Регулятор давления газа

 

О П И С А Н И Е ()987596

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополнительное к авт. свид-ву в 752253

{51)М. Кл. (22) Заявлено 25, 05. 81 (И ) 3292141/18 2

С 05 0 16/10 с присоединением заявки J4 (23) ПриоритетГееудлрствеевй кемлтет

СССР во делам изобретений и еткрытий

Опубликовано 07.01. 83. Бюллетень М 1

Дата опубликования описания 07.01.83 (53) УД К.621. 646.

° 3(088.8) (72) Авторы изобретения

Э. И. Савин и В. А. Ленкевич (71) 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 системах.

По основному авт.св. У 752252 известен регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен подпружиненный дросселирующий клапан

1О с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задания. В корпусе установлен также двухступенчатый полый поршень, подпружиненный в сторону большей ступени, торец мень шей ступени которого связан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной. полости, соединенной с подпоршневой полостью двухступенчатого полого 2о поршня каналом с дросселем 1.1 ). . Недостатком известного регулятора является то, что в нем динамические характеристики улучшены в небольшом

2 диапазоне изменения выходного давления. Это видно из следующего. Пружина двухступенчатого поршня, реагирующего на резкие изменения парамет ров выходного потока газа, не регулируемая. Пружина задания регулируемая, изменением ее сжатия регулятор настраивается на необходимое давления на выходе. При этом сжатие пружины двухступенчатого поршня не изменяется. Это приводит к.тому, что совместная работа чувствительного элемента и двухступенчатого поршня происходит в узком диапазоне сжатия пружины задания (a узком диапазоне настройки выходного давления регулятора ). Это ухудшает динамические характеристики регулятора при работе его с настройкой на другое выходное давление.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик в широком диапазоне настройки регулятора.

3 9875

Указанная цель достигается тем, что регулятор давления rasa содержит установленный в выполненном в кор пусе осевом отверстии и в осевом резьбовом отверстии закрепленного .на корпусе стакана регулировочный винт с опорной тарелью, связанной с одним концом пружины, размещенной в полости двухступенчатого полого поршня, второй конец которой связан с опорным 1о элементом, закрепленным на торцовой поверхности большей ступени двухступенчатого полого поршня.

При таком исполнении представляется возможным изменять сжатие пружины !5 двухступенчатого поршня при изменении настройки регулятора, чем обеспечивается параллельная работа. двухступенчатого поршня и чувствительного элемента во всем диапазоне сжа- 2О тия пружины задания (во всем эксплуатационном диапазоне настройки регулятора). Это обуславливает улучшение динамических. характеристик регулятора давления в широком р5 диапазоне его настройки.

На чертеже показан регулятор давления газа, разрез. !

Регулятор давления газа содержит корпус 1 с входной 2 и выходной

3 полостями. В корпусе размещен нагруженный регулируемой винтом 4 через тарель 5 пружиной 6 задания чувст. вительный элемент 7 поршневого типа (поршень), в котором выполнено седло 35

8 и центральное гнездо 9, сообщенное каналами 10 с выполненной на наруж-.. ной поверхности элемента между его уплотнительными поясками 11 и 12 коль цевой проточкой 13, полость которой связана с входной полостью 2.

В центральном гнезде 9 чувствительного элемента 7 размещен дросселирующий клапан 14 с пружиной 15 и толкателем 16, проходящим через ка- "5 нал 17 седла 8. В корпусе 1 размещен двухступенчатый полый поршень 18, нагруженный в сторону большей ступени пружиной 19 и взаимодействующий обращенным к выходной полости 3 50 торцом 20 меньшей ступени с толкателем 16 дросселирующего 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 двуступенчатом поршне 18, так и в корпусе 1. Корпус 1 закрыт стаканом 24, 96 ф

Пружина 19 двухступенчатого поршня 18 размещена внутри поршня (в полости 21) и взаимодействует с одной стороны с опорным элементом 25, жестко связанным с торцовой поверхностью ,большей ступени поршня 18, а с другой стороны — с опорной тарелью 26, выполненной заодно с.регулировочным винтом 27, выходящим наружу через отверстие 28 в опорном элементе 25 и через отверстие с уплотнителем 29 в корпусе .1 и сопряженным с установленным в осевом резьбовом отверстии 30 стаканом 31, закрепленным на корпусе.

Регулятор работает следующим образом.

В исходном состоянии пружина 6 сжата через тарель 5 регулировочном винтом 4. Поршень 7 пружиной 6 максимально опущен вниз. Пружина 19 сжата при помощи регулировочного винта 27 через тариель 26. Поршень 18 пружиной 19 прижат к днищу корпуса и занимает крайнее нижнее положение.. Дросселирующий клапан 14 под действием пружины 15 приводится в контакт толкателем 16 с поршнем 18 между клапаном и седлом 8 имеется небольшая щель.

Газ высокого давления подается к входной полости 2, откуда через кольцевую проточку 13, каналы 10 посту, пает к дросселирующему клапану 14.

Газ в щели между клапаном 14 и седлом 8 дросселируется и по каналу 17 поступает в выходную полость 3. Неэ— начительная начальная щель между клапаном 14 и седлом 8 обуславливает плавность повышения давления в выходной полости, Газ из выходной полости

3 по каналу 22 через дроссель 23 пос. тупает в подпоршневую полость 21 поршня 18. Дроссель 23 обуславливает еще 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 толкатель 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 регулятора увеличивается также плавно, По мере повышения давления в

9875 выходной полости 3 чувствительный элемент 7 поднимается вверх, сжимая пружину 6. При этом проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8 уменьшается. Если выход иэ регулято- 5 ра закрыт, то при определенном давлении в выходной полости 3 (давлении настройки ) клапан 14 перекрывает канал 17 седла 8. Поршень 18 под действием давления газа в полости 21 на уравновешенную 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 снижается. 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 регулятор 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 перемещению клапана 14 через толкатель 16 30 (изменение проходного сечения), компенсирующему резкие изменения выходного давления. Так при резком увеличении расхода газа через регулятор давление в полости 3 уменьшается.з5

Давление в полости 21 остается прежним. Под действием этого давления поршень 18 поднимается вверх, поднимая вверх и клапан 14. Величина дросселирующей щели увеличивается за 40 счет перемещения поршня 18, компенсируя обусловленное трением и инерционностью запоздание в перемещении поршня 7. (45

При резкомуменьшении расхода через регулятор он работает аналогично, только перемещения поршней 7 и

18 обуславливает резкое уменьшение дросселирующей щели между клапаном

14 и седлом 8.

По мере восстановления величины выходного давления в поЛости 3 при изменении расхода газа поршень 18 (за счет выравнивания давления в полостях 3 и 21) занимает прежнее поло55 жение. Между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамические равнове96 6 сие, соответствующее определенному расходу газа через регулятор.

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

Изменение настройки регулятора осуществляется изменением сжатия пружины 6 винтом 4 через тарель 5.

При этом соответствующим образом изменяется сжатие пружины 19 винтом 27 чем достигается одновременная работа чувствительного элемента 7 и двух" ступенчатого поршня 18 регулирования выходного давления.

Если, например, необходимо уменьшить давление на выходе регулятора

1,давление настройки ), то вращают винт

4 таким образом, чтобы пружина 6 расслаблялась. При этом давление настройки уменьшается. Чтобы это давление (его величина будет и в полости

21 ) могло преодолеть со стороны полости 21 силу пружины 19 и тем самым обеспечить участие в регулировании выходного давления двухступенчатого поршня 18, необходимо ослабить эту пружину, Расслабление пружины 19 достигается соответствующим вращением винта 27, который при этом поднимается вверх вместе с тарелью 26.

Пружина 19 расслабляется настолько, что сила уменьшенного давления e полостях 3 и 21 способна преодолеть через опорный элемент 25 силу пружины 19. Поршень 18 при этом участвует в работе регулятора.

При повышении давления настройки сжимаются пружины 6 и 19 винтами

4 и 27 соответственно. Сжатие пружины 6 обуславливает повышение давления в выходной полости 3. Сжатие пружины

19 обеспечивает участие в работе двухступенчатого поршня 18 при настроечном номинальном ) давлении в вы" ходной полости регулятора. Обеспечение возможности регулирования величины сжатия пружины 19 исключает полное смыкание витков этой пружины и выключение иэ работы поршня 18 при малом предварительном сжатии пружины и высоком настроечном (выходном )дав-. пении регулятора. Возможностью регулирования пружины 19 исключается также неучастие в работе двухступенчатого поршня 18 при большом предварительном сжатии этой пружины и низком настроечном давлении, при ко-.

987596 тором сила этого давления со стороны полости 21 не смогла бы преодолеть силу пружины 19 и поднять пор- . шень 18 вверх. Поршень был бы все время в крайнем нижнем положении и s не участвовал бы в работе.

Предлагаемый регулятор давления газа исключает. резкие забросы выходного давления при резкой подаче давления газа на вход устройства, обеспечивает высокую плавность повышения давления на выходе при резком, например от злектропневмоклапана, noc" туплении газа на вход. Регулятор имеет два чувствительных элемента - nop- з шень 7 и поршень 18, первый из которых реагирует на статическое изменение выходного давления, а второййа скорость изменения низкого давле-. ния. Это обуславливает высокую чувствительность регулятора и высокую точность регулирования, причем эти свойства обеспечены во всем диапазоне настройки регулятора. В регуляторе существенно ограничена возможность колебаний давления газа и на выходе, а также повышена устойчивость его к автоколебаниям.

Формула изобретения

Регулятор давления газа по авт. св. У 752253, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик регулятора в широком диапазоне его настройки он содержит установленный в выполненном в .корпусе осе вом отверстии и в осевом резьбовом отверстии закрепленного на корпусе стакана регулировочный винт с опорной тарелью, связанной с одним концом пружины, размещенной в полости двухступенчатого полого поршня, второй конец которой связан с опорным элементом, закрепленным на торцовой поверхности большей ступени двухступенчастого полого поршня.

Источники информа! ии, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

N 752253, кл. G 05 l3 16/10, 1978 (прототип). !