Регулятор давления газа

Регулятор давления газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалнстнческив

Реслублмк

<и896598 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 250480 (21) 291664 3/18-24 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 0701.82. Бюллетень Й9 1

Дата опубликования описания 0 70182 (51)М. Кл

G 05 D 16/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621.646. З (088.8) (72) Автор изобретен и я

Э.И. Савин (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

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

Известен пружинный редуктор, состоящий из корпуса со входным и вы— ходным каналами и седлом, подпружинечного дросселирующего клапана, взаимодействующего через толкатель с чувствительным элементом, нагруженным посредством регулировочного винта рабочей пружины (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является редуктор давления газа, содержащий основной и вспомогательный редукторы с общим входным каналом. Основной и вспомогательный редукторы содержат дросселирующие клапаны, взаимодейст.вующие каждый со своим чувствительным элементом, причем чувствительнйй элемент вспомогательного редуктора нагружен пружиной, а чувствительный элемент основного редуктора — выходным давлением настроечного редуктора (2).

Недостатком такого регулятора давления является зависимость выходного давления от величины входного давления и динамические забросы давления на выходе основного редуктора при резкой подаче давления на вход.

Первое обусловлено тем, что при изменении величины входного давления газа на выходе вспомогательного редуктора также изменяется. Это давление, являясь управляющим для редуктора, переставляет его дресселирующий клапан в другое положение, в результате чего давление после основного редуктора изменяется.

При резкой подаче давления на

15 вход устройства дросселирующий клапан основного редуктора максимально открывается, обусловливая динамический заброс давления на выходе последнего. Все это является причиной

20 пониженной точности регулирования и ухудшения динамических характеристик известного устройства.

Цель изобретения - повышение точности и улучшение динамических ха25 рактеристик давления газа.

Укаэанная цель достигается тем, что редуктор давления газа, содержащий корпус с установленным в нем первым клапаном, связанным с первыц

30 чувствительным элементом, управляю896598 щая полость которого сообщена с выходом второго клапана, связанного со вторым чувствительным элементом, и пружину задания с регулировочным винтом, содержит дроссельное устройство, вход второго клапана сообщен с выходом первого клапана, первый чувствительный элемент выполнен в виде двухступенчатого поршня, а полость, образованная торцом его большей ступени, связанным с ним вторым чувствительным элементом и корпусом, сообщена через дроссельное устройство с полостью между ступенями двухступенчатого поршня и корпусом, связанной с атмосферой.

При таком исполнении регулятора давления на вход вспомогательного редуктора подается стабилизированное после основного редуктора давление газа. Это обусловливает повышение точности поддержания величины давле- 20 ния газа после вспомогательного редуктора. В результате поддерживается стабильное давление в управляющей полости основного редуктора, следствием чего является повышение точности регулирования устройства в целом.

Кроме того, отличия регулятора давления обусловливают то, что при отсутствии давления газа на входе дросселирующий клапан основного редуктора образует со своим седлом минимальный зазор. Это определяет плавность повышения давления на выход регулятора, а то, что при подаче давления на вход устройства оно, дросселируясь на клапане основного редуктора и воздействуя на меньшую ступень двухступенчатого чувствительного элемента, в начальный момент, поднимая вверх поршень, вызывает уменьшение зазора между клапаном и седлом, обусловли- 40 вая плавное повышение выходного давления.

На чертеже представлен регулятор давления газа, разрез.

Регулятор давления состоит из кор- 45 пуса 1 со входным 2 и выходным 3 каналами, в котором размещены силовой (основной) и настроечный (вспомогательный) редукторы. Силовой редуктор включает в себя седло 4, нагру- щ женный пружиной 5 первый клапан б, взаимодействующий посредством толкателя 7 с первым чувствительным элементом 8.

Настроечный редуктор содержит седло 9, второй клапан 10 с пружиной

1l, взаимодействующий толкателем 12 со вторым чувствительным элементом

13, нагруженным посредством регулировочного винта 14 через опорную тарель 15 пружиной задания 16. Вы- 60 ходная полость (выход первого клапана) 17 силового редуктора каналами

18 и 19 сообщена со входной полостью (вход второго клапана) 20 настроечного редуктора. Первый чувствитель- Я ный элемент 8 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 ко второму чувствительному элементу

13 настроечного редуктора, взаимодействует с ним посредством толкателя 21 и образует с ним и сканом 22 корпуса 1 пневмополость 23, сообщенную с выходной полостью 24 настроечного редуктора проточками ".5, 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 редуктора закрыт стаканом 30.

Устройство работает следующим образом.

B исходном положении пружина 16 задания сжата винтом 14 через тарель

15. Второй чувствительный элемент 13 опущен максимально вниз и упирается в стакан 22. Второй клапан 10 через толкатель 12 вторым чувствительным элементом 13 максимально сжат от седла 9. Поршень 8 толкателем 21 опущен вниз и контактирует с толкателем

7 первого клапана б, который с седлом 4 образует небольшой зазор, клапан пружиной 5 поджимается вверх (к поршню 8 толкателем 7).

Газ высокого давления подводится через канал 2 к первому клапану 6.

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

Одновременно газ по каналам 18 и 19 из полости 17 поступает во входную полость 20 настроечного редуктора. Из полости 20 гаэ по зазору между клапаном 10 и седлом 9 поступает в выходную полость 24 настроечного редуктора. Из полости 24 газ по проточкам 25 и каналам 26 поступает в пневмополость 23. Давление в полостях 17,24 и 23 повышается, причем повышение давления в 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 поднимается вверх, уменьшая щель между каналом 6 и седлом 4 ° Возможна и полная посадка клапана на седло. Однако по мере повышения давления в по896598

Предлагаемый регулятор имеет высокие динамические характеристики.

В нем выходное давление повышается плавно, при резкой подаче давления на вход отсутствуют динамические ""абросы выходного давления. Это обусловлено отличием регулятора, обеспечивающим минимальное начальное про40 ходное сечение устройства и уменьшение его в начальный период работы.

Формула изобретения

Регулятор давления газа, содержащий корпус с установленным в нем первым клапаном, связанным с первым чувствительным элементом, управляющая полость

5() которого сообщена с выходом второго клапана, связанного со вторым .чувствительным элементом, и пружину задания с регулировочным винтом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и улучшение динамических ха55 рактеристик, он содержит дроссельное устройство, вход второго клапана сообщен с выходом первого клапана, первый чувствительный элемент выполнен в виде двухступенчатого поршня, а полость, об60 разованная торцом большей ступени, связанным с ним вторым чувствительным элементом и корпусом, сообщена через дроссельное устройство с полостью между ступенями двухступенчатого порш65 ня и корпусом, связанной с атмосферой. лостях 24 и 23 поршень 8 плавно опускается вниз, открывая клапан 6. При этом плавность повышения давления в полости 17 и выходном канале 3 еще выше.

По мере повышения давления в полостях 24 и 23 второй чувствитель5 ный элемент (поршень) 13 поднимается вверх, сжимая пружину 16 задания, а поршень 8 опускается вниз, увеличивая проходное сечение между клапаном 6 и седлом 4. Последнее обусловливает увеличение притока газа в полость 17 и повышение в ней давления. Повышение давления в полостях

24 и 23 сопровождается подъемом вверх поршня 13 и уменьшением щели между вторым клапаном 10 и седлом 9. При давлении в полостях 24 и 23, равном давлению настройки вспомогательного (настроечного) редуктора, второй чувствительный элемент 13 поднимается 20 настолько, чтобы второй клапан 10 сел в седло 9, перекрыв его канал. Так как пневмополость 23 дроссельным устройством 27 сообщена с полостью

28 и дальше с атмосферой через ка- 25 нал 29, то полного перекрытия канала седла 9 вторым клапаном 10 не происходит, имеет место постоянное незначительное дросселирование газа вторым клапаном 10. Давление в полостях 24 и 23 поддерживается постоян30 ным.

По мере опускания вниз поршня 8 при повышении давления в полости 23 увеличивается величина щели между первым клапаном 6 и седлом 4. Давление в полости 17 при этом повышается.

Сила воздействия давления в полости

17 на торцовую поверхность меньшей ступени поршня 8 увеличивается. Под действием возрастающего давления в полости 17 поршень 8 поднимается вверх, сжимая газ в полостях 23 и 24.

Если выход из,газового регулятора давления закрыт, то при давлении в полости 17, равном давлению настрой- 45 ки устройства (силового редуктора), поршень 8 поднимается вверх настолько, чтобы первый клапан 6 сел на седло 4, перекрыв его канал, и разрешил входную 2 и выходную 3 полости регулятора. При подъеме вверх поршня

8 (при повышении давления в полости

17) и сжатии газа в полостях 23 и 24 сначала второй клапан 10 перекрывает седло 9 и избыточное давление газа сбрасывается в атмосферу через дроссельное устройство 27, полость 28 и канал 29, при дальнейшем дренаже газа из полости 23 второй клапан 10 несколько открывается, компенсируя утечки через дроссельное устройство

27. Благодаря этому в полости 23 поддерживается постоянное давление, жесткость нагружающей поршень 8 со 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 полости 17 и сила его воздействия на чувствительный элемент 8 снижаются.

Это приводит к опусканию вниз поршня

8, открытию первого клапана 6, дросселированию газа в образовавшей-!ся щели между клапаном и седлом 4.

Давление в полости 17 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 другой величине щели между первым клапаном 6 и седлом 4.

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

896598

ВНИИПИ Закаэ 11697/36 Тираж 907, Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Источники инфломации, принятые во внимание при экспертиэе

1, Аграновский M.Ì. и др. Силовые пневмоавтоматические системы. М., Машиностроение, 1965, с. 34, рис. 21-22.

2. Авторское свидетельство СССР

9 202597, кл. G 05 D 16/10, 1966 (прототип) .