Регулятор давления газа
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик рщ 746461 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110478 (21) 2603280/18-24 (51)М. Кл.,С 05 0 16/10 с присоединением заявки ¹. Государственный комитет
СССР по делам изобретений и отирытий (23) Приоритет—
Опубликовано 070780. Бюллетень № 25 (53) УДК 621.646. .4(088.8) Дата опубликования описания 070780 (72) Автор изобретения
Э.И,Савин (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА
Изобретение относится к системам регулирования неэлектрических величин.
Известен регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выхбдным каналами, и дросселирующий кла- . пан, связанный штоком с чувствительным элементом (1).
Недостатком этого регулятора являЕтся невысокая точность регулирования при больших выходных давлениях и расходах газа.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности являет- 5 ся регулятор давления газа содержащий корпус с входным и выходным каналами, регулирующий орган, выполнен ный в виде подпружиненного полого поршня с седлом, в котором расположен дросселирующий клапан, связанный штоком с чув.ствительным элементом(2) Недостаток известного регулятора давления газа является невысокая то1-25 ность за счет наличия лишь одного дросселнрующего клапана, кроме того, известный регулятор давления обеспе» чивает одновременное получение на выходе только одной величины понижен-gp ного давления, что, сужает его функциональные воэможности.
Цель изобретения — повышение точ ности и расширение функциональных возможностей регулятора.
Поставленная цель достигается теь, что в нем чувствительный элемент выполнен в виде второго полого йоршня с седлом, в котором установлен вторбй дросселирующий клапан, связанный вторым штоком с регулирующим органоз4, а на наружной поверхности второго, полого поршня выполнена кольцевая протбчка, соединенная каналом с внутренней полостью второго полого порш» ня и с выполненным в корпусе вторым выходным каналам.
При таком исполнении регулятор обеспечивает две ступени дросселирования газа. Первая ступень дросселирования газа выполняется первым дросселирующим клапаном. Редуцировайное этим клапаном давление поступает в первый выходной канал регулято ра и одновременно на вход второго дросселирующего клапана, на котором осуществляется вторая ступень редуцирования давления, которое подается во второй выходной канал устройства
746461
Так как на втором клапане дросселиро ваиие газа производится с меньшего давления (c редуцированного первым клапаном давления), то давление на втором выходе регулятора будет ниже, .чем давление среды в первом выходном канале. Этим достигается получение одновременно двух значений пониженного давлчия рабочей среды, что .озволяет расширить функциональные возможности регулятора.
Так как на вход нторого дросселирующего клапана поступает стабилизйрованное данление (после первого дросселирующего клапана), то точност понижения давления во втором выходном канале будет существенно повышена, Вместе с тем датчиками давления (чувствительными элементами) обоих дросселирующих клапанов являются одни и те же элементы (выполненные в виде полых поршней регулирующий орган и чувствительный элемент).
На чертеже представлен описываемый газовый редуктор, продольный разрез.
Регулятор давления газа состоит из корпуса 1 с входным 2, первым 3 и вторым 4 выходными каналами. Корпус закрыт стаканами 5 и 6, в которые ввернуты соответственно регулировочные винты 7 и 8, взаимодействующие через тарели 9 и 10 с пружинами 11 и 12, вторые концы которых опираются на регулирующий орган 13 и чунствнтельный элемент 14. Во внутренней полости 15 регулирующего органа 13 раз-.. мещен первый дросселирующий клапан
16 с первым штоком 17, взаимодействующим через кронштейн 18 с чувствитель ным элементом 14. Внутренияя полость
15 каналами 19 сообщена с полостью кольцевой проточки 20 на наружной поверхности регулирующего органа 13 между его уплотнительными поясами 21.
Полость кольцевой проточки 20 сообщена с полостью входного канала 2. В чувствительном элементе 14 выполнена. внутренняя полость 22, н которой установлен второй дросселирующий клапан 23 с пружиной 24 и вторым штоком
25, проходящим в канале 26 седла 27 и взаимодействующим через кронштейн
ZU с регулирующим органом 13, Внутренняя полость 22 каналами
29 сообщена с полостью кольцевой про. точки 30 на наружной поверхности чувствительного элемента между уплотнительными манжетами 31. Полость кольцевой проточки 30 сообщена с полостью второго выходного канала 4. IIoлость низкого давления 32 между регулирующим органом 13 и чувствительным элементом 14 сообщена с полостью первого выходного канала 3.
Регулятор давления работает следующим образом.
В исходном положении пружины 11 и 12 сжаты соответственно винтами
7 и 8 через тарели 9 и 10, Регулирующий орган 13 и чувствктельный элемент 14 занимают соответственно крайнее нижнее и крайнее верхнее положение у упора корпуса 1.
Первый и второй дросселирующие клапаны 16 и 23 кронштейнами 18 и
28 отжаты от своих седел. Полость входного канала 2 через кольцевую проточку 20, каналы 19, щель между первым дросселирующим клапаном 16 и регулирующим органом 13 сообщена с полостью 32 низкого данления, которая, н свою очередь, сообщена с по.-. лостью первого выходного канала 3 и через канал 26, цель между вторым
15 дросселирующим клапаном 23 и седлом
5 27, канал 29 и кольцевую проточку 30 с полостью второго выходного канала 4.
Газ высокого давления подается через входной канал 2, проточку 20, каналы 19 и полость 32 низкого давле-. ния, откуда газ поступает в первый выходной канал 3. В щели между первым"дросселирующим клапаном 16 и регулирующим органом 13 происходит дросселиронание газа, его давление
25 понижается. Газ под низким давлением из полости 32 поступает н первый выходной канал 3, Одновременно газ из полости 32 по каналу 26, через затор между седлом 27 и вторым дросселирующим клапаном 23, по каналам 29 и 30 поступает во второй выходной канал 4.
В дросселирующей щели между седлом
27 и вторым дросселирующим клапаном
23 происходит также дросселирование
З5 газа, поступающего из полости 32. Во втором выходном канале 4 давление газа ниже, чем в полости 32 . Данление н полости 32 на регулирующий орган
13 и чувствительный элемент 14 уравновешивает усилия пружин 11 и 12 °
Давление в полости низкого давления
32 (данление в первом выходном кана- ле 3) повышается. По мере повышения выходного давления регулирующий орган 13 перемещается вверх, сжимая пружину 11, а чувствительный элемент
14 перемещается вниз, сжимая пружину
12. При этом кронштейн 28 перемещается вверх, а второй дросселирующий клапан 23 под воздействием пружины
5О 24 перемещается вверх, уменьшая проходное сечение приближением к седлу, 27. Кронштейн 18 опускается вниз, и клапан 16 под воздействием входного давления в полости 15 перемещается вниз, уменьшая величину дросселирующей щели. Если выходные каналы закрыты, то при определенных давлениях (давлениях настройки) в полостях выходных каналов 3 и 4 дросселирующие клапаны 16 и 23 герметично перекроют
60 каналы своих седл.
При отборе газа в объеме за регу- лятором через перный выходной канал 3 -давление в полости 32 и сила его воздействия на регулирующий орган
65 13 и чувствительный элемент 14 сни746461 жаются. Это приводит к подъему вверх; регулирующего органа 13 и вниз чувствительного элемента 14, что приведет к открытию дросселирующих клапа; нов 16 и 23 и дросселирующего газа в образовавшихся щелях между этими клапанами и уплотняющими кромками седла регулирующего органа 13 и седла 27. Давление в выходной полости снова повышается и при некотором
его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа через первый выходной канал 3. Если расход газа изменяется 15 то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.
При отборе газа в объеме за регулятором через второй выходной канал 4 давление в полости 22 и сила его воздействия на второй дросселирующий клапан 23 снижаются. Это приведет к опусканию второго дросселирующего клапана 23 вниз (открытию его) и дросселированию газа в образовавшейся щели между дросселирующим клапаном и ?5 седлом 27. Приток рабочей среды во второй выходной канал 4 компенсирует отбор газа за регулятором. Дросселирование газа в зазоре между вторым дросселирующим клапаном 23 и седлом 30
27 приведет к понижению давления в пол сти 32 низкого давления, что, в свою очередь, обусловливает перемещение вниз регулирующего бргана 13 и вверх чувствительного элемента 14. Я
Между первым дросселирующим клапаном
16 и регулирующим органом 13 образуется цель, в которой газ будет дросселироваться, поступая из- входного канала 2 в полость 32. Давление в полости 32 повышается и при некотором о 40 его значении между силами, действую" шими на подвижную систему редуктора, установится динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа через второй выходной канал 45
4. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующих щелей между клапанами 16 и 23 и седлом регулирующего органа 13 и седлом 27 соответственно
Входным давлением для второго дросселирующего клапана 23 является низкое давление в полости 32.
Это определяет более низкое давление в полости второго выходного канала 4.
Статическая точность работы второй ступени стабилизации давления, уэлоМ дросселирования которой является второй дросселирующий клапан 23, существенно зависит от стабильности входно- О
ro давления.
В предлагаемом регуляторе входныМ давлением для второй ступени дросселирования является низкое давление в полости 32, которое поддерживается с". 65 высокой точностью совместным и суммарным воздействием на первый дросселирующий клапан 16 регулирующего органа 13 и чувствительного элемента 14.
Повышение стабильности давления на входе во вторую ступень дросселирования(в полости 32) обуславливает высокую .точность поддержания требуемой величины давления во втором выходном канале 4. Чувствительными органами, реагирующими на изменение выходного давления (в выходных каналах 3 и 4) или расхода, для обоих ступеней дросселирования является одни и те же элементы — регулирующий орган 13 и чувствительный элемент .14, Это свидетельствует о том, что в описываемом редукторе обе ступени стабилизации решают общие задачи и обеспечивают получение общего результата.
При одновременном отборе газа из выходных каналов 3 и 4 редуктор работает аналогично работе при отборе газа во второй выходной канал 4.
Настройка редуктора давления газа на требуемое давление на выходе производится регулировочными винтами 7 и 8. При вворачивании этих винтов давление в выходных каналах 3 и 4 регулятора повышается и наоборот, Предлагаемый регулятор давлення газа обеспечивает возможность одновременного получения двух значений выходного низкого давления рабочей среды. Это расширяет функциональные воэможности устройства, так как позволяет использовать его в системах, в которых требуется различное давление газа. Стабилизация давления на входе во вторую ступень дросселирбва. 1 ния газа позволяет существенно повысить точность поддержания выходного давления во втором выходном канале 4.
Формула изобретения
Регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и первым выходным каналами, регулирующий орган, вы" полненный в. виде подпружиненного первого полого поршня c седлом, в котором расположен первый дросселирующий клапан, связанный,первым штоком с чувствительным элементом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью йовышения точности и расширения функциональных воэможностей регулятора, в нем чувствительный элемент выполнен в виде второго полого поршня с седлом, в котором установлен второй дросселирующий клапан, связанный вторым штоком с регулирующим органом, а иа на-: ружной поверхности второго полого поршня выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с внутренней "полостью второго полого поршня и с вы-!
746461
ЦНИИПИ Заказ 4102/16 Тираж 956 Подписное
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,4 полнеииым в корпусе вторым выходным каналом. цсточиики ийФормации, примятые во внимание при экспертизе:
1, Авторское свидетельство СССР
Р 213434, кл. G 05 D 16/10, 1966.
2. Авторское свидетельство :СССР
Р 590715, кл. G 05 D 16/10, 1976 (прототип}, Ф !
Ф
23
2ф
