Газовый редуктор

Газовый редуктор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< 1809101 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 690454 (22) Заявлено 12.02.79 (21) 2722901)18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

G 05 D 16/10

Гооударстаеннмй комитет

СССР по делан изобретений и открытий (53) УДК 621,646 (088.8) Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубииликования описания 10.03.81 (72) Автор изобретения

Н. Н. Расчетнов (71) Заявитель (54) ГАЗОВЫИ" РЕДУКТОР

Изобретение относится к пневмоарматуре и может быть использовано в пневмосистемах.

По авт. св. № 690454 известен газовый редуктор, состоящий из корпуса с седлом, в котором размещены регулирующий клапан и поршень, выполненный ступенчатым и образующий между ступенями и корпусом пневмополость, связанную с выходной полостью через клапанное устройство, размещенное в поршне, которое открыто при исходном положении поршня за счет контактов с корпусом и закрыто пружиной при рабочем положении поршня. Кроме того, в редукторе имеется дополнительный чувствительный элемент, связанный с подпружиненным клапаном, дифференциальный поршень и разделительный клапан с жестким упором, причем полость дополнительного чувствительного элемента связана через разделительный клапан, который размещен в поршне основного чувствительного элемента, с выходной полостью и с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным поршнем, установленным между регулировочной пружиной и основным чувствительным элементом и соосно с ним, а полость, образованная большей ступенью дифференциального поршня и корпусом, соединена с атмосферой (1).

Указанный редуктор компактен и имеет высокую точность регулирования давления, но его надежность, особенно при продолжительных рабочих циклах, может оказаться недостаточной. Это связано с тем, что при посадке клапана на седло пневмополость становится замкнутой и для сохранения давления в полости требуется идеальная герметичность разобщения ее с атмосферой. Однако все известные уплотнения, и особенно уплотнения подвижных элементов, нулевую негерметичность не обеспечи5

Известные уплотнения, состоящие из последовательно размещенных уплотнительных элементов, повышают герметичность соединения, но полной герметичности полостей не обеспечивают. Кроме того, про2в никающая между последовательными уплотнительными элементами среда остается на длительное время после окончания рабочего цикла. При этом непроизводительно используется рабочий ресурс уплотнений.

809101

55

Цель изобретения — повышение надежности газового редуктора.

Поставленная цель достигается тем, что редуктор содержит уплотнители основного поршня, зоны между которыми связаны с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным поршнем.

На чертеже приведена принципиальная схема редуктора.

Газовый редуктор состоит из корпуса 1 с седлом 2, перекрываемым клапаном 3. Выходная полость 4 сообщается с проточной полостью 5 каналами 6 и 7 через подпружиненный клапан 8 с седлом 9, приводимым дополнительным чувствительным элементом (поршнем) 10, который образует с корпусом 1 полость 11 дополнительного чувствительного элемента. Основной поршень 12 является основным чувствительным элементом, пневмополость 13 между ступенями сообщена в исходном положении поршня с выходной полостью через седло 14, перекрываемое клапаном 15 при рабочем положе-гс нии поршня. Разделительный клапан 16, размещенный в поршне 12, служит для перекрытия канала 6, когда пневмополость 13 открыта, и открытия канала, когда клапан

15 перекроет седло 14. Это условие выпол25 няется при соответствующем соотношении зазора А и зазора Г между разделительным клапаном 16 и жестким упором 17. Дифференциальный поршень 18 передает воздействие регулировочной пружины 19 на основной поршень 12 и обеспечивает передачу зо корректирующего воздействия на основной поршень 12 переменного давления через кольцевую площадь B. Пружина 20 обеспечивает усилие на дополнительном чувствительном элементе 10, соответствующее требуемому выходному давлению. Переменное з давление на площади В через основной поршень 12 передает так же свое корректирующее воздействие и на выходное давление в полости 4. Канал 21 соединяет полость 22, образованную большей ступенью дифференциального поршня и корпусом, с атмосферой, чем исключается рост давления в полости

22 при утечках газа через уплотнения и исклнзчаются случаи, когда основной поршень 12 в процессе заполнения пневмополости 13 будет иметь возможность перемещаться только под воздействием клапанной пружииы 23. Канал 24 обеспечивает истечение газа из проточной полости 5. Основной уплотнитель 25 и дополнительный уплотнитель 26 основного поршня 12 образуют зону Д, которая сообщена каналами 27 и 7 с проточной полостью 5.

Газовый редуктор работает следующим образом.

В исходном положении редуктора основной поршень 12 поджат к корпусу 1, пневмополость 13 открыта — клапан 15 отжат от седла 14, канал 6 перекрыт разделительным клапаном 16, клапаны 3 и 8 отжаты от

4 седел 2 и 9. Пружина 20 отрегулирована на требующееся выходное давление Р редуктора, регулировочная пружина 19 отрегулирована на начальное выходное давление

Ьых.Н, несколько меньшее давления Рвых, При подаче входного давления газ через кольцевой зазор между клапаном 3 и седлом 2 поступает в выходную полость 4 и через седло 14 в пневмополость 13, при этом давление в полостях возрастает. Когда давление достигает значения Рвут.ц, то под его воздействием на площадь Б основной поршень 12 начинает перемещаться, а клапан 15 начинает перекрывать седло 14.

Зазор между жестким упором 17 и разделительным клапаном 16 выбран таким, что канал 6 может быть открыт только после закрытия пневмополости 13, т. е. после перекрытия седла 14 клапаном 15.

Выполнение последнего условия необходимо для того, чтобы газ по каналам 6 и 7 не смог заполнить проточную полость 5 и изменить усилие на основной поршень 12 через дифференциальный поршень 18 во время заполнения пневмополости 13, т. е. в процессе выхода основной линии регулирования на давление Р ц н . При перемещении основного поршня 12 зазор между клапаном 3 и седлом 2 уменьшается, приближаясь к требующемуся рабочему зазору, но остается больше его до тех пор, пока с дло 14 не будет перекрыто, а канал 5 не будет открыт. Рабочий зазор устанавливается автоматически в зависимости от величины входного давления, отбора газа от редуктора.

Когда разделительный клапан 16 войдет в контакт с жестким упором 17 и откроет канал 6, газ поступает в полость 11 дополнительного чувствительного элемента и через седло 9 и канал 7 в проточную полость 5. Давление на кольцевую площадь В сообщает поршням 18 и 12 некоторое усилие дополнительно усилию регулировочной пружины 19. При этом давление в выходной полости 4 и в полости 11 дополнительного чувствительного элемента так же повышается до величины, определяемой настройкой пружины 20, после чего дополнительный чувствительный элемент 10 начинает перемещаться, а клапан 8 перекрывает седло 9.

Доступ газа в проточную полость 5 уменьшается, при этом рост давления в проточной полости 5, а следовательно и в полостях 4 и 11, прекращается. При дальнейшей работе редуктора всякому уменьшению и увеличению давления в полостях 4 и 11 соответствует увеличение и уменьшение зазора между клапаном 8 и се лом 9 и, с учетом истечения газа через канал 24, увеличение и уменьшение давления в проточной полости

5. Это в свою очередь оказывает корректирующее воздействие на подвижную систему редуктора и стабилизирует выходное давле809101 ние. Значительное опоражнивание пневмополости 13 через уплотнения, разобщающие ее с атмосферой, исключается посредством того, что в зону Д между основным уплотнителем 25 и дополнительным уплотнителем

26 по каналу 27 подведено давление проточной полости 5. При этом имеют место следующие соотношения и процессы.

После настройки редуктора основной поршень 12 с одной стороны нагружен давлением Р4, т. е. давлением выходной 10 полости 4, и с другой стороны — усилием регулировочной пружины 19, усилием от давления Рз среды в пневмополости 13 и усилием от давления Ps; среды в проточной полости 5. Давление Р1з равно начальному 15 выходному давлению Р х.H. и меньше рабочего выходного давления Р4 на величину Р4-В р

f2. где F g — эффективная площадь поршня 12. 20

Давление Р5, в зависимости от изменения усилия на подвижной системе редуктора и площади В меняется и теоретически может принимать значения в диапазоне

< Ps

Как наиболее целесообразные для практики приняты следующие примерные соотношения:

0 25Р (Ps (06Р4 и Рз = 09

Из приведенных соотношений видно, что при полностью герметичном уплотнении основным уплотнителем 25 давление Р задано и остается меньше давления Рдз, А случае негерметичности основного уплотните- 35 ля 25 будет происходить опоражнивание пневмополости 13, уменьшение усилия от давления Р13 на основной поршень 12. Давление Р4 будет стремиться так же уменьшиться но работой дополнительного чувст)

40 вительного элемента 10 и затвора 8 с седлом 9 давление Р будет автоматически увеличиваться, компенсируя уменьшение давления Рт3 Поскольку площадь В меньше площади à — Б, то возрастание давления

Р». будет происходить интенсивнее падения давления Рц а именно

Р5 Р

Ftz Б

По мере возрастания давления P в зоне

Д опоражнивание пневмополости 13 будет замедляться и теоретически прекратится при равенстве Р, = Р1з .

Поскольку Ps = Р3 (P4 то для процесса регулирования еще остается запас по возрастанию давления Р5. При этом теоретически возможное возрастание давления

Р приведет к автоматическому уменьшению давления Р5 и процесс возрастания

Р, вследствие негерметичности основного уалотнителя 25 прекратится.

Эффективность рассмотренного технического решения повышается в конструкциях, содержащих несколько уплотнений пневмополости.

Таким образом, посредством введения доголнительного уплотнителя 26, образующего с основным уплотнителем 25 зону Д, соединенную каналом с проточной полостью 5, исключается черезмерное опоражнивание пневмополости 13, т. е. надежность газового редуктора повышается. При этом использованы специфические процессы работы реду ктора — автоматическое изменение да вления Р по мере изменения давлений Рб и Р4.

Формула изобретекия

Газовый редуктор по авт. св. № 690454, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности редуктора, он содержит уплотнители основного поршня, зоны между которыми связаны с проточной полостью, образованной корпусом и дифференциальным поршнем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 690454, кл. G 05 D 16/10, 1977 (прототип).

80910!

6 «7

Редактор Н. Бутаева

Заказ 3/55

Сос.гавитель Л. Подшибихин

Танкред A. Бойкас Корректор Е. Рошко

Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственно го комитета СССР по делам изобретений и открытий ! )3035, %осина, Ж вЂ” 35, Раушсхая наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4