Регулятор давления газа
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<о855624 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 123.1,79 (21) 284074 7/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 150881. Ьюллетеиь ЙЯ 30 511М. Кл.
G D 16/06
Государствеииый комитет
СССР яо делам изобретений и открытий (ЗЗ) УДК 621.646.3 (088.8) Дата опубликования описания 150581 (72) Автор изобретения
В.Г. Жуков (7 3 ) 3a яв итель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА
Изобретение относится к клапанномембранной технике управления газовыми потоками и может быть использовано при отборе и подготовке проб для газового анализа в химической и других отраслях промышленности.
Известен регулятор давления, содержащий нажимной винт, задающую пружину, мембрану, иа которую опирается задающая пружина, регулирующее сопло, которое перекрывается этой мембраной, подпружиненный клапан питания, дросcàëü, вход которого соединен с каналом питания, а выход-с регулирующим соплом, мембрану, управляемую давлением, образующимся в канале между дросселем и регулирующим соплом, и перемещающую клапан питания, канал выхода, соединенный с проточной ка.мерой регулирующего:сопла и проточной камерой клапана, и сопло, соединяющее канал выхода с атмосферой (1).
Недостатком этого регулятора яв ляется сложность конструкции.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является задатчик давления, содержащий установленные в корпусе мембрану, жесткий центр которой связан с пружиной задания, сопло, заслонка которого установлена на жестком центре мембраны, а камера между соплом и мембраной соединена с выходным каналом и через дроссель — с каналом питания.
В корпусе его установлены перегородка с отверстием, в котором расположено сопло и трубчатая пружина, соединенная с соплом и атмосферой, на
30 сопле выполнен кольцевой упор-клапан, а камера, в которой расположена трубчатая пружина, подключена к каналу питания (2)..
Недостатком данного задатчика является пониженная стабильность под1э держания заданного давления воздуха или другого газа.
Цель изобретения — повышение точности регулятора. указанная цель достигается тем, что регулятор давления газа, содержащий корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде первой мембраны, жесткий центр которой связан с пружиной задания, регулируккяий орган типа соп ло-заслонка, дроссель и упор, содержит вторую мембрану с жесткйм центром, на котором установлена заслонка и упор, связанный с первой
30 мембраной, расположенный в полости
855624 равенства 50 усилие пружины 2 задания; давление в камере 11; эффективная площадь мембраны 3; давление в камере 12; эффективная площадь мембраны 6; усилие пружины 7; реакция сопла 5. где Я„
Р„
Fg ф
Р
55
О пр:1
Я, Влиянием упругих сил мембраны 3 и 6 ввиду их малых перемещений можно пренебречь. 45 между первой мембраной и второй мембраной, связанной через дроссель с полостью, образованной второй мембраной и корпусом.
На чертеже изображена схема предлагаемого регулятора давления газа.
Регулятор содержит нажимной винт 1 пружину 2 задания, первую мембрану
3, жесткий цент 4 мембраны, сопло 5, вторую мембрану 6, пружину 7, заслонку 8, УпоР 9 дроссель 10, камеры 11 и 12, расположенные в корпусе 13.
Сопло 5 и заслонка 8 образуют регулирующий орган типа сопло-заслонка .
Регулятор давления газа работает следующим образом. 15
Газовый поток., давление которого нужно поддерживать в заданном значении в кювете газоанализатора, попадает в камеру 11 и через дроссель 10 в камеру 12. Иэ камеры 12 гаэ сбра- 20 сывается через сопло 5 в зону атмосферного давления. При этом за счет наличия дросселя 10 на мембране б образуется перепад давлений, создающий усилие К, приложенное к центру мембраны б. В результате действия этого усилия заслонка 8 опирается на правый (по чертежу) край сопла 5 и в таком положении происходит работа самого узла соплозаслонка . При этом если расход l àэа увеличивается, то угол, поворота заслонки вокруг точки касания также
Увеличивается. В результате действия рычажной системы усилие К создает противоположное ему усилие М, приложенное к жесткому центру 4 в точке касания упора 9 к жесткому центру 4.
Для простоты рассуждения предположим, что соотношения плечей этой рычажной системы равны. Тогда усилие М 40 равно усилию К.
Таким образом, эа счет наличия дросселя 10 на мембране 6 образуется перепад давлений, создающий усилие, действующее в сторону открытия сопла 5. Усилие М учитывается в общем балансе сил, действующем на мембрану 3. Мембрана 3 находится в равновесии при соблюдении следующего
При изменении расхода газа, например при его увеличении, уравнение равновесия мембраны 3 примет вид
Я + b q -- л <>i(P«- Р -Ь л 13ь )пР,q-gg
1, Ю где Ь Q — приращение усилия пружияр. 1 ны в результате перемещения заслонки 8 (поворота по часовой стрелке в соответствии с чертежом);
А P — понижение давления в каИ мере 12 в результате увеличения перепада давлений на дросселе 10.
Изменением усилия пружины 7 можно пренебречь, так как усилие пружины
7 значительно (в 20-30 раэ) меньше усилия пружины 2 задания. Пружина 7 служит лишь для преодоления реакции сопла 5.
Уравнение .(2) можно преобразовать следующим образом
@pp.,. . .ð;-Рлл, (ри-P a) 6+ "л "ь .р. Ъб
М
Как, видно иэ уравнения (3) увеличение усилия сжатия пружины 2 задания (появление слагаемого h Я„р )компенсируется противоположным усилием, возникающим в результате увеличения перепада на мембране б (появление слагаемого h.Є Ã, ).
При соблюдении равенства Я„ ь.Р„ - F появление погрешностй стабилиэаций давления, связанной с из менением расхода газа через кювету гаэоаналиэатора сведено к минимуму.
Для соблюдения этого равенства необходимо подобрать проводимость дросселя 10 так, что при увеличении сжатия пружины 2 задания возникает необходимое компенсирующее усилие М, появляющееся в результате возникновения перепада давлений на мембра,не б.
Предлагаемое устройство целесообразно испольэовать при разработке регуляторов абсолютного давления газа для газоанализаторов концентрации кислорода. Кроме того, это устройствО обеспечивает высокую стабильность поддержания заданного давления газа. формула изобретения
Регулятор давления газа, содержащий корпус с. Установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде первой мембраны, жесткий центр которой связан с пружиной задания, регулирующий орган типа сопло-заслонка, дроссель и упор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, 855624 а
Составитель Л. Подшибнхин
Техред И.Табакович корректор В. Бутяга
Редактор Н. Иинко
Заказ 6906/67 Тираж 940 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 он содержит вторую мембрану с жестким центром, на котором установлена заслонка и упор, связанный с первой
I мембраной и расположенный в полости между первой мембраной и второй мембраной, свяэанной через дроссель с полостью, образованной второй мембраной и корпусом.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1 ° Авторское свидетельство СССР
9 488105 кл. G 01 Ь 27/00, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР и 525964, кл. G 05.D 16/18, 1974 (прототип) .
