Регулятор давления газа

 

Использование: в технике автоматического регулирования и в системах газоснабжения промышленных и коммунальных объектов. Сущность изобретения: для повышения точности поддержания выходного давления в широком диапазоне его настройки регулятор содержит корпус 1, входную 2 и выходную 3 полости, регулирующий клапан 4, чувствительный элемент 5, полость управления 6 и полость задания 7 с нелинейной пружиной и орган настройки 8. Нелинейная характеристика пружины имеет вид: F = Keσl/Δl, где F - усилие пружины, l - перемещение чувствительного элемента, Δl - рабочий диапазон перемещения чувствительного элемента, σ - относительная погрешность неравномерности, К - коэффициент, e - основание натуральных логарифмов. 1 ил.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах газоснабжения промышленных коммунальных объектов.

Известны регуляторы давления с пружинным узлом задания (Регуляторы давления газа. В.М.Плотников и др. Л. Недра, 1982 г.) Недостатком этих регуляторов является то, что при изменении настройки выходного давления изменяется относительная погрешность неравномерности расходной характеристики.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому решению является регулятор давления газа по Авт.св. СССР N 847293, кл. G О5 Д 16/06, 1981 г. Регулятор содержит корпус с входной и выходной полостями, между которыми установлен регулирующий клапан, связанный с чувствительным элементом, расположенным между сообщающейся с выходной полостью управления и полостью задания, в которой между чувствительным элементом и органом настройки установлена пружина задания, имеющая нелинейную характеристику. Недостатком этого регулятора является переменная относительная погрешность неравномерности расходной характеристики при изменении настройки выходного давления.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности поддержания выходного давления регулятора за счет обеспечения постоянной относительной погрешности неравномерности расходной характеристики при изменении настройки выходного давления.

Поставленная цель достигается тем, что нелинейная харак теристика определяется следующим соотношением: F = Keδ^l/Δ^l где F усилие, развиваемое пружиной задания;
L- перемещение чувствительного элемента;
Δl рабочий диапазон перемещения чувствительного элемента;
δ относительная погрешность неравномерности расходной характеристики;
K коэффициент;
e основание натуральных логарифмов.

Регулятор давления газа представлен на чертеже и содержит корпус 1, входную 2 и выходную 3 полости, регулирующий клапан 4, связанный с чувствительным элементом 5, расположенным между управляющей полостью 6 и полостью управлении 7. Управляющая полость 6 сообщена с выходной полостью 3, а в полости задания 7 установлена пружина задания с нелинейной характеристикой. Opган настройки 8, изменяя длину пружины задания, устанавливает исходное усилие, воздействующее на чувствительный элемент 5.

Сущность заявленного изобретении заключается в следующем. Нелинейная характеристика задающей пружины формирует зависимость усилия F от изменения ее длины l типа
F кa^e ( 1 )
где к постоянный коэффициент;
а основание показательной функции.

Отношение приращения функции (1) DF от изменения длины пружины на Δl_п к ее текущему значению F постоянно и имеет вид

При равенстве величины рабочего хода чувствительного элемента изменению длины пружины, Δl = Δl_п, а относительной погрешности неравномерности расходной характеристики соотношению (2) δ = 1F/F, нелинейная зависимость (1) примет вид
F = Keδ^l/Δ^l (3)
где e основание натуральных логарифмов.

Зависимость (3) показывает, что изменение усилия F от изменения длины l пружины имеет более широкий диапазон, чем при линейной зависимости F кl
При перемещении пружины, соответствующем номинальному зазору между клапаном и седлом регулятора, а следовательно, и номинальному расходу, относительное изменение усилия пружины будет постоянным, а следовательно, относительная погрешность выходного давления также будет постоянной и не зависеть от его установленного значения.

Таким образом выполнение в исполнительном устройстве пружины с характеристикой вида (3) обеспечивает широкий диапазон регулирования выходного давления с постоянной относительной погрешностью неравномерности расходной характеристики.

Формула изобретения

Регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, между которыми установлен регулирующий клапан, связанный с чувствительным элементом, расположенным между сообщающейся с выходной полостью полостью управления и полостью задания, в которой между чувствительным элементом и органом настройки установлена пружина задания, имеющая нелинейную характеристику, отличающийся тем, что пружина задания выполнена таким образом, что нелинейная характеристика пружины определяется следующим соотношением

где F усилие, развиваемое пружиной задания;
l перемещение чувствительного элемента;
Δl рабочий диапазон перемещения чувствительного элемента;
δ- относительная погрешность неравномерности расходной характеристики;
К коэффициент;
e основание натуральных логарифмов.

РИСУНКИ

Рисунок 1