Регулятор давления газа

 

О П И С А Н И Е ()922675

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Сееетсныи

Сециалнстнчесинк

Реслубл;.м (61) Дополнительное к авт. свид-ву М 752253 (51)М. Кл.

G 05 О 16/10 (22) Заявлено 210978 (21) 2656331у18-24

l с присоединени6м заявки М

Ввудирстввиный ианитвт

СССР по авлзы изабретеиий и иткрытий (23)ПриоритетОпубликовано 230482. Бюллетень М15 (53) УДК 621 646. .4(088.8) Дата опубликования описания 230482 (72) Автор изобретения

3.И.Савин (7!) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в различных отраслях промышленности и транспорта при понижении давления рабочей среды в пневматических систе1 5 мах.

По основному авт. св. к" 752253 из" вестен регулятор давления газа, со" держащий корпус с входной и выход- ной полостями, в котором установлен подпружиненный дросселирующий. клапан с толкателем, чувствительный эле" мент поршневого типа и пружина зада" ния, а также двухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени, торец меньшей ступени которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с подпоршневой по" лостью двухступенчатого полого поршня каналом с дросселем (1 1.

В известном регуляторе поршневой чувствительный элемент и двухступенчатый поршень размещены последова,тельно, один над другим. Это обусловливает заметные габаритные размеры известного устройства.

В известном регуляторе дросселирующий клапан размещен в поршневом . чувствительном элементе, подвод ra" за высокого давления организован к кольцевой наружной полости чувствительного элемента между двумя уплотнительными манжетами. Наличие двух уплотнительных поясков на чувствительном элементе известного регулятора обусловливает понижение точности работы (так как при этом увеличивается сила трения в подвижных частях регулятора) и et-o надежности.

Таким образом, недостатками известного регулятора являются сравнительно большие габаритные размеры, пониженная точность и надежность работы, которые обусловлены тем, что двухступенчатый поршень размещен вне чувствительного элемента (под ниь, 9226

25 они расположены .последовательно, а дросселирующий клапан размещен в чувствительном элементе.

Цель изобретения - повышение точности, надежности и уменьшения габа5 ритных размеров регулятора давления.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления газа в поршневом чувствительном элементе выполнена полость, в которой размещен двухступенчатый полый поршень.

На фиг. 1 и 2 схематично. представ лен регулятор давления газа,,продольный разрез.

Варианты регулятора на фиг. 1 и

2 отличаются друг от друга размещени ем нагружающей двухступенчатый полый поршень пружины. В корпусе 1 регулятора давления с выходной 2, выходной 3 лопастями и седлом 4 размещен нагруженный рабс чей пружиной 5 посредством винта

6 и тарели 7 и выполненный в виде поршня чувствительный элемент 8.

Чувствительный элемент 8 взаимодействует с толкателем 9 нагруженного пружиной 10 дросселирующего клапана

11. Чувствительный элемент взаимодействует с толкателем 9 через нагруженный пружиной 12 двухступенчатый полый поршень 13, размещенный в выполненной внутри чувствйтельного элемента 8 и соосно ему полости 14. Полый поршень подпружинен пружиной 12 в сторону большей ступени и контактирует обращенной к (выходной) полости 15 регулятора торцевой поверхностью 16 меньшей ступени с толкателем

9 дросселирующего клапана 11.

Рабочая надпоршневая полость 17 большей ступени поршня 13 сообщена с полостью 15 регулятора каналом 18 с дроссельным устройством 19, которые могут быть выполнены как в дополнительном поршне 13, так и в чувствительном элементе 8. Нагружающая поршень 13 пружина 12 может быть размещена как в полости 14 между ступенями поршня и чувствительным элементом (фиг.l), так и в выходной полос" ти 15 между неподвижным седлом 4 и торцевой поверхностью 16 меньшей ступени полого поршня 13 (фиг.2) . Неуравновешенная по выходному давлению площадь поршня 13 и жесткость пружины 12 выбираются такими, при которых обеспечивается упругая установка дополнительного поршня во всем эксплуатационном диапазоне настройки выход

75 4 ного давления регулятора, Предварительное сжатие пружины 12 выбирается из расчета обеспечения необходимого минимального давления на выходе, выше которого полый поршень 13 реагирует на скорость изменения пониженного давления. Корпус 1 закрыт стаканом 20.

Регулятор давления газа работает следующим образом.

В исходном состоянии рабочая пружина 5 сжата винтом 6 через тарель 7.

Чувствительный элемент 8 под действием пружины 5 максимально опущен вниз и занимает крайнее положение ° Поршень13 пружиной 12 максимально поднят вверх и прижат к верхнему днищу полости 14 в чувствительном элементе 8. Дросселирующий клапан 11 пружиной 10 приведен в контакт с поверхностью 16 поршня 13 через толкатель 9. Между седлом 4 и клапаном 11 образована небольшая щель.

Газ высокого давления подводится к дросселирующему клапану 11 через входной клапан 2. В щели между клапаном 11 и седлом 4 газ дросселируется и поступает в полость 15, откуда через выходную полость 3 на выход редуктора. Так как между клапаном 11 и седлом 4 образовано минимальное проходное сечение, то давление газа на выходе регулятора повышается плавно.

Одновременно газ из полости 15, связанной с выходной полостью, по каналу 18 с дроссельным устройством 19 поступает в надпоршневую полость 17 больней ступени поршня 13. По мере повышения давления в полости l7 поршень 13 под действием давления газа в этой полости на неуравновешенную площадь поршня медленно и плавно опускается вниз. При этом он, воздействуя на шток 9, плавно перемещает вниз клапан 1l. Проходное сечение регулятора плавно увеличивается,что сопровождается также плавным дальнейшим повышением расхода через регулятор и давления в полости l5. При пе- . ремещении вниз поршня 13 пружина 12 сжимается. При установлении в полости 17 давления, равного давлению настройки, перемещение поршня 13 вниз прекращается, он находится в состоянии равновесия. Действие на поршень

l3 газа в полости 17 уравновешено действием пружины 12 и давления газа на поверхность 16 меньшей ступени поршня. По мере повышения давлеРегуллтор давления газа по авт.

cB. h" 752253, о т л и чающийс я тем, что, с целью повышения точ5 922675 6 (выходной) полости 15 чувст- ловливает более быстрое восстановлевительный элемент 8 под действием ние величины выходного давления. этого давления поднимается вверх. При установившемся режиме работы

При этом вверх поднимается поршень регулятора между силами, действующи13 и взаимодействующий с ним через s ми на поршни 8 и 13, устанавливается толкатель 9 клапана 11. В результа- динамическое равновесие, соответств> оте проходное сечение редуктора умень- щее раск ду газа. Если расход газа шается. Если выход иэ редуктора за- изменится, то новое равновесие наскрыт, то при давлении в выходной по- тупает при другой величине дросселилости, равном давлению настройки, 10 рующей щели. дросселирующий клапан 11 сядет на Предлагаемый редуктор давления имеседло 4, перекрыв поступление газа ет высокие динамические характеристина выход устройства. ки. В этом устройстве исключены резПри. отборе газа в объем эа pery- кие динамические забросы выходного лятором давления газа в полости 15 15 давления при резкой (например, через и сила его воздействия на чувстви- электропневмоклапан) подаче входного тельный элемент 8 и поршень 13. (на (высокого) давления газа. Это обусповерхность 16) уменьшается. Чувст- ловлено тем, что между клапаном и вительный элемент 8 и поршень 13 седлом регулятора при отсутствии давопускаются вниз, увеличивая величину. 20 ления среды образована минимальная щели между клапаном 11 и седлом 4. проходная щель.

Приток газа на выход регулятора уве- В предложенном регуляторе недостатличивается, давление в полости 15 ки известного регулятора исключены, восстанавливается. что достигнуто размещением двухступенТак как дроссельное устройство 19 2ъ чатого поршня в чувствительном элеменимеет большое гидравлическое сопро- те. Дросселирующий клапан размещен тивление, то изменение давления в последовательно под чувствительным (полости 15 в надпоршневую полость 17 элементом. При этом подвод газа еысо передается с запозданием, следствием кого давления происходит не через чего является перемещение (реакция) З0 чувствительный элемент, что дает возпоршня 13 в функции скорости измере- можность исключить один уплотнительния выходного давления. При резком ный поясок, обеспечивающий герметичуменьшении, например, выходного дав- ность в подвижном соединении. В этом ления (в полости 15) давление в по- случае трение в подвижных частях лости 17 не успеет выравняться и бу- з уменьшается, точность регулирования дет выше. На поршне 13 образуется пе- повышается. Исключение уплотнительнорепад давления, под деиствием которо- го пояска, уплотняющего подвижный стык го он опустится вниз.,Это перемещение высокого давления повысило надежность происходит относительно чувствитель- работы устройства в целом. Кроме того, ного элемента 8. Перемещения клапана gp оставшийся уплотнительный поясок на

11 складываются из перемещений чувст" чувствительном элементе не подвергавительного элемента 8 и поршня 13. ется действию высокого входного д»

Первыи иэ них вследствии инерционности ления, что также обуславливает повыплохо реагирует на быстрые изменения дав. шение точности и надежности работы ления на выходе,он реагирует только íà <> предложенного регулятора давления. статические (медленные) изменения выход Размещение двухступенчатого поршного давления„ Поршень 13, реаги- ня внутри чувствительного элемента рующий на скорость изменения выходно- заметно уменьшает габаритные размего давления, компенсирует эапаэдыва- ры (высоты} предложенного устройства, ние реакции чувствительного элемен- так как размвры дросселирующего клаSO пана несоизмеримо меньше размеров

При резком прекращении отбора га- двухступенчатого поршня> за в объем эа регулятором давление в полости 15 и сила его воздействия на поршень 8 и поршень 13 увеличивают- Формула изобретения ся. Последние перемещаются вверх, 5$ уменьшая зазор между клапаном 11 и седлом 4. Причем подъем вверх поршня

13 происходит более быстро. Это обус7 922675 ности, надежности и уменьшения габа-ритных размеров регулятора, в нейм в поршневом чувствительном элементе выполнена полость, в которой размещен двухступенчатый, полый поршень.

Ис точники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP

М 752253, кл. 6 05 0 16/10, 1978 (прототvn)