Регулятор давления газа
Изобретение относится к устройствам силовой пневмоавтоматики. Цель изобретения - новышение точности работы и функциональных возможностей регулятора. Регулятор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и седлом, подпружиненный клапан 5, связанный с толкателем 7, чувствительный элемент, выполненный в виде 10 i (Л 4 СО 4 NJ
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 1300434 А Д (5D 4 G 05 D 16/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2f
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 915062 (21) 3295403/24-24 (22) 05.06.81 (46) 30.03.87. Бюл. № 12 (72) Э. И. Савин и А. А. Капарулин (53) 621.646.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 915062, кл. G 05 Р 16/10, 1980. (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА (57) Изобретение относится к устройствам силовой пневмоавтоматики. Цель изобретения — повышение точности работы и функциональных возможностей регулятора. Регулятор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и седлом, подпружиненный клапан 5, связанный с толкателем 7, чувствительный элемент, выполненный в виде
1300434 двух поршней большего 8 и меньшего 9 диаметров, полость между которыми, разделенная перегородкой 15 с дросселирующим отверстием 16, заполнена жидкостью, и задающий механизм. Регулятор содержит также шток 17, связанный с поршнем 9 меньшего диаметра и установленный с зазором в глухом отверстии, выполненном в поршне большего диаметра 8, и дросселирующем отверстии 16, причем поршень меньшего диаметра связан с толкателем, а поршень большего диаметра — с задающим механизмом.
Новым в регуляторе является то, что он снабжен дополнительным цилиндром 19 с подпружиненным поршнем 20, рабочая полость 24 которого заполнена жидкостью и сообщена через запорное устройство с полостью между поршнями чувствительного элемента. Дополнительный цилиндр и его nopИзобретение относится к пневмоавтоматике, может быть использовано в различ ных отраслях промышленности и транспорта для автоматического понижения и стабилизации давления газа при изменении его входного давления и расхода и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 915062.
Цель изобретения — повышение точности работы регулятора давления и расширение его функциональных возможностей.
На чертеже представлен 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 8 и 9 соответственно большего и меньшего диаметров.
Поршень 8 большего диаметра связан с задающим механизмом, состоящим из винта 10, тарели 11 и пружины 12 задания.
Корпус закрыт стаканом 13. В полости между поршнями 8 и 9, заполненной жидкостью 14, установлена перегородка 15 с дросселирующим отверстием 16 и проходящим в нем жестко связанным с поршнем 9 штоком 17, установленным в глухом отверстии 18, выполненном в поршне большего диаметра 8.
Регулятор давления газа снабжен дополнительным цилиндром 19 с поршнем 20, нагруженным при помощи винта 21 и тарели 22 пружиной 23. Рабочая полость 24 цилиндра заполнена жидкостью и сообщена магистралью 25 с полостью между поршнями 8 и 9 чувствительного элемента.
f0
l5
30 шень выполнены двухступенчатыми, в днище цилиндра выполнено седло, канал которого перекрыт запорным органом, связанным с торцовой поверхностью меньшей ступени поршня, образующей с цилиндром полость, сообщенную с выходной полостью регулятора, а заполненная жидко"тью рабочая полость образована ступенями поршня и цилиндра. При таком исполнении регулятора повышаются его точность и чувствительность работы, так как дополнительный цилиндр выполняет функции чувствительного элемента регулятора, способствуя увеличению его эффективной площади. Одновременно дополнительный цилиндр выполняет функции предохранительного клапана, обеспечивая расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы регулятора давления газа. 1 ил.
Дополнительный цилиндр 19 и поршень 20 выполнены ступенчатыми; рабочая полость
24 образована ступенями цилиндра и поршня. В днище 26 дополнительного цилиндра выполнено дополнительное седло 27, канал 28 которого перекрыт запорным органом 29, связанным с поршнем 20 со стороны его торцовой поверхности 30 меньшего диаметра, образующей с цилиндром 19 полость 31, сообщенную с выходной полостью регулятора магистралью 32.
Регулятор давления газа работает следую. щим образом.
В исходном состоянии полость между поршнями 8 и 9 и рабочая полость 24 дополнительного цилиндра 19 заполнены жидкостью 14 и сообщены между собой магистралью 25. Пружина 12 задания сжата винтом через тарель 11, а пружина 23 сжата винтом 21 через тарель 2 ?. Поршень 8 пружиной 12, а поршень 20 пружиной 23 максимально опущены, 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 спущен над седлом 4 и образует с последним максимальное проходное сечение.
Газ высокого давления подается через входной канал 2 к клапану 5. В щели между клапаном 5 и седлом 4 газ дросселируется, его давление понижается. Газ по ниженного давления поступает под поршень 9 и в полость 31 дополнительнбго цилиндра.
Давление на выходе регулятора повышается, сила его воздействия на поршень 9 и!
300434
ВНИИПИ Заказ 827/46 Тираж 864 11одписное
Производственно-полиграфическое предприятие, . Ужгород, i.л. Проектная, 4 торцовую поверхность 30 поршня 20 также повышается. Поршень 9 поднимается, при этом давление жидкости 14 повышается и передается поршням 8 и 20 (последнему со стороны полости 24), которые поднимаются, сжимая пружины 12 и 23 соответственно. По мере повышения давления газа на выходе регулятора поршень 9 поднимается, при этом клапан 5 под действием пружины 6 также поднимается, уменьшая проходное сечение между клапаном и седлом 4. Если выход регулятора закрыт, то при определенном давлении на выходе, называемом давлением настройки в статике, клапан 5 перекрывает канал седла 4, разобщая входную и выходную полости регулятора.
При отборе газа в объем за регулятором вь1ходное давление и сила его воздействия на поршни 9 и 20 снижаются. Это приводит к опусканию поршня 9, снижению давления жидкости 14 и перемещению поршней 8 и 20 вниз. В результате канал 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 равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.
Так как площадь поршня 9 меньше площади поршней 8 и 20, то рабочий ход его больше перемещения чувствительного элемента (поршня 8). Более высокая точность работы регулятора обусловлена тем, что площадь поршня 9 меньше площади поршней 8 и 20 в большей степени по сравнению этой площади (поршня 9) только с площадью поршня 8.
Кроме того, в регуляторе ход дросселирующего клапана (его реакция на изменения выходного давления) превосходит ход поршня 8 на большую величину (так как при этом происходит и перемещение поршня 20 и часть жидкости перетекает между полостью 24 и полостью между поршнями 8 и 9) . Это, в свою очередь, эквивалентно или уменьшению жесткости пружины задания, или увеличению эффективной площади чувствительного элемента. Таким образом, предлагаемый регулятор обеспечивает более высокую точность работы и больший расход газа.
При черезмерном повышении давления в выходном канале 3 регулятора сила его воздействия на поршень 9, а следовательно, и на поршень 20 (со стороны полости 31 и через жидкость в полости 24) увеличивается настолько, то поршни 9 и 20 поднимаются на такую величину, при которой
35 клапан 5 перекрывает канал ««лла 4, разобщая входную 2 и выходную 3 полости регулятора, а запорный орган 29 отрывается поршнем 20 от седла 27, об««п«чивая сброс избыточного лавления из полости 31 через канал 28 в лр«нажнук> магистраль (атмосферу). При восстановлении величины рабочего давления на выходе регулятора поршни 20, 9 и 8 перемещаются вниз. При этом запорный орган 29 с;1дится на седло 27, перекрывая «го канал 28 и прекращая сброс лавления газа с выхода регулятора. Этим достигается ра«1пирение функциона lbHblx возможностей р«гулятора при одновременном повышении «го точности работы и производительности. Это обусловлено тем, что чувствительный элеме1гг (поршень 20) предохранительного к 1;111811а (дополнительного цилиндра 19) явля«тся олновременно чувствит«льным эл«ментом регулятора и обесп«чивает значительное увеличение эффективной площади посл«днего (и следовательно, точности и чувствительности регулятора).
Регулятор давления обладает высокой точностью и чувствительностью работы, он обеспечивает необхолпмую точность регулирования в широком лиапа30H« на«троикн, что обусловливает более широкую область его 11«пользования.
Регулятор об«сп«чива«т не только понижение давления газа и поддержание его величины с высокой точностью. но н сброс избыточного лавл«ни я газа из выхолной полости при черезмерном его иовыш«нии, гго может иметь место при различных и«исправностях (например, эрозионном разрушении уплотнителя дросселирующего клапана). Это повышает надежность работы предлагаемого регулятора давления газа.
Формула изобретения
Регулятор давления газа по авт. св. № 915062, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования и расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительным цилиндром с подпружиненным дифференциальным поршнем, в днище дополнительного цилиндра выполнено соединенное со сливом седло, клапан которого установлен с возможностью контакта с торцовой поверхностью меныпей ступени дифференциального поршня, образующей с дополнительным цилиндром полость, сообщенную с выходной полостью регулятора, а полость, оборудованная больш«й ступенью дифференциального поршня и дополнительным цилиндром, сообщена через запорное устройство с полостью между поршнями чувствительного элемента, размещенными в корпусе.
