управляющей полостью.

2. Регулятор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности и безопасности работы, он снабжен дренажным резервуаром, подключенным к дренажной магистрали, а на полом поршне регулируемого дросселя со стороны его входного канала выполнена дополнительная ступень, образующая с цилиндром дополнительную полость, сообщенную с дренажным резервуаром.

3. Регулятор по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ и.й с я тем, что, с целью повышения надежности регулятора, в

-полом поршне регулируемого дросселя на его входе выполнено дополнительное седло,. образующее с дроссельным элементом нормально открытую клапанную пару.

1 11704

Изобретение относится к устройствам пневмоавтоматики и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности и транспорта при понижении давления газа и автоматическом Поддержании с высокой точностью требуемой величины пониженного давления при изменениях входного давления и расхода.

Целью изобретения является повышение точности, экономичности, безопасности работы и надежности регу. лятора.

На чертеже показан регулятор давления газа.

Регулятор давления газа содержит корпус 1 с входным 2, выходным 3 каналами .и седлом 4 между ними, клапан

5 с пружиной б и толкателем 7 и контактирующий с ним чувствительный элемент 8, образующий с корпусом 1 управляющую полость 9 °

Управляющая полость 9 сообщена через дроссель 10 с дренажной магистралью 11 и через регулируемый дроссель 12 с входным каналом 2.

Регулирующий дроссель 12 представляет собой цилиндр 13 с установленным в нем полым поршнем 14, подпоршневая полость 15 которого магистралью 16 сообщена с полостью входно, го канала 2. В противоположной полости 17 цилиндра 13 размещена пружина

18, нагружающая полый поршень 14 навстречу действию входного давления.

В поршне 14 выполнена полость 19, в

35 которой размещен дросселлирующий элемент. 20, жестко связанный с ввернутым в крышку 21 цилиндра 13 регулировочным элементом 22. Дросселирующий эле40 мент 20 выполнен в виде золотника (поршня) с винтовой канавкой 23 на его наружной поверхности.

Полость 19 полого поршня 14 каналами 24 сообщена с кольцевой проточ45 кой 25 на наружной поверхности его между уплотнительньпчи манжетами 26 и

27. Полость кольцевой проточки 25 через отверстие 28 в цилиндре 13 и каналом 29 сообщена с управляющей по50 лостью 9.

Регулятор снабжен дренажным резер; syapoM 30, подключенным к дренажной

tмагистралй 11. На полом поршне 14 регулируемога дросселя 12 со стороны 55 его входного канала 31 выполнена до-, полнительная ступень 32, образующая с цилиндром 13 дополнительную полость

33, сообщенную магистралью 34 с дре-нажным резервуаром 30.

На полом поршне 14 регулируемого дросселя !2 со стороны его входного канала 31 выполнено дополнительное . седло 35, образующее с дросселирующим элементом 20 (его торцовой поверх ностью) нормально открытую клапанную пару.

Регулятор давления газа работает следующим образом.

В исходном положении клапан 5 пружиной 6 поднят максимально вверх, прижат к седлу 4 и разобщает полости входного 2 и выходного 3 каналов.

Чувствительный элемент 8 клапаном 5 через толкатель 7 также поднят вверх.

Регулируемый дроссель 12 настроен на требуемое давление в полости вы-ходного канала 3 регулятора регулировочным эпементом 22, Крышка 21 навернута на цилиндр 13 настолько, что пружина 18 может воспринять воздействие входного давления со стороны полости 15 и сброспого давления со стороны дополнительной полости ЗЗ во всем допустимом рабочем диапазоне их изменения. Полый поршень 14 под действием пружины 18 опущен вниз, сопротивление дросселирующего элемента 20 минимально. Избыточное давление газа в дренажном резервуаре 30 отсутствует.

Газ высокого давления подводится к входному каналу 2, откуда поступает к клапану 5 и в магистраль 16, В начальный момент входное давление еще больше прижмет клапан 5 к седлу

4. Одновременно газ высокого давления по магистрали 16 поступает в полость

15 под полый поршень 14. Последний под действием входного давления поднимается вверх, сжимая пружину 18.

Подъем вверх полого поршня 14 происходит до тех пор, пока сила давления на него со стороны полости 15 не уравновесится пружиной 18. При этом дросселирующий элемент (золотник) 20 перекроется цилиндрической поверхностью полого поршня 14 на величину требуемого (настроечного) гидравлического сопротивления, соответствующего необходимому давлению настройки регулятора. Газ проходит по винтовой канавке 23 и поступает в полость 19; откуда по каналам 24 поступает в полость кольцевой проточки 25. Из полости 25 через отверстие 28 и канал

437 4

Если,,например, расход газа уменьшится, то при.этом давление под чув.ствительным элементом 8 несколько повысится, что обусловит подъем его и клапана 5 вверх, уменьшение притока 50 . газа на выход регулятора, восстановление выходного давления и перевод подвижной системы в другое положение динамического равновесия.

При и >екращении отбора газа через 5 регулятор давление под чувствительным элементом 8 поднимет последний настолько, что клапан 5 сядет на седло з 1170

29 газ поступает в управляющую полость 9. Газ на дросселирующем элементе 20 дросселируется, ет о давление понижается, и в управляющую полость

9 газ поступает с пониженным давлением.

Давление в управляющей полости 9 плавно повышается, по мере чего чувствительный элемент 8 опускается вниз, отрывает через толкатель 7 кла-!О пан 5 от седла 4. В образовавшийся между клапаном 5 и седлом 4 щели газ дросселируется и поступает в полость выходного канала 3. Давление под чувствительным элементом 8 повышает- 15 ся. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении на выходе чувствительный элемент 8 поднимется вверх (под действием выходного . давления) настолько, что клапан 5 ся-ур дет на седло 4 и разобщит входную 2 и выходную 3 полости регулятора.

В установившемся режиме приток газа в управляющую полость 9 через ре-,: гулируемый дроссель 12 и расход из 25 него через дроссель 10. выравниваются, давление- в управляющей полости 9 бу-. дет постоянным и меньшим входного давления.

При отборе газа в объем за регуля-3О тором давление под чувствительным элементом 8 несколько уменьшится, что приведет к опусканию его вниз, открытию клапана 5 и поступлению газа на выход регулятора. Давление под чувствительным элементом 8 восстановится, между клапаном 5 и седлом 4 установится щель, соответствующая данному отбору газа через регулятор.

Если расход газа изменится, то под- 40 вижная система регулятора перейдет в другое положение динамического равновесия, соответствующее другому расходу.

4 и разобщит входную 2 и выходную 3 полости, При постоянном входном давлении взаимное положение дросселирующего . элемента 20 и полого поршня 14 регулируемого дросселя 12 не изменится при работе регулятора, проводимость дросселирующего элемента 20 постоянна и отрегулирована регулировочным элементом 22 так, что давление в управляющей полости 9 соответствует настроечному давлению на выходе регулятора.

Изменение выходного давления регулятора (его перенастройка) производится регулировочным элементом 22. Если, например, необходимо повысить выходное давление регулятора, то вращают его так, чтобы цросселирующий элемент

20 полнялся вверх. При этом длина винтовой канавки 23, через которую про-. ходит газ, уменьшится, сопротивление дросселирующего элемента 20 также уменьшится, приток газа в управляющую полость 9 через регулируемый дроссель

12 увеличится, давление в управляющей полости 9 повысится. Это обусловит от ;крытие клапана 5 и повышение давления газа на выходе регулятора.

Если необходимо перенастроить регулятор на более низкое выходное давление, регулировочным элементом

22 перемещают дросселирующий элемент

20 относительно полого поршня 14 в другую сторону. При этом сопротивление регулируемого дросселя 12 уве- личится, приток газа в управляющую полость 9 уменьшится, давление в последней понизится, что приведет к перемещению вверх чувствительного элемента 8 и уменьшению щели между клапаном 5 и седлом 4.

Если же величина входного давления изменяется, то это приведет к измененшо положения полого поршня

14 относительно дросселирующего элемента 20. При этом сопротивление дросселирующего элемента 20 изменится так, что давление в управляющей полости 9 останется неизменным.

Если, например, входное давление понизится (что будет иметь место при питании регулятора от баллона), то при неизменном сопротивлении дросселирующего элемента 20 давление в управляющей полости 9 должно также уменьшиться, следствием чего явилось бы и понижение выходного давления.регулятора. Однако этого не

1170437 произойдет, так как полый поршень 14 при этом под действием прулатны 18 несколько опустится вниз . Дросселирующйй элемент 20 останется при этом

5 неподвижным. Сопротивление дросселирующего элемента 20 уменьшится, чем будет обеспечено прежнее. (неизменное) давление в управляющей полости 9 и, следовательно, давление на выходе регулятора.

При повышении входного давления сопротивление регулируемого дросселя 12 увеличится, приток газа в управляющую полость 9 останется неизменным, благодаря чему будет обеспечена высокая точность и стабильность выходного давления регулятора. Сброс газа из управляющей полости

9 регулятора происходит через дроссель 10 и магистраль 11 в дренажный резервуар 30. Этим исключается неоправданный Сброс рабочей среды, обеспечивается ее Сбор для последующего использования, что повышает экономич-25 ность регулятора за счет исключения потерь дефицитных газовых сред при использовании их в качестве рабочего тела. С другой стороны, сбор сбрасываемой из управляющей полости 9 рабочей среды в резервуар 30 исключает возможность загазованпости помещения, в котором установлен регулятор, инертными и агрессивными газовыми средами при использлвании их в ка35 честве рабочей, среды регулятора,что повышает безопасность его работы.

При длительной работе регулятора давление в дренажном резервуаре 30

IIOHbICHTCH что должно IlpHBeCTH K Hs 40 менению давления в управляющей полости 9 и, следовательно, к изменению выходного давления регулятора. Одна-, ко этого не произойдет, так как при. этом повысится давление в дополнительной полости 33, следствием чего явится увеличение силы давления, газа на полый поршень 14 со стороны дополнительной полости 33. Полый поршень 14 под действием возросшего давления raза в резервуаре 30 (и в полости 33) будет подниматься вверх, сжимая пружину 18. При этом сопротивление дросселирующего элемента 20 будет увели-. чиваться, приток газа в управляющую полость 9 будет уменьшаться по мере уменьшения расхода газа из этой же полости через дроссель 10, обусловленного повышением давления в резервуаре 30. Давление в управляющей полости 9 будет постоянным и не будет зависеть от допустимого (эксплуатационного) диапазона повышения давления в дренажном резервуаре 30.

При максимальном наполнении дренажного резервуара 30 давление в нем повысится до такой величины, что полый поршень 14 силой давления в дополнительной полости 33 будет поднят настолько, что дополнительное седло 35 сядет на нижнюю торцовую поверхность дросселирующего элемента 20 и разобщит входную полость 1 5 от управляющей полости 9. Давление в последней за счет перетока газа из нее в дренажный резервуар 30 еще больше понизится, чувствительный элемент 8 поднимется. вверх, клапан 5 сядет на седло 4, разобщит входную 2 и выходную 3 полости регулятора. Регулятор давления выключится из работы, давление на его выхоце не сможет быть выше настроечного, Это будет сигналом для отключения наполненного дренажного резервуара 30 и необходимости подключения регулятора к незаполненному сосуду.

К этому же результату приведет и черезмерное повышение входного давления, При этом полый поршень 14 также поднимется под действием силы входного давления со стороны полости 15 вверх до посадки дополнительного седла 35 на дросселирующий элемент 20, что приведет к разобщению полостей

9 и 15 и невозможности черезмерного повышения давления в чувствительной полости 9 и, следовательно, на выходе регулятора.

1170437

ГФ

Z1

18

17

12

Составитель Е.Латухина

Редактор М.Келемеш Техред С.Йовжий

Корректор М.Pозмац

Заказ 4704/45 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д.4/5

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