Регулятор давления

 

Изобретение относится к пневмоарматуре. Цель изобретения - расширение области применения регулятора. Регулятор давления состоит из корпуса 1 с первой 2 и второй 3 перегородками, образующими входную 4 и выходную 5 полости, связанные каналом 9, выполненным в центральном ко// . Ю ническом теле 16, и полость с чувствительным элементом - поршнем 10, делящим ее на камеру 11 управления, и камеру 12 обратной связи, соединенную с выходной полостью 5, который связан с запорным элементом 18, образующим с каналом 9 сверхзвуковое сопло с центральным телом, причем запорный элемент содержит два профильных участка: верхний 20, регулирующий площадь критического сечения сопла, нижний 22, регулирующий выходное сечение сопла по определенным законам. За перегородкой 3 выполнены отверстия 14. соединяющие выходную полость 5 с атмосферой , на .которых установлены обратные клапаны 15. 2 ил. 4 18 (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 0 16/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

У 1Я

М п

О 4

В

О

РР

И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869685/24 (22) 26,09,90 (46) 07.04.93 Бюл, М 13 (71) Конструкторское бюро "Арматура" (72) S.À.Ãîðáóíîâ и Н;А.Володин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 348807, кл, G 05 D 16/10, 1971, (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к пневмоарматуре. Цель изобретения — расширение области применения регулятора, Регулятор давления состоит из корпуса 1 с первой 2 и второй 3 перегородками, образующими входную 4 и выходную 5 полости, связанные каналом 9, выполненным в центральном ко/1

Ю

1/ г

„„5U„„1807469 А1 ническом теле 16, и полость с чувствительным элементом — поршнем 10, делящим ее на камеру 11 управления, и камеру 12 обратной связи, соединенную с выходной полостью 5, который связан с запорным элементом 18, образующим с каналом 9 сверхзвуковое сопло с центральным телом, причем запорный элемент содержит два профильных участка: верхний 20, регулирующий площадь критического сечения сопла, нижний 22, регулирующий выходное сечение сопла по определенным законам. Зв перегородкой 3 выполнены отверстия 14, соединяющие выходную полость 5 с атмосферой, на .которых установлены обратные клапаны 15. 2 ил.

1807469

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в системах газоснабжения, Целью изобретения является расширение области применения регулятора.

На фиг.1 схематично представлен описываемый регулятор давления; на фиг.2— профили запорного элемента.

Регулятор состоит из корпуса 1 с первой

2 и второй 3 перегородками, образующими входную 4 и выходную 5 полости, причем последняя выполнена в виде нескольких последовательно образующих ее полость участков, начиная с сужающегося приемного конфузора 6, цилиндрической камеры 7смешения и расширяющегося выходного диффузора 8, соединенные между собой профилированным каналом 9, расположенным в перегородке 3, разделяющей входную и выходную полости, В корпусе 1 имеется рабочая полость, в которую помещен чувствительный элемент 10 в виде поршня, разделяющий эту полость на камеру 11 управления и камеру 12 отрицательной обратной связи, соединенную с помощью тру- бопровода 13 с выходной полостью, В корпусе за перегородкой 3 выполнены отверстия 14, соединяющие выходную полость с источником газа низкого давления (или с атмосферой), на которых установлены обратные клапаны 15. Перегородка 3 имеет центральный конический выступ 16, в теле которого выполнен профилированный канал 9, Выступ выполнен таким образом, что между участком корпуса за отверстиями 14, который имеет внутреннее сужение, плавно переходящее в поверхность приемного конфузора 6, и в нижней боковой поверхности выступа 16 образуется кольцевое сужающееся сопло 17, через которое эжектируемый газ, входит в выходную полость. Поршень чувствительного элемента 10 связан с запорным элементом 18, выполненным в виде последовательно образующих его тело участков, начиная с цилиндрического участка

19, переходящего уступом в верхний профильный участок 20 выпуклой формы с уменьшающимся диаметром, который плавно, переходит в цилиндрический участок 21, конец которого является началом нижнего профильного участка 22 выпуклой формы с уменьшающимся диаметром, который плавно переходит s аэродинамический наконечник 23, плавно сводящий профиль к нулю, Запорный элемент 18 совместно с профилированным каналом 9 образуют сверхзвуковое сопло с центральным телом, Верхний профильный участок 20 и нижний профильный участок 22 выполнены таким образом, чтобы на рабочем ходе поршня чувствительного элемента 10, исходя из условия обеспечения постоянного коэффициента эжекции и давления смешанного потока в выходной полости, обеспечивались следующие закономерности: закон изменения отношения площади проходного сечения камеры 7 смешения к площади кольцевого критического сечения сопла, образованного поверхностью верх10 него профильного участка 20 и входного сечения профилированного канала 9, выраженный формулой.

f рз

Рс qca где f> — площадь сечения камеры смешения, м;

20 fp * — площади кольцевого критического сечения, м;

Рр — полное давление рабочего потока во входной полости, rla;

Р— полное давление смешанного пото25 ка в выходной полости, Па;

U — коэффициент зжекции;

q< — значение газодинамической функции относительной плотности потока на выходе камеры смещения, 30 и закон изменения отношейия площади кольцевого выходного сечения сопла, образованного поверхностью нижнего профильного участка 22 и выходным сечением профилированного канала 9, к площади

35 кольцевого критического сечения сопла, выраженный формулой

40 где 1р1 — плащадЬ КОльЦЕВОгО выхОднОгО СЕчения; цр1 — значение газодинамической функ45 ции относительной плотности потока на выходе из канала 9 в выходную полость, В камере 12 между ее стенкой и поршнем чувствительного элемента 10 установлена пружина сжатия 24, 50 Регулятор работает следующим образом, При отсутствии управляющего давления в камере 11 под действием пружины 24 запорный элемент 18 уступом между цилин55 дрическим участком 19 и верхним профильным участком закрывает канал 9. При подаче s камеру 11 управления управляющего давления поршень 10 и связанный с ним запорный элемент 18 поднимаются, обеспечивая проход газа высокого давле5

1807469

10

35 рз ж

Рс рсз

40 тР1 1 ж

55 ния в канал 9 и через него в выходную полость 5.

На выходном срезе сопла, образованного каналом 9 и телом запорного элемента

18, образуется пониженное статическое давление газа по сравнению с давлением стороннего газа на входе в отверстия 14, благодаря чему происходит подсос стороннего газа через открытые обратные клапаны

15. Давление газа иэ выходной полости 5 через трубопровод 13 передается в камеру

12 отрицательной обратной связи.

Для каждого значения входного давления всякое повышение давления на выходе и соответственно в камере обратной связи ведет к уменьшению степени открывания критического сечения канала 9, к уменьшению расхода рабочего газа и снижению давления на выходе регулятора, а любое уменьшение давления на выходе и соответственно в камере 12 — к увеличению степени открывания критического сечения канала 9 — к увеличению расхода газа и повышению . давления на выходе регулятора, При устойчивой работе регулятора поршень 10 автоматически устанавливается в положение, соответствующее условию равновесия приложенных к нему внешних сил, и определяет при помощи связанного с ним запорного. элемента соответствующие пропорции площадей проходных сечений —; —, ко рз, Р1 ж ж торые обусловливают заданный коэффициент эжекции. На выходе регулятора устанавливается давление, определяе-. мое управляющим давлением, При изменении значения входного давления происходит автоматическая перестройка и поршень 10 занимает следующее равновесное положение, которому соответ рз Р1 ствуют значения пропорции— ж 1ж определяющие заданйые коэффициент эжекции и выходное давление.

При значительном уменьшении отбора газа с выхода регулятора (стоп-режим) сгатическое давление на выходном срезе канала 9 становится выше давления стороннего газа на входе в заборные отверстия 14, обратные клапаны 15 закрываются, предотвращая утечку газа из редуктора через заборные отверстия, Формула изобретения

Регулятор давления, содержащий корпус, разделенный первой и второй перегородками на входную и выходную полости и рабочую полость с установленным в ней чувствительным элементом, связанным с запорно-регулирующим элементом и делящим эту полость на камеру управления и камеру отрицательной обратной связи, соединенную с выходной полостью, которая сообщена с входной полостью через камеру смешения, и профилированный канал, в котором расположен запорно-регулирующий элемент и который выполнен в теле центрального конического выступа первой перегородки, образующего. с боковой поверхностью выходной полости кольцевое

15 Сопло переменного сечения, в верхней части которого выше среза центрального конического тела расположены отверстия подсоса, закрытые обратными клапанами прямого действия, отличающийся тем, 20 что, с целью расширения области применения регулятора, запорно-регулирующий элемент выполнен в виде последовательно образующих его тело верхнего и нижнего профилированных участков, расположенных в профилированном канале центрального конического выступа и образующих с ним сверхзвуковое сопло с центральным телом, причем верхний профилированный участок с входным сечением канала образует регулируемое кольцевое критическое сечение сопла, а нижний профилированный участок с выходным сечением канала— регулируемое кольцевое выходное сечение сопла, площади которых и площадь сечения камеры смешения удовлетворяют условиям где fP — площадь сечения камеры смешения, м;

f рж — ПЛОщадЬ КОЛЬЦЕВОГО КрИтИЧЕСКОГО сечения, м2;

Рр — полное давление рабочего потока во входной полости, Па;

P — полное давление смешанного потока в выходной полости, Па;

0 — коэффициент эжекции;

0- характерное отношение теплосодержаний; р з — значение газодинамической функции относительной плотности потока на выходе камеры смешения;

fp1 — ПЛОЩадь кольцЕвагО выхсдНОГО Сечения;

1807469

Составитель В.Горбунов

Техред М,Моргентал

Корректор С,Патрушева

Редактор

Заказ 1380 Тираж Подписное

ВНИ 1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССОР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101 цр1 — значение газодинамической функции относите lbHoA плотности потока на выходе из канала в выходную полость.