Регулятор давления газа

 

Изобретение относится к автоматике . Цель изобретения - повышение надежности и упрощение регулятора. Регулятор.давления газа содержит корпус 1, входную 2 и выходную 3 камеры , чувствительный элемент 4, пружину 5, задатчик давления 6, демпфирующую камеру 7, канал 8, регулирующий элемент 9, пружину 10, седло 11-, полый шток 12, запорный элемент 13 предохранительного клапана и пружину 14. Повышение надежности работы регулятора давления газа и упрощение конструкции осуществляется путем обеспечения надежного сброса избыточного давления в системе при превышении выходного давления сверх установленного и совмещения защитных функдий в одном предохранительном клапане. 3 ил. (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Ш (51) 4 С 05 D 16/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4153488/24-24 (22) 27. 11. 86 (46) 28.02.89. Бюл. М 8 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности и Ленинградский завод торгового машиностроения (72) С.С. Ермаков, Г.П. Куделев, А.Ф. Дубинич и Б.Н. Черняк (53) 621.646.4 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 573799, кл, G 05 D 16/10, 1975. (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА (57) Изобретение относится к автоматике. Цель изобретения — повышение надежности и упрощение регулятора.

Регулятор, давления газа содержит корпус 1, входную 2 и выходную 3 камеры, чувствительный элемент 4, пружину 5, задатчик давления 6, демпфирующую камеру 7, канал 8, регулирующий элемент 9, пружину 10, седло 11-, полый шток 12, запорный элемент 13 предохранительного клапана и пружину 14, Повышение надежности работы регулятора давления газа и упрощение конструкции осуществляется путем обеспечения надежного сброса избыточного давления в системе при превышении выходного давления сверх установленного и совмещения защитных функций в одном предохранительном клапане. 3 ил.

1462265

Изобретение относится к автоматике, в частности к регуляторам давления газа.

Цель изобретения — повышение на5 дежности и упрощение регулятора давления газа.

На фиг.1 дана схема регулятора давления газа; на фиг.2 — схема взаимодействия элементов регулятора при открывании предохранительного клапана; на фиг.3 — диаграмма характеристик пружин чувствительного и запорного элементов.

Регулятор давления rasa (фиг.1) 15 содержит корпус 1, в котором имеются входная 2 и выходная 3 камеры, чув" ствительный элемент 4 в виде мембра: ны с жестким центром, пружину 5, установленную между чувствительным 20 элементом 4 и задатчиком 6 давления.

Чувствительный элемент 4 и стенка выходной камеры 3 образуют демпфирующую камеру 7, соединенную с выходной камерой 3 каналом 8. Во входной 25 камере 2 установлен регулирующий элемент 9, поджатый пружиной 10 к седлу 11 и образующий с ним дросселирующий клапан.

Чувствительный элемент 4 связан 30 с полым штоком 12, который выведен из демпфирующей камеры 7 в выходную камеру 3, образующим в ней совместно с запорным элементом 13 предохранительный клапан. Запорный элемент 13 одним концом опирается на регулирующий элемент 9, обеспечивая этим кинематическую связь между чувствительным 4 и регулирующим 9 элементами, а другим концом, посредст- 40 вом пружины 14, — на задатчик 6 давления. Входная камера 2 соединена с источником газа высокого давления,a выходная камера 3 — с потребителями газа низкого давления. 45

Регулятор давления газа работает следующим образом.

В исходном положении регулирующий элемент 9 прижат к седлу 11. Запорный элемент 13 опирается на регулирующий элемент 9, а чувствительный элемент 4 (мембрана) находится в среднем положении. При этом сила давления газа на чувствительный 4

55 и запорный 13 элементы уравновешена суммарным усилием пружин 5 и 14, опирающихся на залатчик 6 давления (винт) .

Установка нового (более высокого) давления газа (Р„, ) в выходной камере 3 регулятора осуществляется поджатием пружин 5 и 14 путем осевого перемещения задатчика 6 давления.При этом мембрана чувст вит ельного эл еме нта 4 перемещается вниз и через шток 12 и запорный элемент 13 отводит регулирующий элемент 9 от е едла 11, открывая проход из камеры 2 высокого давления в камеру 3 низкого давления.

В результате давление в камере

3, а также в связанной с ней каналом

8 демпфирующей (подмембранной) камере 7 возрастает до тех пор, пока чувствительный элемент 4 не возвращается в исходное положение и элемент 9 не прижимается вновь к седлу

1 1. При отборе газа из камеры 3 давление в демпфирующей камере 7 снижается, чувствительный элемент 4 смещается вниз и отжимает элемент 9 от седла 11, открывая проход из камеры 2 в камеру 3 регулятора.

При прекращении отбора rasa из камеры 3 давление в демпфирующей камере 7 возрастает до первоначально установленной величины P . Чувствительный элемент 4 возвращается в исходное положение и регулирующий элемент 9 вновь прижимается к седлу

11, прекращая подачу газа иэ камеры 2 регулятора ° Таким образом,давление в выходной камере 3 исправного регулятора давления не может превысить величину P, которая устанавливается с помощью задатчика 6 давления путем создания определенной силы, воздействующей на чувствительный элемент 4 со стороны пружин

5 и 14.

В случае, если при закрытом дросселирующем клапане давление в камере 3 регулятора повышается сверх установленного, чувствительный элемент 4 вместе со штоком 12 не останавливается в среднем положении, а продолжает движение вверх, сжимая пружину 5. При этом запорный элемент 13 лишается опоры на регулирующий элемент 9. В результате пружина 14, преодолевая силу давления газа на запорный элемент 13, действующую со стороны выходной камеры

3, отрывает его от кромки полого штока 12 и прижимает к регулирующему элементу 9 (фиг.2).

1462265

Предохранительный клапан открывается, с брасывая газ из выходной камеры 3 регулятора в атмосферу.Давление газа в камерах 3 и 7 падает.

Чувствительный элемент 4 возвращается в исходное положение, прижимая кромку полого штока 12 к запорному элементу 13, опирающемуся на регулирующий элемент 9. Предохранительный клапан закрывается.

При случайной установке задатчика 6 давления в положение, создающее в выходной камере 3 давление, превышающее предельно допустимое (например, при выходе из строя манометра низкого давления и т.п.),усилие сжатой пружины 14, преодолевая силу прижатия регулирующего элемента 9 к седлу 11 и силу давления газа на запорный элемент 13, отрывает элементы 9 и 13 от их седел, что приводит к постоянному открытию предохранительного клапана, предотвращая тем самым повышение давления в выходной камере регулятора сверх допустимого. Это состояние сохраняется до тех пор, пока задатчик б

\ давления не возвращается в зону по-. ложений, соответствующих их допустимым давлениям газа.

Таким образом, пружина 14 должна открывать предохранительный клапан в случае, когда запорный элемент 13 лишается опоры на регулирующий элемент 9, преодолевая при этом силу давления газа на запорный элемент со стороны выходной камеры регулятора, т.е. в рабочем диапазоне совместной деформации пружин 5 и 14 усилие пружины 14 должно быть больше силы давления газа на запорный элемент 13 и меньше суммы сил прижатия регулирующего элемента 9 к седлу 11 и давления газа на запорный элемент 13. При установке задатчика давления в положение, соответствующее выходному давлению газа выше допустимого предела, усилие пружины

14 должно превышать сумму этих сил.

Требования к силовым характеристикам пружин 5 и 14, обеспечивающим выполнение указанных функций,проиллюстрированы с помощью диаграммы (фиг.3), на которой приняты следую-. щие обозначения: P, — давление в выходной камере 3 (выходное давление); P — нижний предел выходного

1 давления газа; Р1 — верхний предел

sZ sZ f/s — 3P

1Ф- S

30 в(Р -P )

hp 14" hp

f (3-sP

+ )

Р— Р, 35 (Р2 Р1) где Е = — суммарная жестhp кость пружин 5 и 14.

40 Предварительная деформация пружины 14 относительно пружины 5 должна быть равна

Р2 S

Р2 S + а=(Z 1q

45 К(4 (К- Z +1)»

Н (2) а жесткость пружины 5 определяется из уравнения

Р S - (Р S + f)

PgS Z, Z 2 — Е1 (3) Формула и з обретения

Регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной камерами, подпружиненный чувствивыходного давле нйя газа; Л Р вЂ” при,ращение выходного давления сверх установленного, при котором должен

5 открыться предохранительный клапан, f — сила прижатия регулирующего элемента 9 к седлу 11, hp — рабочая деформация пружин 5 и 14, d — предварительная деформация пружины 14 относительно пружины 5j S — площадь чувствительного элемента 4, s — - площадь седла запорного элемента (предохранительного клапана).

Для обеспечения выполнения функций пружины 14 ее силовая характеристика должна находиться в области, ограниченной линиями (Рв„„+АР) s,и

Р х s + f в зоне рабочих деформаций (область, заштрихованная на диаграмме), проходить через TcBfEDJ А, соответствующую сумме снл Р1s + f.

Из этих условий следует, что жесткость Z < пружины 14 должна находиться в пределах

1462265 где Р иР, Р P,) < К<

?)р

Фиг. 2 тельный элемент с жестким центром и полым штоком, эадатчик давления, демпфирующую камеру, образованную чувствительным элементом и стенкой

5 выходной камеры, предохранительный клапан, выполненный в виде запорного элемента, кинематически связанного с полым штоком и подпружиненным регулирующим элементом,ус- 1р тановленным во входной камере, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения регулятора, запорный элемент установлен в выходной камере и снабЖен толкателем, подпружиненным со стороны задатчика давления, причем жесткость пружины запорного элемента находится в диапазоне верхний и нижний пределы выходного давления3 площадь седла запорного элемента рабочая деформация пружины чувствительного элемента (рабочий ход задатчика давления); сила прижатия регулирующего элемента к седлу; допускаемое приращение давления в выходмере сверх устаного.

1462265 — сипо5оя ароктеристика пружины Я;

° снт5ая характеристика пружины Х. Риг. 3

Составитель Н. Гондаксазова

Техред М.Дидык Корректор Л. Пилипенко

Редактор И. Касарда

Заказ 710/45 Тираж 788 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101