Регулятор давления газа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (l t)75225$

Союз Соаетскик

Социалистическик

Республик (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 31.07.78 (21) 2653083/18-24 (5I )M. Кл.

G 05D 16/10 с присоединением заявки J%

Ппударстввнный камнтвт

СССР (23) П риоритет дЬ двяам нвебретеннй н вткрытнй

Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М28 (5 ) УЛК 621,646.,4(088. 8) Дата опубликования описания 02.08.80 (72) Автор изобретения

Э, И. Савин (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в различных отраслях промышленности и тран спорта при понижении давления рабочей среды в пневматических системах., Известен регулятор давления газа, состоящий из корпуса с входным и выходным каналами, седла, дросселирующего клапана, взаимодействующего с чувствительным элементом (1) .

Чувствительный элемент известного регулятора выполнен в виде поршня, инерционность которого и трение между ним и корпусом ухудшает динамические характе ристики устройства.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является регулятор давления газа, содержащий кор» пус с входной и выходной полостями, в котором установлен подпружиненный дрос селирующий клапан с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания (2).

Инерционность чувствительного элемента известного редуктора и трение его о корпус обусловливают его невысокие дйнамические свойства, состоящие в том,,что при резких изменениях расхода (или давления на выходе) поршень запаэды вает в соответствующем иэменении величины дросселирующей щели. В результате колебания давления t aaa на выходе увеличиваются и могут вызвать автоколебания редуктора.

Кроме того, при резкой подаче на вход известного редуктора давления газа возникает заброс (резкое повышение) выходного давления,. что также ухудшает динамические характеристики известного регулятора.

Uem изобретения - улучшение динамических характеристик регулятора давления газа.

Для достижения этой цели в нем в корпусе установлен двухступенчатый по лый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени-, торец меньшей ступе7522 ни которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с подпоршневой полостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем.

На фиг. 1 и 2 показан обший вид предлагаемого регулятора давления газа, продольный разрез; варианты регулятора на фиг. 1 и фиг. 2 отличаются друг от 10 друга размещением нагружаю цей двухступенчатый полый поршень пружины.

Регулятор давления газа содержит .корпус 1 с входной 2 и выходной 3 цо- 15 лостями. В корпусе размешен нагруженный регулируемой винтом 4 через тарель

5 пружиной 6 задания чувствительный элемент 7 поршневого типа (поршень), в котором выполнено седло 8 и централь- 20 ное гнездо 9, сообщенное каналами 10 с выполненной на наружной поверхности элемента между его уплотнительными поясками 11 и 12 кольцевой проточкой

13, полость которой связана с входной 25 полостью 2. В центральном гйезде 9 чувствительного элемента 7 размещен дросселирующий клапан 14 с пружиной

15 и толкателем 16, проходящим через канал 17 седла 8. В корпусе 1 разме- 30 шен двухступенчатый полый поршень 18, нагруженный в сторону большей ступени пружиной 19 и взаимодействующий обрапенной к выходной полости 3 торцом 20 меньшей ступени с толкателем 16 дрос- 35 селирующего клапана 14. Выходная полость 3 сообщена с подпоршневой полостью 21 каналом 22 с дросселем 23.

Канал 22 с дросселем 23 могут быть выполнены как в двухступенчатом порш- 40 не 18, так и в корпусе 1. Нагружающая поршень 18 пружина может быть размещена как в полости между ступенями поршня 18 и корпусом 1 (фиг. 1), так и в выходной полости 3 между чувстви- 45 тельным элементом 7 и торцом 20 поршня. 18 (фиг. 2). Корпус 1 закрыт стаканом 24.

Регулятор работает следующим обра50 эом.

B исходном состоянии пружина 6 сжата через тарель 5 регулировочным винтом 4. Поршень 7 пружиной 6 максимально опущен вниз. Поршень 18 пружиной 19 прижат к днищу корпуса и занимает край» нее нижнее положение. Нросселирующий клапан 14 под действием пружины 15 приведен в контакт толкателем 16 с

53 4 поршнем 18, между клапаном и седлом

8 имеется небольшая щель.

Газ высокого давления подается к входной полости 2, откуда он через кольцевую проточку 13, каналы 10 поступает к дросселирующему клапану 14. Газ в .цели между клапаном 14 и седлом 8 дросселируется и по каналу 17 поступает в выходную полость 3. Незначительная начальная щель между клапаном 14 и седлом 8 обусловливает плавность повышения давления в выходной полости. Газ из выходной полости 3 по каналу 22 через дроссель 23 поступает в подпоршневую полость 21 поршня 18. Дроссель

23 обусловливает епе более плавный рост давления в полости 21, Поршень

18 под действием давления в полости

21 постепенно поднимается вверх, сжимая пружину 19. Подъем поршня 18 приводит через топкатель 16 к подъему над седлом 8 дросселирующего клапана

14. Величина дросселирующей щели увеличивается, что приводит к дальнейшему повышению давления в выходной полости

3. Так как подъем поршня 18 вверх происходит плавно и медленно, то давление на выходе редуктора увеличивается также плавно. По мере повышения давления в выходной полости 3 чувствительный элемент 7 поднимаэтся вверх, сжимая пружину 6. При этом проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8 умень» шается. Если выход из редуктора закрыт, то при определенном давлении в выходной полости 3 (давлении настройки) клапан 14 перекроет канал 17 седла 8.

Поршень 18 под действием давления газа .в полости 21 на неуравновешенную площадь большей ступени поднят вверх и уравновешен усилием пружины 19.

При отборе газа в объем за. регулятором давление газа в полости 3 и сила его воздействия на поршень 7 снижаются, последний под действием пружины 6 опускается вниз, увеличивая проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8.

Приток газа на выход регулятора увеличивается, давление газа в полости 3, опять повышается. При резких изменениях расхода газа через редуктор давление в выходной полости изменяется резко. давление газа в подпоршневой полости 21 из-за дросселя 23 не успевает установиться равным : давлению в полости 3. Это приводит к дополнительному перемепению клапана 14 через толкатель 1 6 (изменение проходного сече5 7522 сия), компенсирующему резкие изменения выходного давления. Так при резком увеличении расхода газа через регулятор давление его в полости 3 резко уменьшается. давление же в полости 21 остается прежним. Под действием этого давления поршень 18 поднимается вверх, поднимая вверх и клапан 14. Величина дросселирующей щели увеличивается эа счет перемещения поршня 18, компенси- и руя обусловленное трением и инерционностью запоздание в перемещении поршня 7.

При резком уменьшении расхода через регулятор он работает аналогично, только перемещения поршней 7 и 18 обусловливают резкое уменьшение дросселирующей щели между клапаном 14 и седлом 8.

По мере восстановления величины вы« ходного давления в полости 3 при изменении расхода газа поршень 18 (за счет выравнивания давления в полостях

3 и 21) занимает прежнее положение.

Между силами, действующими на подвижную систему редуктора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа через регулятор. и Формула изобретения

Регулятор давпенйя газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, .в котором установлен подпружищ пенный дросселирующий клапан с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что, с целью

I улучшения динамических характеристик регулятора, в нем в корпусе установлен двухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени, торец меньшей ступени которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в вы-ходной полости, соединенной с подпоршневой полостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 504038, кл. (j 05 D 16/10, 1973.

2. Авторское свидетс: ьство СССР

М 501235, кл. Cj 05 Э 16/10, 1964. (прототип) .

При изменении расхода газа динамическое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.

Предлагаемый регулятор давления газа исключает резкие забросы выходного давления при резкой подаче давления газа на вход устройства, он обеспечивает высокую плавность повышения давления на выходе при резком, например от электропневмоклапана, поступлении газа

53 6 на вход. Описанный регулятор имеет два чувствительных элемента — поршень .7 и поршень 18, первый из которых,реагирует на статическое изменение выходного давления, а второй — на скорость изменения низкого давления. Это обусловливает высокую чувствительность регулятора и высокую точность регулирования, в этом регуляторе существенно ограничена возможность колебаний давления газа на выходе и повышена устойчивость его к автоколебаниям.