Регулятор давления газа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Colo 3 Советскнв

Соцналнстнческнк

Реслублнк iii932474 (61) Дополннтельное к авт. свнл-ву в 730368 (22)Заявлено 21.04.80 (21) 2911295/18-24 с прнсоелнненнем эаявк» М (23) Приорнтет

Опублнковано 30.05.82 бюллетень,ле 20

Дата олублнковання опнсання 30.05 .82 (51)М. Кл.

G 05 0 16/10

ЙвуАэуетвашЫ1 квинтет

СССР вв лелем язееРетеввй н еткф@ткй (53) УДК 621.646. .4(088.8) (72) Автор нзобретенмя

3.И.Савин (71) Заявнтель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1 изооретение относится к пневмо автоматике и может быть использовано в различных пневматических системах для понижения давления газа.

По основному авт. св. Ф 730368 известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и первым выходным каналами, регулирующий орган,. выполненный в виде подпружиненного первого полого поршня с седлом„ в котором расположен первый дросселируктций клапан, связанный первым штоком с чувствительным элемен том, выполненным в виде второго полого поршня с седлом, в котором установлен второй дроссепирующий кла пан связанный вторым штоком с регулирующим органом, а на наружной поверхности второго полого поршня выполнена кольцевая проточка, соединенная каналом с внутренней полостью второго палого поршня и с выполненным в корпусе вторым выходным каналом 11.

При повреждении уплотнителя дросселирующих клапанов давление э выходной полости регулятора повышается выше величины настройки, что снижает точность регулирования, Кроме

5 того, при работе регулятора в статическом режиме давление в выходной полости при повреждении уплотнителя дросселирующих клапанов или

10 уппотнительных манжет полых поршней повышается сверх допустимой величины, что при непринятии необходимых мер приводит к повреждению регулятора и выходу его из строя. Это снихсает

3$ надежность работы регулятора.

Цель изобретения — повышение точности и надежности регулятора давления газа.

Указанная цель достигается тем, что известный регулятор давления газа содержит пружину, первый и второй подпружиненные предохранительные клапаны, седла которых выполнены на торцовых поверхностях перво3 932

ro и второго полых поршней, с установленной между ними пружиной, в которых размещены первый и второй поршни с центральными отверстиями . и выполненными в них седлами первого и второго дросселирующих клапанов, в которых выполнены. каналы, связывающие полость выходного канала с входами первого и второго предохранительных клапанов.

Кроме того, конструктивные параметры первого и второго предохранительных клапанов удовлетворяют неравенству

"1 1"1 KЧ. 2

) э„"э1 где К„, К - коэффициенты жесткости пружин первого и второго предохранительных клапанов

11,, h — величины сжатия пружий первого и второго предохранительных клапанов;

F,,à — эффективные площади

91 первого и второго предохранительных клапанов соответственно.

При таком исполнении регулятора если по какой-либо причине поВышается выходное давление (это же давление будет и в надилапанных полостях), то срабатывают предохранительные кпапаны, и избыточное давление стравливается в дренажную магистраль.!

При указанном выборе конструктивных параметров предохранительных клапанов, последние начинают открываться при различных давлениях в выходной полости регулятора. Этим обеспечивается минимальное превышение выходного давления при срабатывании -предохранительных клапанов.

На чертеже представлен регулятор давления газа, разрез.

Регулятор давления газа содержит корпус 1 с входными 2 и 3 и вы. ходным 4 каналами. В корпусе размещены поршни 5 и 6, нагруженные навстречу друг другу пружинами 7и 8 посредством тарелей 9 и 10 и регулировочных винтов 11 и 12. На наружных цилиндрических поверхностях поршней 5 и 6 выполнены кольцевые проточки 13 и 14 соответственно между уплотнительными манжетами 15, 16 и 17, 18,Кольцевые проточки 13 и

14 с одной стороны сообщены соответ474 4 ственно с входными канапами 2 и 3, а с другой стороны каналами 19 и

20 сообщены с входными полостями

21 и 22 дросселирующих клапанов 23 и 24 нагруженных пружинами 25 и

26 и asäèìîäåéñòaóþùèõ между собой, толкателями 27 и 28. В полых поршнях подвижно размещены. полые поршни с центральными отверстиями и сед10 лами 29 и 30, между которыми установлена пружина (сжатия) 31. Корпус 1 закрыт стаканами 32 и 33.

В дросселирующих клапанах 23 и 24 выполнены соответственно каналы

34 и 35, сообщающие выходную полость

36 с входами первого и второго предохранительных клапанов (надклапанными полостями) 37 и 38 (в которых установлены пружины 25 и 26). В nog0 лых поршнях 5 и 6 со стороны полостей 37.и 38 выполнены отверстия

39 и 40 с седлами 41 и 42, перекрытыми с наружндй стороны предохранительными клапанами 43 и 44 с пружинами 45, и 46, вторые концы которых взаимодействуют с опорными тарелями 9 и 10 соответственно. В стаканах

32 и 33 выполнены каналы 47 и 48 соответственно.

Конструктивные параметры предо хранительных клапанов выбраны такими что выполняется неравенство

К 1 ц "Ь|} 4 э„"э

35 где К<, К вЂ” коэффициенты жесткости пружин 45 и 46 соответственно;

1 — величины сжатия пружин 45 и 46;

F F — эффективные площади кла91 92 панов 43 и 44 (площади; ограниченные седлами

41 и 42 соответственно).

Регулятор давления работает следу.е ющим образом.

В исходном положении пружины 7 и 45, 8 и 46 сжаты винтами 11 и

12 через опорные тарели 9 и 10 соответственно. Поршни 5 и 6 максимапь- .

50 но приближены друг к другу и находяся у упоров корпуса 1. Клапан 23 максимально поднят вверх, а клапан

24 максимально опущен вниз, седла

29 и 30 пружиной 31 разжаты и прижимаются к клапанам 24 и 23, разобщая выходную полость 36 от входных полостей 2 и 3. Клапаны 43 и 44 пружинами 45 и 46 прижаты к седлам 41 и

932474

10!

42, полости 37 и 38 разобщены от атмосферы.

Гаэ высокого давления через кла, паны 2и 3, проточки 13 и 14, каналы 19 и 20 подается в полости 21 и

22. Под действием силы давления в полостях 21 и 22 седла 29 и 30 отходят от клапанов 23 и 24 (сближаются между собой), сжимая пружину .31. Проходное сечение между клапаном 23 и седлом 29, между клапаном 24,и седлом 30 увеличивается. В образовавшихся щелях газ дросселируется, его давление понижается. Гаэ с пониженным давлением поступает в выходную полость 36. Давление в полости 36 повышается. Под действием этого давления поршень 5 поднимается вверх, а поршень 6 опускается вниз. Вместе с поршнем перемещаются и седла 29 и 30, при.этом величины проходных целей (между кла-. паном 23 и седлом 29 с одной стороны и между клапаном 24 и седлом 30 с другой стороны) уменьшаются. Одно временно газ низкого давления иэ полости 36 через каналы 34 и 35 поступает в полости 37 и 38 стре1 мясь оторвать клапан 43 и 44 от седла 4! и 42 соответственно. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении в полости

36, называемом давлением настройки в статике, клапаны 23 и 24 герметично перекрывают седла 29 и 30 равобщая входные полости от выход- . ной полости.

При обработке газа в объем эа регулятором выходное давление и сила его .воздействия на поршни 5 и 6 снижаются. Это приводит к опусканию .первого поршня и подъему вверх второго поршня, в результате чего клапаны 23 и 24 открываются и газ дросселируется в образовавшихся щелях между клапанами и их седлами. Давление в полости 36 снова повышается и при некотором его значении между . силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при других величинах дросселирующих щелей.

При повышении давления в полости

36 вьппе давления настройки поршни

5 и 6 расходятся настолько, что клапаны 23 и 24 перекрывают каналы ee-6 дел 29 и 30, разобщая полости высокого давления от полости низкого давления. При черезмерном повышении выходного давления, что может имепь место при повреждении уплотнительных манжет 16 и 17, уплотнительных поясков седел 29 и 30 и .уплотнителей клапанов 23 и 24, поршни 5 и 6 доходят до упора стаканов 33 и 32 и останавливаются. При дальнейшем повышении давления открываются предохранительные кпапаны 43 и 44, сжимая свои прупмны 45 и 46. Избыточное давление газа из полости 36 по каналам

34 и 35 через полости 37 и 38, каналы

39 и 40, 48 и 47 сбрасывается в атмос-

Феру. Отличия конструктивных параметров предохранительных клапанов 43 и 44 обусловливают различные их.давZp ления начала срабатывания так как

Э величина является давлением начала открйтия клапана. При небольшом превышении давления в выходной полости регулятора сначала открывается

25 один предохранительный клапан, у которого величина меньше. При восК 11

Fà становлении требуемого давления в выходной полости регулятора сработавший предохранительный клапан под дей50 ствием своей пружины садится на свое седло, разобщая предохраняемую систему от атмосферы. Если же при включении одного предохранительного клапана давление на выходе регулятора повышается (что имеет место при большой негерметичности, когда один клапан предохранителыьпт и не обеспечивает необходимого сброса газа), то открывается и другой предохрани40 тельный клапан (y которого Величина К"И больше) . Так через оба включенР ные клапаны обеспечивается необходимый сброс избыточного давления газа.

Поочередное включение предохранительных клапанов обусловливает более высокую точность поддержания выходного давления, так как при этом

50 открытие дренажных каналов прОисходит в большей степени, чем увеличение давления в предохраняемой системе. Иными словами, одинаковое с известными предохранительными клапанами (или несколькими предохрани55 тельными клапанами с, одинаковой на-. стройкой) открытие в предлагаемом решении достигается при меньшем превьппении давления в системе.

/ 932474 8

Перенастройка предохранительных и выполненными в них седлами первоклапанов приизменении настройки регуля- .ro и второго дроссепирующих кпапатора винтами 1 и 12 осуществляет- нов, в которых выполнены каналы, ся автоматически; увеличивается дав- связывающие полость выходного каналение настройки регулятора — увели- ла -с входами первого и второго пре- . чивается и давление срабатывания пре- дохраннтельных кпапанов. дохранительных клапанов, и наоборот. 2. Регулятор по п. 1, о т л и—

Установка на поршнях регулятора ч а ю шийся тем, что конструкдавления предохранительных клапанов тивные параметры пЕрвого и второго повышает точность и надежность регу- 10 предохранительных клапанов удовлетлятора давления газа. воряют неравенству

Регулятор обеспечивает резерви- К Ъ к ь рование подачи газа высокого давле Э.

} ния, что также обусловливает повы- 1 шение надежности его работы. 15 где К„, К,7 — коэффициенты жесткости пружин первого и второго предохранительФормула изобретения ных клапанов;

h, h о - величины сжатия пружин

20 первого и второго предохранительных клала нов.

Г F — эффективные площади пер 1 9,й вого и второго предо2$ хранительных клапанов соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l . Авторское свидетепьство СССР зо 1! 730368, кл. G 05 0 16/10, !978 (прототип), 1. Регулятор давления газа по авт. св. Ф 730368, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулятора, он содержит пружину, первый и второй подпружиненные предохранительные клапаны, седла которых выполнены на торцовых поверхностях первого и второго полых поршней, с установленной между ними пружиной, в которых размещены первый и.второй поршни с центральными отверстиями