Регулятор давления газа

 

О П И С А Н И Е ()957180

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Co$97cKNx

Социалиетичесиин

Рес ублин (61) Дополнительное к авт. саид-ву Ю 896598 (22)Заявлено 30.03.81 (21) 3266647/ I8"24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)NL. Кл.

G 05 D 16/10

3Ьеудзретекнный камитет.СССР ео делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.09 82 Бюллетень М 33 (53) Я К 621 646 . 3 (088. 8) Дата опубликования описания 07. 09. 82 (72) Автор изобретения

Э. И. Савин .«« !

t (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к пневмоавтоматике, может быть использовано в . различных пневматических системах для понижения давления рабочей среды и поддержания величины пониженного давления с высокой точностью.

По основному авт. ce.. If 896598 известен регулятор давления газа, содержащий корпус с установленным в нем первым клапаном, связанным с первым чувствительным элементом, управляющая полость которого сообщена с выходом второго клапана, связанного с вторым чувствительным элементом, и пружину задания с регулировочным винтом. Регулятор содержит дроссельное устройство, вход второго клапана сообщен с выходом первого клапана, первый чувствительный элемент выполнен в виде двухступенчатого поршня, а полость, образованная торцом большей ступени, связанным с ним вторым чувствительным элементом и- корпусом, сообщена через дроссельное устройст-.

2 во с полостью между ступенями двухступенчатого поршня и корпусом, связанной с атмосферой (1) .

Недостатком известного устройства является повышение давления в выход- .

5 ной полости регулятора при повышении давления в управляющей полости. Последнее может быть следствием неисправности (негерметичности) второго клапана, в результате чего нарушает1О ся стабильность регулируемого давления и работа питаемой от регулятора пневмосистемы. Все это снижает надежность работы регулятора.

Целью изобретения является повышение точности регулятора давления газа.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор давления газа содержит подпружиненный третий клапан, связанный с вторым чувствительным элементом поршневого типа и уста. новленный в канале, выполненном в корпусе и сообщающем подпоршневую

957180 полость второго чувствительного элемента с атмосферой .

При таком исполнении регулятора избыточное давление из управляющей полости сбрасывается в атмосферу, 5 чем обеспечивается высокая стабильность управляющего давления, следствием чего будет высокое постоянство регулируемого давления, точность ре- . гулятора повысится.

На чертеже показан регулятор дав1ения газа.

Регулятор давления состоит из кор уса 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, в котором размещены силовой (основной) и настроечный (вспомогательный) редукторы, Силовой редуктор включает седло 4, нагруженный пружиной 5 первый клапан 6, взаимодействующий посредством толкателя 7 с первым20 чувствительным элементом 8.

В корпусе 1 со стороны выходной полости 24 настроечного редуктора (управляющей полости) выполнено дополнительное седло 31, канал 22 которого перекрыт третим клапаном 33, подпружиненным пружиной 34 через толкатель 35 с тарелью 36 и связанным посредством толкателя 37 с вторым чувствительным элементом 13. Толкатель 37 связан с поршнем 13 посредст. вом закрепленного в нем штифта 38, проходящего в продольном вырезе 39 толкателя.. Между штифтом 38 и верхней полкой выреза 39 образован зазор а.

Канал 32 сообщен с атмосферой через канал 29. Возможен и отдельный выход канала 32 в атмосферу.

Регулятор давления газа работает следующим образом.

В исходном положении пружина 16 задания сжата вийтом 14 через таНастроечный. редуктор включает седло 9, второй клапан 10 с пружиной

11, взаимодействующий толкателем 12 25 с вторым чувствительным элементом

13 поршневого типа, нагруженным посредством регулировочного винта 14 через опорную тарель 15 пружиной

16 задания. Выходная полость (выход первого клапана) t7 силового редукто. ра каналами 18 и 19 сообщена с вход ной полостью (входом второго клапана) 20 настроечного редуктора.

Первый чувствительный элемент 8 .35 силового редуктора выполнен в виде двухступенчатого поршня, торцовая поверхность меньшей ступени которого обращена к выходной полости 17 силового редуктора и взаимодействует с толкателем 7 первого клапана

6. Торцовая поверхность большей ступени поршня 8 обращена к второму чувствительному элементу 13 настроечного редуктора, взаимодействует с

45 ним посредством толкателя 21 и обра- зует с ним и стаканом 22 корпуса 1 пневмополость 23, сообщенную с выходной подпоршневой полостью 24 настроечного редуктора проточками 25, каналами 26 и через зазоры между вторым чувствительным элементом 13 и стаканом 22.

Пневмополость 23 сообщена через дроссельное устройство 27 с полостью

28 между ступенями поршня 8.и корпусом 1, Полость 28 каналом 29 сообщена с атмосферой. Корпус. регулятора давления закрыт стаканом 30. рель 15. Второй чувствительный элемент 13 опущен максимально вниз и упирается в стакан 22. Второй клапан 10 через толкатель 12 вторым .чувствительным элементом 13 максимально отжат от седла 9. Поршень 8 толкателем 21 опущен вниз и контактирует с толкателем 7 первого клапана 6, который с седлом 4 образует небольшой зазор, клапан 6 пружиной

5 поджимается вверх (к поршню 8 толкателем 7) . Относительная подвижность толкателя 37 (с третьим клапаном 33) обусловливается вели чиной .зазора а. Третий клапан 33 пружиной 34 прижат к седлу 31.

Газ высокого давления подводится через канал 2 к первому клапану

6. В зазоре между клапаном и седлом

4 газ дросселируется, его давление понижается. Газ пониженного давления поступает в выходную полость 17 силового редуктора и через канал 3 потребителю. Незначительная величина зазора между первым клапаном 6 и седлом 4 обусловливает плавность повышения давления на выходе устройства.

Одновременно гаэ по каналам 18 и

19 из полости 17 поступает во входную полость 20 настроечного редуктора. Из полости 20 газ по зазору между клапаном 10 и седлом 9 поступает в выходную полость 24 настроечного редуктора. Из полости 24 гаэ по проточкам .25 и каналам 26 поступает в пневмополость 23, Давление в полостях 17, 24 и 23 повышается, причем

5 9571 повышение давления 1в полости 23 отстает от повышения давления в полости 17. Это. приводит к тому, что в начальный момент повышения давления в полости 17 поршень 8 несколько под s нимается вверх, уменьшая щель между клапаном 6 и седлом 4.

Возможна и полная посадка клапана на седло. Однако по мере повышения давления в полостях 24 и 23 поршень 8 будет .плавно опускаться вниз, открывая клапан 6. При этом плавность повышения давления в полости 17 и выходном канале 3 будет еще выше.

По мере повышения давления в полостях 24 и 23 второй чувствительный элемент (поршень) 13 будет подниматься вверх, сжимая пружину задания 16, а поршень 8 будет опускать 20 ся вниз, увеличивая .проходное сече" ние между клапаном 6 и седлом 4.

Последнее обусловит увеличение притока газа в полость 17 и повышение в ней давления. Повышение давления в 2$ полостях 24 и 23 сопровождается подьемом вверх поршня 13 и уменьшением щели между вторым клапаном 10 и седлом 9.

При давлении в полостях 24 и 23,,30 равном давлению настройки вспомогательного (настроечного) редуктора, второй чувствительный элемент 13 поднимается настолько, что клапан 10 са . дится на седло 9, перекрыв его канал. Так как пневмополость 23 дроссель. ным устройством 27 сообщена с поло" стью 28 и дальше с атмосферой через канал 29, то полного перекрытия канала седла 9 вторым клапаном 10 не про- 4ю, изойдет, будет иметь место постоянное незначительное дросселирование газа вторым клапаном 10. Давление в полостях 24 и 23 будет поддерживаться постоянным. 45

По мере опускания вниз поршня 8 при повышении давления в полости 23 будет увеличиваться величина щели между первым клапаном 6 и седлом 4.

Давление в полости 17 при этом будет повышаться. Сила воздействия давления в полости 17 на торцовую поверхность меньшей ступени 8 будет увеличиваться. Под действием возрас" тающего давления в полости 17 пор.шень 8 будет подниматься вверх, сжимая газ в полостях 23 и 24.

Если выход из газового регулято" ра давления закрыт, при давлении

80 4 в полости 17, равном давлению наст- ройки устройства (силового редуктора), поршень 8 поднимается вверх настолько, что первый клапан 6 сядет на седло 4, перекрыв его канал, и разобщит входную 2 и выходную 3 полости регулятора. При подьеме вверх поршня 8 (при повышении давления в полости 17) и сжатии газа в полостях 23 и 24 сначала второй клапан

10 перекроет седло 9, и избыточное давление газа сбросится в атмосферу через дроссельное устройство 27, по. лость 28 и канал 29. При дальнейнем дренаже газа из полости 23 второй клапан 10 несколько откроется, компенсируя утечки через дроссельное устройство 27. Благодаря этому в полости 23 будет поддерживаться постоянное давление, жесткость нагружающей поршень 8 с стороны полости

23 пневмопружины равна нулю, что, обусловливает высокую точность понижения давления газа регулятором.

При отборе газа в объем за регулятором через канал 3 давление в по,лости 17 и сила его воздействия на чувствительный элемент 8 снижаются, Это приведет к опусканию вниз поршня 8, открытию первого клапана 6 и дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом. Давление в полости 17 снова повысится, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенное расходу газа. Если расход газа изменяется, новое равновесие наступает при другой величине щели между первым клапаном 6 и седлом 4.

При работе регулятора третий клапан 23 дополнительно к пружине 34 давлением в полости 24 прижимается к седлу 31, надежно перекрывая канал

32. Если по какой-либо причине давление в полостях 24 и 23 будет повышаться выше допустимого (что может иметь место при различных неисправностях, например, повреждения уплотнителя клапана 10), поршень 13 поднимет ся вверх настолько, что зазор а выберется и третий клапан 33 через толкатель 37 оторвется от седла 31, избыточное давление газа по каналам 32 и 29 сбросится из полостей 24 и 23 в атмосферу. При восстановлении необходимого давления в этйх полостях пор7 957180 шент 13 опустится вниз под действием пружины 16 задания, третий клапан 33 сядет на седло 31, прекратив сброс давления из управляющей полости регулятора. Этим обеспечивается высокое постоянство величины управляющего давления регулятора, что, в свою очередь, предотвращает повыше" ние давления на выходе устройства при неисправностях настроечного редукто- 10 ра. Точность и надежность работы регулятора давления повысилась.

На вход настроечного редуктора подается стабилизированное силовым редуктором давление газа. Это обуслов- IS ливает независимость управляющего давления силового редуктора от величины давления на входе, в результате чего точность понижения давления газа регулятором повышается, Это же, 2е обеспечивается также и тем, что жесткость пневмопружины первого чувствительного элемента равна нулю.

Предлагаемый регулятор имеет высо кие динамические характеристики. 8 25 нем выходное давление повышается плавно, при резкой подаче давления на вход отсутствуют динамические забросы выходного давления. Это обусловлено конструкцией регулятора, обеспечивающей минимальное начальное проходное сечение устройства и уменьшение его в начальный период работы.

Регулятор давления обеспечивает высокую производительность, что позволит ему заменить многие агрегатные редукторы давления.

Формула изобретения

Регулятор давления газа.по авт. св, N . 896598, отличающийся тем; что, с целью повышения его точности, он содержит подпружиненный третий клапан, связанный с вторым чувствительным элементом поршневого типа и установленный в канале, выполненном в корпусе и сообщающем подпоршневую полость второго чувствительного элемента с атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I, Авторское свидетельство СССР

У 896598, кл. G 05 D 16/10, 1980 (прототип). !

957180

Редактор Ar. Шандор

Заказ б597/36

22

Яб

2

2

l8

1Р

1f

/У

Составитель Л. Подшибихин

Техред М.Тепер Корректор Г Orap

Тираж 9111 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4