Регулятор давления газа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик

G 05 В 16/10 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР но аелам изобретений н открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621. 646. 3 (088. 8 ) Опубликовано 230183. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23.01.83 М ю

У

Ф

1

Г ъ1 с " (72) Авторы изобретения

3.И.Савин и В.A.Ëåíêåâè÷ (71) Заявитель (54 ) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА с первым клапаном, и второй клапан (2 1.

Недостатком известного регулятора является его относительно невысокая точность.

Цель изобретения — повышение точ ности регулятора давления газа. указанная цель достигается тем, что- регулятор давления газа, содержащий корпус с выходным и двумя вход- ными каналами, с установленным в нем первым чувствительным элементом, связанным с первым клапаном, и второй клапан, содержит второй чувствительный элемент, выполненный в вуде поршня, связанного с вторым клапаном, а первый чувствительный элемент выполнен в виде ступенчатого поршня, полость между ступенями которого и корпусом заполнена жидкостью и сообщена с надпоршневой полостью второго чувствительного элемента.

Конструктивные параметры регулятора связаны соотношением

F1 "1= где . и

Изобретение относится к пневмоав томатике, может найти применение в различных отраслях промышленности и транспорта для понижения давления газа, стабилизации величины пониженного давления и получения смесей различных газов с различными давлениями. Преимущественной областью применения редуктора является испытание ракетной и космической техники.

Известен редуктор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, подпружиненный клапан и чувствительный элемент с пружиной настройки, связанные между собой через шток 1).

Недостатком редуктора является то, что он имеет ограниченные функциональные возможности. Это следует из невозможности редуктором обеспечить получение смесей различных газов с требуемым:.давлением.

Йаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ре.дуктор давления газа, содержащий корпус с выходным и двумя входными каналами, с установленным в нем чувствительным элементом, связанным

F2 hz l площади большей ступени ступенчатого поршня и поршня соответственно;

991383

hÄ a h - величины подъемов над седлами первого и второго клапанов соответственно.

При таком исполнении редуктора подводимые к его клапанам разные газы дросселируются, их давление по. нижается. Пониженное давление газа поступает по) поршни редуктора, где разные газы смешиваются между собой, Давление смеси газов на выходе позы» шается, под действием которого первый чувствительный элемент и поршень поднимаются вверх, уменьшая проходные сечения клапанов. Так как жид; кость практически несжимаема, то поршни перемещаются однонременно, регулируя поступление обоих газов на выход редуктора. Различный начальный подъем клапанов над своими седлами обусловливает и различное соотношение газон на выходе редуктора. Выполнение соотношения F< h

F< ° h < обеспечйнает одновременную посадку клапанов на седла.

На чертеже показан газовый редуктор, разрез.

Редуктор давления газа состоит из корпуса 1 с первым входным 2 и выходным 3 каналами и седлом 4, первого клапана 5 с пружиной 6 и толкателем 7, контактирующим с первым чувствительным элементом 8 (поршнем), нагруженным посредством винта 9 через опорную тарель 10 пружиной 11 настройки. Корпус 1 закрыт стаканом 12.

Первый чувствительный элемент 8. выполнен в виде ступенчатого поршня, вторая ступень 13 которого образует с корпусом полость, заполненную жидкостью 14. В корпусе выполнен второй входной канал 15 и второе седло 16 и размещен второй клапан 17 c ..пружиной 18 и толкателем 19, контактирующим с вторым чувстнительным элементом, выполненным н виде поршня 20, подпоршневая полость 21 которого (выходная полость второго клапана 17) каналом 22 сообщена с выходной полостью редуктора (полостью выходного канала 3 ). Надпоршневая полость 23 заполнена жидкостью и сообщена каналом 24 с полостью, образованной корпусом 1 и второй ступенью 13 поршня 8. Клапан 5 поднят над седлом 4 на величину h клапан 17 образует с седлом 16 зазор h>. Площадь коль« ца второй ступени 13 чувствительного элемента 8 составляет F, площадь поршня 20 равна F>. Эти величины удовлетворяют соотношение F h

2 1

Редуктор давления газа работает следующим образом.

В исходном состоянии пружина 11 настройки сжата винтом 9 через тарель 10. Поршень 8 пружиной 11 опущен максимально нниэ, воздействуя своей второй ступенью 13 на жидкость

14, создавая в последней давле.ние, под действием которого поршень

20 также максимально опущен вниз и находится у упора корпуса. Клапаны

5 и 17 максимально отжаты от своих седел 4 и 16 и образуют с последними зазоры h< и h> соответственно.

Разные газы высокого давления от различных источников по входным каналам 2 и 15 подводятся к клапанам 5. и 17. В зазорах между клапанами и их седлами 4 и 16 газ дросселируется, его давление понижается. Гаэ пониженного клапаном 5 давления поступает в полость выходного канала 3, а пониженное давление газа после клапана 17 поступает в полость 21, откуда,по каналу 22 поступает в полость

Э, выходного канала 3. На выходе регулятора газы смешиваются между собой.

Давление на выходе редуктора повы аается, сила давления на поршни 8 и 20 также увеличивается, последние перемещаются вверх, пружина 11 при этом сжимается, а жидкость 14 перетекает по каналу 24 из полости 23 в полость, образованную ступенью 13 поршня 8 и корпусом 1.

Если выход иэ регулятора закрыт, то при определенном давлении на выходе, называемом давлением настрой- ки в "статике", поршни 8 и 20 поднимаются вверх настолько, что клапаны 5 и 17 сяду на свои седла 4

35 и 16, разобщив входные и выходные каналы.

При отборе смеси газов в объем эа регулятором его давление и сила воздействия иа поршни 8 и 20 несколь40 ко снижаются. Это приводит к опусканию вниз поршней 8 и 20 под действием пружины 11 и открытию клапанов 5 и 17. В образовавшихся щелях газ дросселируется и поступает на ныход регулятора, компенсируя отбор газа и восстанавливая настроечное давление регулятора. Иежду подвижными частями регулятора устанавливается динамическое равновесие., соответствующее определенному расходу смеси газов. Если расход смеси изменяется, то новое равновесие наступает при другом положении поршней

8 и 20 (при других значениях зазоров между клапанами 5 и 17 и их седлами).

Необходимое соотношение газов в смеси обеспечивается выбором необходимого соотношения между величинами

h< и h2, что достигается или необходимым соотношением длин толкателей 7 и. 19, или соответствующим размещением в корпусе 1 седел 4 и 16, или другими средствами.

Необходимое давление газа на вы65 ходе при заданном соотношении компо991383 иентов смеси обеспечивается соответствующим сжатием пружины 11 наcTpONKH. Обратное различное ) подключение входных каналов 2 н 15 к источникам различных газов приводит к изменению на обратное соотношение между газами на выходе регулятора., При выполнении равенства F h

F Ь2 достигается одновременная работа .клапанов 5 и 17 при всех режимах отбора смеси и одновременная, посадка их иа седла при безрасходном режиме работы регулятора.

Регулятор обеспечивает одновременное понижение давления двух разных газов, смешение их в заданном соот- 15 иоШЕнии и вЫдачу потребителю полу ченной смеси с постоянным давлением.

Это свидетельствует о широких функциональных возможностях регулятора, заметно расширяет область его воз- 29 можного применения при сохранении высокой точности поддержания выход. ного давления.

Редуктор обеспечит значительный.положительный результат при 25 испытаниях ракетны» и коамических аппаратов на герметичность, при которых эти аппараты надуваются смесью.. гелия с другими газами. B этом случае редуктор, обеспечивая непосред-: ственный наддув аппаратов необходимой смесью > под требуемям давлением, позволит весьма заметно ускорить испытания, упростить технологию их проведения, сократить необходимую для этого оснастку. Особенно эффективно использование регулятора при испытаниях на герметичность аппаратов с большими внутренними объемами.

Более широкие воэможности обес-. печивает редуктор и при регулировании однокомпонентных газов сред. 8 этом случае регулятор обеспечит: значительное увеличение расхода ,газа (при подключении его входных каналов 2 и 15 к одному или различным <5 источникам одинакового газа /, обес-. печит возможность получения различных расходов через регулятор (подключением соответствующего входного канала к источнику газа высокого давления и перекрытием другого входного канала).

Редуктор с заметным положительным результатом может заменить многие пружинные и агрегатные газовые редукторы. Редуктор целесообразно испольэовать в различных технологических комплексах .для испытаний ракет» ных и космичееких объектов.

Формула изобретения

1. Регулятор давления газа, содержащий корпус с выходным и двумя входными каналами, с установленным в нем первым чувствительным элементом, связанным с первым клапаном, и второй клапан, отличающийся тем,. что, с целью повиаения точности регулятора, он содержит второй чувствительный "элемент, выполненный в виде поршня, связанного с вторым клапаном, а первый чувствительный элемент выполнен в виде ступенчатого пораня, полость между ступенями которого и корпусом заполнена жидкостью и сооб щена с надпоршневой полостью второго чувствительного элемента.

2. Регулятор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что конструктивные параметры регулятора связаны соотно.шением

Fg h F hg p где: F„H. F> — площади. большей ступени ступенчатого поршня и поршня соответственно;

Ь„и h2 — величины подъемов над седлами первого и второго клапанов соответ-. ственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 611194 кл. G 05 П 16/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 517008, кл. G 05 Э 16/06, 1974 (прототип).

991383

Составитель Л.Подшибихин

Редактор Т.Кугрьыева Техред И.Гайду Корректор Ю.Макаренко

Заказ 131/65 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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