RU146169U1

RU146169U1 - GAS REDUCER (OPTIONS)

Info

Publication number: RU146169U1
Application number: RU2014102915/08U
Authority: RU
Inventors: Андрей Валентинович Пушков
Original assignee: Андрей Валентинович Пушков
Priority date: 2014-01-30
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2014-10-10

Abstract

1. Редуктор газовый, характеризующийся следующим составом деталей и узлов:- корпус с цилиндрической полостью и каналами для подачи газа и передачи управляющего давления;- задающее устройство в виде пружины;- клапан подачи газа в виде подушки и седла клапана;- сервопривод, в виде поршня, установленного в цилиндрической полости и жестко связанного с управляющим клапаном для подачи газа,отличающийся тем, что- дополнительно имеется втулка-поршень, расположенная в цилиндрической полости корпуса, на которую опирается задающее устройство - пружина,причем указанная втулка-поршень выполняет функцию предохранительного клапана.2. Редуктор газовый по п. 1, отличающийся тем, что указанная втулка-поршень содержит уплотняющее кольцо.3. Редуктор газовый по п. 1, отличающийся тем, что настройка степени редуцирования давления обеспечена дополнительными шайбами, установленными между задающим устройством и втулкой-поршнем.4. Редуктор газовый по п. 1, отличающийся тем, что давление срабатывания предохранительного клапана задано отношением размеров поршня и втулки-поршня.5. Редуктор газовый, характеризующийся следующим составом деталей и узлов:- корпус с цилиндрической полостью и каналами для подачи газа и передачи управляющего давления;- задающее устройство в виде пружины;- клапан подачи газа в виде подушки и седла клапана;- сервопривод, в виде поршня, установленного в цилиндрической полости и жестко связанного с управляющим клапаном для подачи газа,отличающийся тем, что- дополнительно имеется втулка-поршень, расположенная в цилиндрической полости корпуса, на которую опирается задающее устройство - пружина,причем указанная вту�1. A gas reducer, characterized by the following composition of parts and assemblies: - a housing with a cylindrical cavity and channels for supplying gas and transmitting control pressure; - a driver in the form of a spring; - a gas supply valve in the form of a cushion and valve seat; - a servo-drive, in the form a piston mounted in a cylindrical cavity and rigidly connected to a control valve for supplying gas, characterized in that there is additionally a sleeve-piston located in the cylindrical cavity of the housing, on which the driver is supported - springs and, said sleeve-piston performs the function of safety klapana.2. A gas reducer according to claim 1, characterized in that said piston sleeve comprises a sealing ring. 3. A gas reducer according to claim 1, characterized in that the adjustment of the degree of pressure reduction is provided by additional washers installed between the master and the piston bushing. 4. A gas reducer according to claim 1, characterized in that the response pressure of the safety valve is specified by the ratio of the dimensions of the piston and the piston sleeve. A gas reducer, characterized by the following composition of parts and assemblies: - a housing with a cylindrical cavity and channels for supplying gas and transmitting control pressure; - a driver in the form of a spring; - a gas supply valve in the form of a cushion and valve seat; - a servo-drive in the form of a piston, installed in a cylindrical cavity and rigidly connected with a control valve for supplying gas, characterized in that - additionally there is a sleeve-piston located in the cylindrical cavity of the housing, on which the driver is supported - spring , and the indicated

Description

Заявляемое решение относится к пневмосистемам и, в частности, к устройствам автоматического регулирования давления.The claimed solution relates to pneumatic systems and, in particular, to devices for automatic pressure control.

Устройства регулирования давления газа, направляемого потребителю известны из уровня техники.Devices for regulating the pressure of gas directed to the consumer are known from the prior art.

В книге для обучения аквалангистов /Орлов Д.В. Сафонов M.В. «Осторожно с аквалангом». Группа компаний «Подводный мир». Подводный клуб МГУ, 2004. Издание четвертое, дополненное и переработанное. 528 стр./ описано устройство классической конструкции поршневого газового редуктора.In the book for training scuba divers / Orlov D.V. Safonov M.V. "Caution with scuba gear." Underwater World Group of Companies. MSU Underwater Club, 2004. Fourth edition, supplemented and revised. 528 pages / describes the device of the classical design of a piston gas reducer.

Недостатком конструкции можно считать сложность и громоздкость, вследствие того, что каждая функция в устройстве обеспечивается отдельным устройством. Большим количеством деталей вызвана также недостаточная надежность известной конструкции.The lack of design can be considered complexity and cumbersome, due to the fact that each function in the device is provided by a separate device. A large number of parts is also caused by the lack of reliability of the known design.

Указанное устройство выбрано в качестве прототипа для всех заявленных вариантов полезной модели.The specified device is selected as a prototype for all declared variants of the utility model.

Техническим результатом заявляемой конструкции является уменьшение массо-габаритных характеристик редуктора, повышение надежности за счет снижения числа деталей, а также за счет изменения конструкции клапана.The technical result of the claimed design is to reduce the mass-dimensional characteristics of the gearbox, increasing reliability by reducing the number of parts, as well as by changing the design of the valve.

Известные устройства не позволяют достичь заявленного технического результата.Known devices do not allow to achieve the claimed technical result.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая конструкция является также повышение эксплуатационного удобства редуктора, надежности, расширение универсальности.The task to which the claimed design is aimed is also to increase the operational convenience of the gearbox, reliability, expanding versatility.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕSHORT DESCRIPTION

Заявлено устройство поршневого газового редуктора, включающего корпус с цилиндрической полостью и каналами для подачи газа (воздух, кислород, азот, закись азота и т.п.) и передачи управляющего давления, задающее устройство в виде пружины, клапан подачи газа в виде подушки и седла клапана, сервопривод, в виде поршня, установленного в цилиндрической полости и жестко связанного с управляющим клапаном для подачи газа. Отличительной особенностью заявляемой конструкции является наличие дополнительной втулки-поршня, на которую опирается задающее устройство (пружина). Причем указанная втулка-поршень выполняет функцию предохранительного клапана.A piston gas reducer device is claimed, including a housing with a cylindrical cavity and channels for supplying gas (air, oxygen, nitrogen, nitrous oxide, etc.) and transmitting control pressure, a timing device in the form of a spring, a gas supply valve in the form of a pillow and seat valve, actuator, in the form of a piston mounted in a cylindrical cavity and rigidly connected with a control valve for supplying gas. A distinctive feature of the claimed design is the presence of an additional sleeve-piston, on which the driver (spring) rests. Moreover, the specified sleeve-piston performs the function of a safety valve.

Уменьшение массо-габаритных характеристик редуктора достигнуто за счет применения втулки-поршня в качестве предохранительного клапана, что избавляет от необходимости присоединения отдельного дополнительного устройства - предохранительного клапана, который существенно увеличивает габариты и вес устройства.Reducing the mass-dimensional characteristics of the gearbox is achieved through the use of a bushing-piston as a safety valve, which eliminates the need to attach a separate additional device - a safety valve, which significantly increases the dimensions and weight of the device.

Замена устройства - предохранительного клапана - одним элементом - втулкой-поршнем - уменьшает количество движущихся деталей, тем самым повышая надежность устройства.Replacing the device - the safety valve - with one element - the sleeve-piston - reduces the number of moving parts, thereby increasing the reliability of the device.

Конструкция газового редуктора представлена на фигуре.The design of the gas reducer is shown in the figure.

На фиг. 1 показан чертеж предлагаемого газового редуктора в разрезе.In FIG. 1 shows a drawing of the proposed gas reducer in section.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Принятые обозначения.Accepted designations.

1 - подушка клапана,1 - valve pad

2 - корпус редуктора,2 - gear housing

3 - крышка,3 - cover

4 - втулка-поршень,4 - sleeve-piston,

5 - поршень,5 - the piston,

6 - пружина,6 - spring,

7 - входной штуцер,7 - input fitting

8 - регулировочная шайба,8 - an adjusting washer,

9 - ниппель (штуцер выходной),9 - nipple (outlet fitting),

10 - 10, 11, 12, 13 - уплотнительные кольца,10 - 10, 11, 12, 13 - O-rings,

21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 - полости редуктора.21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 - cavity of the gearbox.

Заявлено устройство поршневого газового редуктора, включающего корпус с цилиндрической полостью и каналами для подачи газа и передачи управляющего давления, задающее устройство в виде пружины, клапан подачи газа в виде подушки и седла клапана, сервопривод, в виде поршня, установленного в цилиндрической полости и жестко связанного с управляющим клапаном для газа. Отличительной особенностью заявляемой конструкции является наличие дополнительной втулки-поршня, помещенной в цилиндрическую полость корпуса, на которую опирается задающее устройство (пружина). Причем указанная втулка-поршень выполняет функцию предохранительного клапана.A piston gas reducer device is claimed, including a housing with a cylindrical cavity and channels for supplying gas and transmitting control pressure, a driver in the form of a spring, a gas supply valve in the form of a pillow and valve seat, a servo-drive, in the form of a piston mounted in a cylindrical cavity and rigidly connected with pilot valve for gas. A distinctive feature of the claimed design is the presence of an additional sleeve-piston placed in a cylindrical cavity of the housing, on which the driver (spring) rests. Moreover, the specified sleeve-piston performs the function of a safety valve.

Заявленное устройство поршневого газового редуктора предназначено для понижения давления газа из баллонов, до выходного давления, превышающего давление окружающей среды на некоторую величину, в пределах 3-6 атм для медицинских редукторов или 8-10 атм для аквалангов и дыхательных аппаратов.The inventive piston gas reducer device is intended to lower the gas pressure from the cylinders to an outlet pressure exceeding the ambient pressure by a certain amount, within 3-6 atm for medical gearboxes or 8-10 atm for scuba gear and breathing apparatus.

Редуктор содержит три камеры 23, 24, 28, подвижный поршень 5 и пружину 6. Форма подвижного поршня такова, что его торцевые поверхности имеют различную площадь. Поверхность меньшей площади - подушка 1 клапана - снабжена прокладкой из полимерного материала и при опускании поршня вниз закрывает собой подающее отверстие, через которое поступает воздух из баллона. Подушка 1 клапана закрывает отверстие, называемое седлом клапана. Вместе они образуют клапан редуктора. Поверхность большей площади обращена в верхнюю камеру 23 редуктора. Внутри поршня проходит канал 26, сообщающий нижнюю 24 и верхнюю 23 камеры редуктора. Средняя камера 28 сообщается отверстием 2 5 с окружающей средой. Пока баллонный вентиль закрыт, пружина 6 удерживает поршень 5 в верхнем положении, при котором клапан редуктора открыт. При открывании вентиля газ под высоким давлением через канал 21 проходит через открытый клапан в нижнюю камеру редуктора 24, из которой по каналу 26 в поршне проходит в верхнюю камеру 23. Давление в обеих камерах нарастает практически одновременно. Давление в верхней камере начинает действовать на поршень с возрастающей силой.The gearbox contains three chambers 23, 24, 28, a movable piston 5 and a spring 6. The shape of the movable piston is such that its end surfaces have a different area. The surface of a smaller area — the valve cushion 1 — is provided with a gasket made of polymer material and, when the piston is lowered down, closes the supply opening through which air from the cylinder enters. The valve cushion 1 covers an opening called a valve seat. Together they form a gear valve. The surface of a larger area faces the upper chamber 23 of the gearbox. A channel 26 passes inside the piston, communicating the lower 24 and upper 23 of the gearbox chamber. The middle chamber 28 communicates with a hole 2 5 with the environment. While the balloon valve is closed, the spring 6 holds the piston 5 in the upper position, in which the valve of the gearbox is open. When the valve opens, the gas under high pressure through the channel 21 passes through an open valve into the lower chamber of the gearbox 24, from which through the channel 26 in the piston passes into the upper chamber 23. The pressure in both chambers increases almost simultaneously. The pressure in the upper chamber begins to act on the piston with increasing force.

Сила давления газа на верхнюю поверхность поршня во столько же раз превышает силу, оказываемую таким же давлением на нижнюю его поверхность поршня, во сколько площадь верхней поверхности превышает площадь нижней. Поэтому давление срабатывания предохранительного клапана может быть задано отношением размеров поршня и втулки-поршня. Таким образом, указанные силы, действующие на поршень с двух сторон, уравниваются, когда давление в верхней камере 23 значительно уступает давлению на подушку клапана 1. Снизу на поршень 5 действуют еще две силы: упругости пружины 6 и давления окружающего среды через канал 25. Давление газа в нижней камере 24 и верхней камере 23 редуктора продолжает расти до тех пор, пока увеличивающаяся сила давления газа на поршень 5 в верхней камере (сверху вниз) не превысит сумму трех сил, действующих в обратном направлении: давления газа на подушку клапана, давления окружающей среды и упругости пружины 6. В результате клапан редуктора закрывается. В большинстве систем площади поверхностей поршня и упругость пружины подобраны таким образом, что при рабочем давлении в баллонах полное закрывание клапана редуктора происходит при давлении в верхней камере, на 3-6 атм для медицинских редукторов или 8-10 атм для аквалангов и дыхательных аппаратов превышающем давление окружающей среды. Это давление называют промежуточным. Значение промежуточного давления на поверхности называется установочным давлением редуктора. На глубине 10 м давление в средней камере 28 редуктора увеличится на 1 атм, и соответственно на столько же увеличится давление в верхней камере 23 редуктора, необходимое для закрытия клапана, т.е. промежуточное. Из нижней камеры редуктора имеется выход 22 для подачи газа на дыхание. При вдохе давление газа в нижней 24 и верхней 23 камерах редуктора падает и клапан открывается, перепуская очередную порцию газа в редуктор. Таким образом, последний обеспечивает подачу газа под давлением, превышающим давление окружающей среды на величину промежуточного (установочного) давления. Герметизация камер в описанном редукторе достигается кольцевыми резиновыми прокладками на поршне и в местах подсоединения высокого и среднего давления.The force of gas pressure on the upper surface of the piston is as many times higher than the force exerted by the same pressure on its lower surface of the piston, how much the area of the upper surface exceeds the area of the lower. Therefore, the response pressure of the safety valve can be set by the ratio of the dimensions of the piston and the sleeve-piston. Thus, the indicated forces acting on the piston from two sides are equalized when the pressure in the upper chamber 23 is significantly inferior to the pressure on the valve cushion 1. Two more forces act from below on the piston 5: the elasticity of the spring 6 and the pressure of the environment through the channel 25. Pressure the gas in the lower chamber 24 and the upper chamber 23 of the gearbox continues to grow until the increasing force of gas pressure on the piston 5 in the upper chamber (from top to bottom) exceeds the sum of the three forces acting in the opposite direction: gas pressure on the valve cushion, giving environment and spring elasticity 6. As a result, the gearbox valve closes. In most systems, the surface area of the piston and the spring elasticity are selected in such a way that at the working pressure in the cylinders, the gearbox valve completely closes at a pressure in the upper chamber of 3-6 atm for medical gearboxes or 8-10 atm for scuba gear and breathing apparatus exceeding pressure the environment. This pressure is called intermediate. The value of the intermediate pressure on the surface is called the set pressure of the gearbox. At a depth of 10 m, the pressure in the middle chamber 28 of the gearbox will increase by 1 atm, and accordingly the pressure in the upper chamber 23 of the gearbox needed to close the valve will increase by the same amount, i.e. intermediate. From the lower chamber of the gearbox there is an exit 22 for supplying gas for breathing. When inhaling, the gas pressure in the lower 24 and upper 23 chambers of the gearbox drops and the valve opens, passing the next portion of gas into the gearbox. Thus, the latter provides a gas supply under a pressure exceeding the ambient pressure by the value of the intermediate (installation) pressure. Sealing the chambers in the described reducer is achieved by ring rubber gaskets on the piston and in the places of connection of high and medium pressure.

Настройку степени редуцирования давления обеспечивают дополнительными шайбами, установленными между задающим устройством и втулкой-поршнем.The degree of pressure reduction is provided by additional washers installed between the master and the piston sleeve.

В заявленной конструкции редуктора рабочая поверхность подушки клапана имеет форму полусферы, а седло клапана - цилиндрическое отверстие с прямым углом на его кромке. При закрытии клапана подушка своей сферической поверхностью садится на кромку седла, на ней формируется кольцевой отпечаток. Подушка и седло соприкасаются по кольцевой герметизирующей поверхности. Такая конструкция клапана обладает большей надежностью по сравнению с традиционно используемой.In the claimed design of the gearbox, the working surface of the valve cushion is in the form of a hemisphere, and the valve seat is a cylindrical hole with a right angle at its edge. When the valve is closed, the pillow with its spherical surface sits on the edge of the seat, an annular imprint is formed on it. The pillow and saddle are in contact on the annular sealing surface. This valve design is more reliable than traditionally used.

В традиционных редукторах подушка имеет плоскую форму, ее неразъемно фиксируют в ножке поршня, обычно путем завальцовки или обжимки, а седло клапана выполняют в виде конуса с центральным отверстием и острой кромкой, соприкасающейся с подушкой. Такая конструкция седла более уязвима засорению и износу. В такой конструкции в случае повреждения или разрушения подушки клапана приходится заменять весь поршень с подушкой. В предлагаемой конструкции редуктора достаточно поменять только подушку.In traditional gearboxes, the pillow has a flat shape, it is permanently fixed in the piston leg, usually by rolling or crimping, and the valve seat is made in the form of a cone with a central hole and a sharp edge in contact with the pillow. This seat design is more vulnerable to clogging and wear. With this design, if the valve cushion is damaged or destroyed, the entire piston with the cushion must be replaced. In the proposed design of the gearbox, it is enough to change only the pillow.

В традиционных редукторах предохранительный клапан выполняется как отдельная сборочная единица, присоединяемая, например, к боковому отверстию корпуса редуктора.In traditional gearboxes, the safety valve is designed as a separate assembly unit, connected, for example, to the side opening of the gearbox housing.

В заявленной конструкции редуктора предохранительный клапан является частью конструкции редуктора.In the claimed design of the gearbox, the safety valve is part of the design of the gearbox.

Работает он следующим образом. При повреждении, разрушении или попадании частиц грязи на поверхность подушки 1 клапана отверстие седла не закрывается до конца. При этом в нижней камере 24 и верхней камере 23 происходит повышение давления газа свыше назначенного. При определенной его величине (как правило, в 1,5 раза выше нормы) начинает срабатывать предохранительный клапан. Повышенное давление, воздействуя на нижнюю поверхность втулки-поршня 4, ограниченную уплотняющим кольцом 11, создает усилие, которое преодолевает силу пружины 6 и силу от давления окружающей среды в камере 28. Это усилие поднимает втулку-поршень 4 с кольцом 11 вверх, между нижней поверхностью корпуса редуктора 2 и кольцом 11 образуется зазор, через который избыточное давление газа через отверстия 27 сбрасывается из редуктора.It works as follows. In the event of damage, destruction or ingress of particles of dirt on the surface of the valve cushion 1, the seat hole does not close completely. Moreover, in the lower chamber 24 and the upper chamber 23 there is an increase in gas pressure above the assigned. At a certain value (usually 1.5 times higher than normal), the safety valve starts to operate. The increased pressure acting on the lower surface of the sleeve-piston 4, limited by the sealing ring 11, creates a force that overcomes the force of the spring 6 and the force from the ambient pressure in the chamber 28. This force lifts the sleeve-piston 4 with the ring 11 up, between the lower surface the gear housing 2 and the ring 11, a gap is formed through which the excess gas pressure through the holes 27 is released from the gear.

Claims

1. Gas reducer, characterized by the following composition of parts and assemblies:

- a housing with a cylindrical cavity and channels for supplying gas and transmitting control pressure;

- master device in the form of a spring;

- gas supply valve in the form of a pillow and valve seat;

- a servo drive, in the form of a piston mounted in a cylindrical cavity and rigidly connected to a control valve for supplying gas,

characterized in that

- additionally there is a sleeve-piston located in the cylindrical cavity of the housing, on which the driver is supported - a spring,

moreover, the specified sleeve-piston performs the function of a safety valve.

2. A gas reducer according to claim 1, characterized in that said piston sleeve comprises a sealing ring.

3. The gas reducer according to claim 1, characterized in that the adjustment of the degree of pressure reduction is provided by additional washers installed between the master and the piston bushing.

4. Gas reducer according to claim 1, characterized in that the response pressure of the safety valve is specified by the ratio of the dimensions of the piston and the sleeve-piston.

5. Gas reducer, characterized by the following composition of parts and assemblies:

- master device in the form of a spring;

- gas supply valve in the form of a pillow and valve seat;

characterized in that

moreover, the specified sleeve-piston performs the function of a safety valve;

- the working surface of the valve cushion is in the form of a hemisphere, and the valve seat is a cylindrical hole with a right angle at its edge.