RU2092889C1

RU2092889C1 - Gas pressure regulator

Info

Publication number: RU2092889C1
Application number: RU96113489A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Баженов; Юрий Дмитриевич Нетеса
Original assignee: Фирма "Медлайф компани"
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1997-10-10
Also published as: CZ24898A3; CZ285228B6

Abstract

FIELD: gas equipment. SUBSTANCE: device has housing 1, high pressure chamber 2, input channel 3, low pressure chamber 4, central channel 5, output channel 7, push 6, control constrictor 8, which is designed as saddle 9 and locking member 10 which is spring-loaded to saddle 9 by means of elastic member 11. In addition device has dampening chamber 12, which is spaced from low pressure chamber 4 with housing wall 13 which has connection hole 14 which is coaxial to central channel 5. Sensitive member 15 is designed as diaphragm 16 which is mounted in housing and interacts with setting member 17. Pusher 6 connects sensitive member 15 to locking member 10 and runs through connection hole 14 in housing wall 13 with given space. Novel feature of device design is shape of pusher in region of central channel 5 which cross section is decreased in direction towards locking member 10. Shape of said push is either cone or ellipse surface. Input to output channel 7 is adjacent to input to connection hole 14. Space between push 6 and connection hole 14 conforms to specified condition. High pressure chamber 2 and control constrictor 8 are located in supply union 20. Diaphragm 16 of sensitive member 15 is designed as plates which are separated with sealed dampening chamber 26. EFFECT: increased functional capabilities. 11 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования давления и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для регулирования давления газа, например, в редукторах баллонных для газопламенной обработки. The invention relates to devices for automatic pressure control and can be used in various industries for regulating gas pressure, for example, in balloon reducers for flame treatment.

Для компактного хранения и удобного транспортирования значительных объемов технологического газа целесообразно подвергать газ сжатию и помещать его в сжатом виде, т.е. под высоким давлением в емкость, способную такое давление выдерживать, например, в баллон. При технологическом же потреблении газа требуется, в подавляющем большинстве случаев, гораздо более низкое давление. В связи с этим между емкостью для хранения сжатого газа и технологическими устройствами, потребляющими газ, устанавливаются регуляторы давления газа. Их функция заключается, с одной стороны, в снижении давления газа, выходящего из емкости, до технологического (эта функция определяет и другое принятое название этих регуляторов: редукторы), и с другой стороны, в поддержании величины давления потребляемого газа, поступающего в технологический аппарат, на заданном, с допустимыми отклонениями, уровне (т.е. собственно регулирование). Во многих случаях допустимые отклонения уровня давления весьма малы, и потому к регуляторам их конструкции и принципу действия предъявляются высокие требования. Этим требованиям известные конструкции регуляторов давления газа не всегда могут удовлетворить. For compact storage and convenient transportation of significant volumes of process gas, it is advisable to compress the gas and place it in a compressed form, i.e. under high pressure into a container capable of withstanding such pressure, for example, into a cylinder. With technological gas consumption, in the vast majority of cases, much lower pressure is required. In this regard, gas pressure regulators are installed between the container for storing compressed gas and technological devices consuming gas. Their function is, on the one hand, to reduce the pressure of the gas leaving the tank to the process pressure (this function also defines the other accepted name for these regulators: reducers), and on the other hand, to maintain the pressure value of the consumed gas entering the process unit, at a given level with acceptable deviations (i.e., regulation itself). In many cases, the permissible deviations of the pressure level are very small, and therefore high demands are placed on the regulators of their design and principle of operation. The well-known designs of gas pressure regulators cannot always satisfy these requirements.

Известен регулятор давления газа (SU, A1, 1315955), содержащий корпус, входной и выходной каналы, регулирующий дроссель, разделяющий полости высокого и низкого давления в корпусе и состоящий из седла и поджатого к седлу упругим элементом запорного органа, и подвижный относительно корпуса толкатель, связывающий запорный орган с чувствительным элементом. Регулятор содержит также днище, выполненное в виде диска, служащего стенкой между полостью низкого давления и демпфирующей камерой, и упругое кольцо с радиальными пазами, расположенное между чувствительным элементом и днищем, при этом демпфирующая камера сообщается с полостью низкого давления через отверстие в днище, являющееся по существу демпфирующим дросселем, а чувствительный элемент регулятора нагружен элементом задания. Наличие демфирующего кольца и днища с демпфирующим дросселем увеличивает точность и устойчивость регулирования при постоянных расходах газа. Known gas pressure regulator (SU, A1, 1315955), comprising a housing, input and output channels, a regulating throttle separating the cavity of high and low pressure in the housing and consisting of a saddle and an elastic element of a locking member pressed against the saddle, and a pusher movable relative to the housing, connecting a locking organ with a sensitive element. The regulator also contains a bottom made in the form of a disk serving as a wall between the low-pressure cavity and the damping chamber, and an elastic ring with radial grooves located between the sensing element and the bottom, while the damping chamber communicates with the low-pressure cavity through an opening in the bottom, which is essentially a damping throttle, and the sensitive element of the controller is loaded with the task element. The presence of a damping ring and a bottom with a damping throttle increases the accuracy and stability of regulation at constant gas flow rates.

Недостатками приведенного регулятора являются:
изменение выходного давления регулятора вследствие изменения силы элемента задания из-за изменяющегося зазора в регулирующем дросселе при различных расходах газа, что приводит к понижению точности регулирования:
сложная, ломаная траектория движения газового потока в регуляторе оказывает дополнительное влияние на падение давления газа, что приводит к ограничению пропускной способности и ограничивает точность регулирования:
наличие дополнительных элементов в регуляторе (днища и специального упругого кольца) усложняет конструкцию;
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор давления газа (SU, A1, N 1236441), содержащий корпус, полость высокого давления, соединенную с входным каналом, внутреннюю полость низкого давления, соединенную с выходным каналом и образующую центральный канал, регулирующий дроссель, разделяющий полости высокого и низкого давления и образованный седлом и запорным органом, поджатым к седлу упругим элементом, полость под чувствительным элементом, являющуюся по существу демпфирующей камерой, отделенной от полости низкого давления стенкой корпуса с соединительным отверстием в ней, расположенным соосно с центральным каналом и сообщающим полость низкого давления с демпфирующей камерой посредством эжектора, образованного жестко закрепленной в соединительном отверстии стенки корпуса трубкой и цилиндром, закрепленным на запорном органе, причем трубка размещена с осевым и радиальным зазорами в цилиндре, чувствительный элемент в виде заделанной в корпус мембраны, образующей другую стенку демпфирующей камеры и взаимодействующей с элементом задания, толкатель, установленный с возможностью осевого перемещения в корпусе и связывающий чувствительный элемент с запорным органом, причем толкатель проходит через трубку эжектора с радиальным зазором и, по меньшей мере, на всей длине этой трубки выполнен с постоянным поперечным сечением, а выходной канал сообщается непосредственно с центральным каналом и расположен под углом к нему.The disadvantages of this controller are:
a change in the output pressure of the regulator due to a change in the strength of the reference element due to a changing gap in the regulating throttle at different gas flows, which leads to a decrease in the accuracy of regulation:
the complex, broken path of the gas flow in the regulator has an additional effect on the gas pressure drop, which leads to a limitation of throughput and limits the accuracy of regulation:
the presence of additional elements in the regulator (bottom and special elastic ring) complicates the design;
Closest to the invention in technical essence is a gas pressure regulator (SU, A1, N 1236441), comprising a housing, a high-pressure cavity connected to the inlet channel, an internal low-pressure cavity connected to the output channel and forming a central channel regulating the throttle separating cavities of high and low pressure and formed by a saddle and a locking member pressed against the saddle by an elastic element, a cavity under the sensing element, which is essentially a damping chamber separated from the low cavity pressure wall of the housing with a connecting hole in it, located coaxially with the Central channel and communicating the low pressure cavity with a damping chamber by means of an ejector formed by a tube and a cylinder rigidly fixed in the connecting hole of the housing wall, and the tube is mounted with an axial and radial clearance in the cylinder, a sensitive element in the form of a membrane embedded in the body of the membrane, forming another wall of the damping chamber and interacting with the task element, push an axle mounted with the possibility of axial movement in the housing and connecting the sensitive element to the locking body, the pusher passing through the ejector tube with a radial clearance and, at least along the entire length of this tube, is made with a constant cross section, and the output channel communicates directly with the central channel and is located at an angle to it.

Известному регулятору присущи следующие недостатки:
направление движения потока газа в начале центрального канала и направление эжекции из зазора между цилиндром и трубкой расположены под прямым углом к оси выходного канала, что приводит к неупорядоченности движения газового потока и существенному снижению эжекционного эффекта, несмотря на применения скоса в цилиндре, направленного в сторону выходного канала, что в конечном итоге приводит к снижению точности регулирования:
исполнение эжектора из дополнительных элементов жестко закрепленной в цилиндрическом отверстии стенки корпуса трубки и цилиндра, закрепленного на запорном органе, усложняет конструкцию регулятора;
не регламентированы параметры регулятора, в частности, площадь сечения зазора между толкателем и трубкой, от которых зависит устойчивость его работы; при неверно выбранных параметрах регулятора в полости низкого давления возникают вынужденные противофазные колебания давления газа, частота которых может быть близка или равна частоте собственных колебаний системы подвижных элементов регулятора (элемент задания, упругий элемент, мембрана, толкатель, запорный элемент), и в этом случае регулятор входит в автоколебательный (резонансный) режим;
сравнительно повышенная металлоемкость, так как регулирующий дроссель и полость высокого давления размещены непосредственно в корпусе, а это требует увеличения габарита корпуса и расхода металла, зачастую дефицитного, например, латуни.A well-known regulator has the following disadvantages:
the direction of gas flow at the beginning of the central channel and the direction of ejection from the gap between the cylinder and the tube are located at right angles to the axis of the outlet channel, which leads to a disordered movement of the gas stream and a significant decrease in the ejection effect, despite the use of a bevel in the cylinder directed towards the outlet channel, which ultimately leads to a decrease in the accuracy of regulation:
the execution of the ejector from additional elements rigidly fixed in the cylindrical hole of the wall of the tube body and the cylinder, mounted on a locking body, complicates the design of the regulator;
regulator parameters are not regulated, in particular, the cross-sectional area of the gap between the pusher and the tube, on which the stability of its operation depends; with incorrectly selected regulator parameters, forced antiphase oscillations of gas pressure arise in the low-pressure cavity, the frequency of which can be close to or equal to the natural frequency of the system of moving elements of the regulator (reference element, elastic element, membrane, pusher, locking element), and in this case the regulator enters self-oscillating (resonant) mode;
a comparatively increased metal consumption, since the regulating throttle and the high-pressure cavity are located directly in the housing, and this requires an increase in the dimensions of the housing and the consumption of metal, often scarce, for example, brass.

Задачей изобретения является повышение точности и стабильности автоматического поддержания давления за счет повышения плавности газового потока в полости низкого давления и эффективности эжекции, а также обеспечение устойчивости регулирования за счет исключения возможности автоколебательного процесса в регуляторе, при одновременном упрощении конструкции и снижении металлоемкости. The objective of the invention is to increase the accuracy and stability of automatic pressure maintenance by increasing the smoothness of the gas stream in the low pressure cavity and ejection efficiency, as well as ensuring stability of regulation by eliminating the possibility of a self-oscillating process in the regulator, while simplifying the design and reducing metal consumption.

Указанная задача решена тем, что в регуляторе расхода газа, содержащем корпус, полость высокого давления, соединенную с входным каналом, внутреннюю полость низкого давления, соединенную с выходным каналом и образующую центральный канал, регулирующий дроссель, разделяющий полости высокого и низкого давления и образованный седлом и запорным органом, поджатым к седлу упругим элементом, демпфирующую камеру, отделенную от полости низкого давления стенкой корпуса с соединительным отверстием в ней, расположенным соосно с центральным каналом и сообщающим полость низкого давления с демпфирующей камерой, чувствительный элемент в виде заделанной в корпус мембраны, образующей другую стенку демпфирующей камеры и взаимодействующей с элементом задания, толкатель, установленный с возможностью осевого перемещения в корпусе и связывающий чувствительный элемент с запорным органом, причем толкатель проходит через соединительное отверстие в стенке корпуса с зазором, а выходной канал сообщается непосредственно с центральным каналом и расположен под углом к нему, а также подводящий штуцер и вспомогательные каналы в корпусе, согласно изобретению, вход в выходной канал прилегает непосредственно ко входу в соединительное отверстие, а параметры регулятора связаны соотношением:

где:
S минимальная площадь сечения зазора между толкателем и соединительным отверстием, м²;
V максимальный объем демпфирующей камеры, м³;
k безразмерный коэффициент, k 0,01.0,50.This problem is solved in that in the gas flow regulator containing the housing, a high pressure cavity connected to the inlet channel, an internal low pressure cavity connected to the output channel and forming a central channel regulating the throttle that separates the high and low pressure cavities and is formed by a saddle and a locking body, an elastic element pressed to the saddle, a damping chamber, separated from the low-pressure cavity by the housing wall with a connecting hole in it, located coaxially with the central channel and communicating a low-pressure cavity with a damping chamber, a sensing element in the form of a membrane embedded in the housing, forming another wall of the damping chamber and interacting with the task element, a pusher mounted with the possibility of axial movement in the housing and connecting the sensing element with a locking member, the pusher passing through a connecting hole in the wall of the housing with a gap, and the output channel communicates directly with the Central channel and is located at an angle to it, as well as the supply piece uzer and auxiliary channels in the housing, according to the invention, the entrance to the output channel is adjacent directly to the entrance to the connecting hole, and the controller parameters are related by the ratio:

Where:
S minimum cross-sectional area of the gap between the pusher and the connecting hole, m ² ;
V maximum volume of the damping chamber, m ³ ;
k is a dimensionless coefficient, k is 0.01.0.50.

Кроме того, в отличие от известного в регуляторе давления газа, согласно изобретению, толкатель выполнен профилированным, т.е. наряду с участком с постоянным поперечным сечением, проходящим через соединительное отверстие в стенке корпуса, толкатель в зоне центрального канала имеет участок уменьшающегося по направлению к запорному органу поперечного сечения. При таком выполнении толкателя поток газа, обтекая толкатель, более плавно меняет свою траекторию при переходе из центрального канала в выходной канал. In addition, in contrast to the gas known in the gas pressure regulator according to the invention, the pusher is shaped, i.e. along with a section with a constant cross-section passing through the connecting hole in the wall of the housing, the pusher in the area of the central channel has a section decreasing towards the locking member of the cross section. With this embodiment of the pusher, the gas flow flowing around the pusher changes its path more smoothly when moving from the central channel to the output channel.

Плоскость перехода участка толкателя с постоянным поперечным сечением в участок переменного сечения расположена за соединительным отверстием, и когда часть входа в выходной канал перекрывается участком толкателя с постоянным поперечным сечением, площадь входа в выходной канал уменьшается, а в перекрытом толкателем участке входа в выходной канал образуется область эжекции. При этом уменьшение площади входа в выходной канал и совпадение направления эжекции с направлением движения потока газа благоприятно сказываются на усилении эжекционного эффекта и стабильности работы регулятора. The plane of transition of the pusher section with a constant cross section to the variable section section is located behind the connecting hole, and when the part of the entrance to the output channel is overlapped by the pusher section with a constant cross section, the area of the entrance to the output channel decreases, and in the region of the entrance to the output channel blocked by the pusher, an area ejection. In this case, a decrease in the area of entry into the output channel and the coincidence of the direction of ejection with the direction of motion of the gas flow favorably affect the enhancement of the ejection effect and the stability of the controller.

Один из основных параметров описываемого регулятора давления газа - площадь сечения зазора между толкателем и соединительным отверстием. Этот зазор, являющийся по существу демпфирующим дросселем, может быть образован различными сочетаниями форм толкателя и соединительного отверстия (в поперечном сечении), например, при цилиндрическом толкателе соединительное отверстие может иметь продольные пазы или иметь квадратное сечение или, наоборот, при выполнении соединительного отверстия цилиндрической формы толкатель может иметь трехгранную форму или на его цилиндрической поверхности могут быть нанесены продольные риски. One of the main parameters of the described gas pressure regulator is the cross-sectional area of the gap between the pusher and the connecting hole. This gap, which is essentially a damping throttle, can be formed by various combinations of the shapes of the pusher and the connecting hole (in cross section), for example, with a cylindrical pusher, the connecting hole can have longitudinal grooves or have a square section, or, conversely, when making the connecting hole of a cylindrical shape the pusher may have a trihedral shape or longitudinal risks may be applied on its cylindrical surface.

В любом из этих случаев минимальное сечение такого зазора, обеспечивающее работоспособность регулятора, определяется соотношением:

где:
S минимальная площадь сечения зазора между толкателем и соединительным отверстием, м²;
V максимальный объем демпфирующей камеры, м³;
К-безразмерный коэффициент, К 0,01.0,50.In any of these cases, the minimum cross section of such a gap, ensuring the operability of the regulator, is determined by the ratio:

Where:
S minimum cross-sectional area of the gap between the pusher and the connecting hole, m ² ;
V maximum volume of the damping chamber, m ³ ;
K-dimensionless coefficient, K 0.01.0.50.

Минимальное значение демпфирующего зазора и максимальный объем демпфирующей камеры, как показали эксперименты, являются основными параметрами, влияющими на работоспособность регулятора описываемой конструкции. The minimum value of the damping gap and the maximum volume of the damping chamber, as shown by experiments, are the main parameters that affect the operability of the controller of the described design.

Увеличение объема демпфирующей камеры, для обеспечения устойчивой работы регулятора, требует увеличения сечения демпфирующего зазора. An increase in the volume of the damping chamber, to ensure stable operation of the regulator, requires an increase in the cross section of the damping gap.

Значения коэффициента К, связывающего эти параметры определены экспериментальным путем и находятся в диапазоне 0,01 0,50. При значениях коэффициента К < 0,01, т.е. при незначительных величинах зазора между толкателем и соединительным отверстием газ не успевает заполнять демпфирующую камеру (или истекать из демпфирующей камеры) при изменениях расхода газа, т.е. не обеспечивается обратная связь по давлению, что приводит к изменению выходного давления, при этом снижается точность регулирования. При значениях коэффициента К > 0,50, т. е. при значительных величинах зазора между толкателем и соединительным отверстием наблюдается возникновение автоколебаний газа в регуляторе, что приводит к резонансным эффектам (увеличивается амплитуда колебаний выходного давления), т.е. снижается устойчивость регулирования. The values of the coefficient K connecting these parameters are determined experimentally and are in the range of 0.01 0.50. When the values of the coefficient K <0.01, i.e. with insignificant clearance between the pusher and the connecting hole, the gas does not have time to fill the damping chamber (or flow out of the damping chamber) with changes in gas flow, i.e. pressure feedback is not provided, which leads to a change in the outlet pressure, while the accuracy of regulation is reduced. At values of the coefficient K> 0.50, i.e., at significant values of the gap between the pusher and the connecting hole, self-oscillations of gas occur in the regulator, which leads to resonance effects (the amplitude of the oscillations of the output pressure increases), i.e. stability of regulation decreases.

Обеспечение функций демпфирования и эжекции без применения дополнительных элементов позволяет существенно упростить конструкцию регулятора. Providing damping and ejection functions without the use of additional elements can significantly simplify the design of the regulator.

Целесообразно, с точки зрения простоты изготовления толкателя, толкатель в зоне центрального канала выполнить с коническим участком. It is advisable, from the point of view of ease of manufacture of the pusher, the pusher in the area of the Central channel to perform with a conical section.

Этот конический участок сужается по направлению к запорному органу, как и предусмотрено изобретением. This conical section narrows towards the locking member, as provided by the invention.

Для более плавного и полного поворота газового потока целесообразно толкатель в зоне центрального канала выполнить с участком, имеющим в продольном сечении форму четверти эллипса, одна ось которого параллельна оси толкателя. Такая форма толкателя обеспечивает плавную траекторию газового потока, без резких поворотов, на которых обычно происходит неуправляемое падение давления газа, хотя, с точки зрения простоты изготовления, эта форма выполнения толкателя уступает предыдущей, конической. For a smoother and more complete rotation of the gas flow, it is advisable to carry out the pusher in the area of the central channel with a section having a longitudinal section in the form of a quarter of an ellipse, one axis of which is parallel to the axis of the pusher. This form of the pusher provides a smooth trajectory of the gas flow, without sharp turns, which usually cause an uncontrolled drop in gas pressure, although, from the point of view of ease of manufacture, this form of execution of the pusher is inferior to the previous conical one.

Для плавного расширения потока газа на входе в полость низкого давления и исключения его завихрения при дальнейшем изменении направления движения в полости низкого давления и в выходном канале, а также уменьшения возмущающих воздействий на подвижную систему и тем самым повышения устойчивости и точности регулирования, целесообразно центральный канал на участке седла, по меньшей мере, частично выполнить с коническим сужением в направлении к запорному органу. In order to smoothly expand the gas flow at the inlet to the low-pressure cavity and to exclude its turbulence with a further change in the direction of motion in the low-pressure cavity and in the outlet channel, as well as to reduce disturbing effects on the moving system and thereby increase the stability and accuracy of regulation, it is advisable to use plot of the saddle, at least partially performed with a conical narrowing in the direction of the locking body.

С точки зрения создания оптимальных газодинамических условий обтекания газом толкателя и минимизации сопротивления движению газа при обтекании толкателя и повороте газового потока, целесообразно диаметр соединительного отверстия в стенке корпуса делать равным диаметру центрального канала. From the point of view of creating optimal gas-dynamic conditions for gas flow around the pusher and minimizing resistance to gas movement during the flow around the pusher and turning the gas stream, it is advisable to make the diameter of the connecting hole in the wall of the housing equal to the diameter of the central channel.

Целесообразно также располагать полость высокого давления и регулирующий дроссель в подводящем штуцере, что позволяет уменьшить суммарный объем внутренних полостей, находящихся под воздействием высокого давления, уменьшить осевой габарит, а, следовательно, и металлоемкость регулятора. It is also advisable to place the high-pressure cavity and the regulating throttle in the inlet fitting, which allows to reduce the total volume of internal cavities under the influence of high pressure, to reduce the axial dimension, and, consequently, the metal consumption of the regulator.

Конструктивно целесообразно выполнить седло в виде втулки, зажатой между корпусом и подводящим штуцером, и в седле выполнить канал, соединяющий полость высокого давления через отверстие в корпусе с одним из вспомогательных каналов. При таком выполнении наиболее простым образом обеспечивается выход высокого давления к измерительному манометру, установленному во вспомогательном канале, и, кроме того, обеспечивается легкая заменяемость седла. Structurally, it is advisable to make a saddle in the form of a sleeve sandwiched between the housing and the supply fitting, and to make a channel in the saddle connecting the high-pressure cavity through an opening in the housing with one of the auxiliary channels. With this embodiment, the most simple way is the output of high pressure to the measuring pressure gauge installed in the auxiliary channel, and, in addition, provides easy replaceability of the seat.

Альтернативным, но также, при определенных условиях, целесообразным вариантом является выполнение седла за одно целое с корпусом и выполнение соединительного канала непосредственно в корпусе. При этом повышается герметичность полости высокого давления, уменьшается число деталей регулятора. An alternative, but also, under certain conditions, advisable option is to perform the saddle in one piece with the body and the implementation of the connecting channel directly in the body. This increases the tightness of the high-pressure cavity, reduces the number of parts of the regulator.

Для уменьшения размеров регулятора и его металлоемкости целесообразно вспомогательные каналы выполнять в корпусе с расположением их осей в одной плоскости с осью выходного канала. To reduce the size of the regulator and its metal consumption, it is advisable to perform auxiliary channels in the housing with the location of their axes in the same plane with the axis of the output channel.

Для повышения эффективности демпфирования при больших расходах газа мембрану чувствительного элемента целесообразно выполнять составной, по меньшей мере, из двух пластин, между которыми образована герметичная полость. To increase the damping efficiency at high gas flow rates, it is advisable to carry out the membrane of the sensor element of at least two plates, between which a sealed cavity is formed.

Наконец, для повышения точности регулирования целесообразно увеличивать степень эжекции из демпфирующей камеры, соединив ее с выходным каналом через отверстие в стенке корпуса. При этом для повышения устойчивости работы регулятора при повышенной эжекции из демпфирующей камеры целесообразно дополнительно соединить демпфирующую камеру с вспомогательными каналами через отверстия в стенке корпуса для организации перетока газа через демпфирующую мембрану. Finally, to increase the accuracy of regulation, it is advisable to increase the degree of ejection from the damping chamber by connecting it to the output channel through an opening in the wall of the housing. At the same time, to increase the stability of the controller during increased ejection from the damping chamber, it is advisable to additionally connect the damping chamber to auxiliary channels through openings in the housing wall for organizing gas flow through the damping membrane.

По сравнению с известными регуляторами давления газа описываемый регулятор, согласно изобретению, имеет повышенную точность регулирования, меньшую металлоемкость, что особенно важно при массовом производстве и использовании при его изготовлении дорогих цветных металлов, а также обладает большей безопасностью в эксплуатации. Compared with the known gas pressure regulators, the described regulator according to the invention has increased regulation accuracy, lower metal consumption, which is especially important in the mass production and use of expensive non-ferrous metals in its manufacture, and also has greater operational safety.

На фиг. 1 изображен общий вид регулятора давления газа, продольный разрез, в сборе; на фиг. 2 то же,(вариант конструкции); на фиг. 3 -поперечный разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 4 вид B фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 5 фрагмент разреза регулятора по выходному и одному из вспомогательных каналов низкого давления, вариант конструкции ( фрагмент разреза C-C фиг.3). In FIG. 1 shows a General view of the gas pressure regulator, a longitudinal section, complete; in FIG. 2 the same, (design option); in FIG. 3 is a cross-sectional view A-A in FIG. one; in FIG. 4 view B of FIG. 1 on an enlarged scale; in FIG. 5 is a fragment of a section of the regulator along the output and one of the auxiliary channels of low pressure, a design variant (a fragment of the section C-C of FIG. 3).

Регулятор содержит корпус 1, полость 2 высокого давления, соединенную с входным каналом 3, полость 4 низкого давления, образующую центральный канал 5, через который проходит толкатель 6, выходной канал 7, соединенный с полостью низкого давления, регулирующий дроссель 8, разделяющий полости высокого 2 и низкого 4 давления и образованный седлом 9 и запорным органом 10, поджатым к седлу 9 упругим элементом 11; демпфирующую камеру 12, отделенную от полости 4 низкого давления стенкой 13 корпуса 1 с соединительным отверстием 14 в ней, расположенным соосно с центральным каналом 5 и соединяющим полость 4 низкого давления с демпфирующей камерой 12; чувствительный элемент 15 в виде заделанной в корпус мембраны 16, образующей другую стенку демпфирующей камеры 12 и взаимодействующей с элементом задания 17; при этом толкатель 6 установлен с возможностью осевого перемещения в корпусе 1 и связывает чувствительный элемент 15 с запорным органом 10, и, кроме того, толкатель 6 проходит через соединительное отверстие 14 в стенке 13 корпуса 1 с зазором, а в зоне центрального канала 5 выполнен с участком уменьшающегося по направлению к запорному органу 10 поперечного сечения. The regulator comprises a housing 1, a high pressure cavity 2 connected to the inlet channel 3, a low pressure cavity 4 forming a central channel 5 through which the pusher 6 passes, an output channel 7 connected to the low pressure cavity, a control throttle 8 that separates the high 2 cavity and low pressure 4 and formed by the saddle 9 and the locking body 10, pressed against the saddle 9 by the elastic element 11; a damping chamber 12 separated from the low-pressure cavity 4 by a wall 13 of the housing 1 with a connecting hole 14 therein located coaxially with the central channel 5 and connecting the low-pressure cavity 4 to the damping chamber 12; a sensing element 15 in the form of a membrane 16 embedded in the housing, forming another wall of the damping chamber 12 and interacting with the task element 17; the pusher 6 is mounted axially movable in the housing 1 and connects the sensing element 15 to the locking element 10, and in addition, the pusher 6 passes through the connecting hole 14 in the wall 13 of the housing 1, and in the zone of the central channel 5 is made with section decreasing towards the locking body 10 of the cross section.

Выходной канал 7 сообщается непосредственно с центральным каналом 5 и расположен под углом к нему, при этом вход в соединительное отверстие 14, центральный 5 и выходной 7 каналы сопрягаются, а плоскость 18 перехода участка толкателя 6 с постоянным поперечным сечением в участок переменного поперечного сечения расположена за соединительным отверстием 14. Часть входа в выходной канал 7 перекрывается участком толкателя 6 с постоянным поперечным сечением, при этом площадь входа в выходной канал 7 уменьшается, а в перекрытом толкателем 6 участке входа в выходной канал 7, расположенным непосредственно за соединительным отверстием, образуется область эжекции 19. The output channel 7 communicates directly with the Central channel 5 and is located at an angle to it, while the entrance to the connecting hole 14, the Central 5 and output 7 channels are mated, and the plane 18 of the transition section of the pusher 6 with a constant cross-section to the plot of variable cross section is located the connecting hole 14. A part of the entrance to the output channel 7 is blocked by a section of the pusher 6 with a constant cross section, while the area of the entrance to the output channel 7 is reduced, and in the section blocked by the pusher 6 and in the outlet channel 7, located directly behind the connecting hole, an ejection region 19 is formed.

Толкатель 6 в зоне центрального канала 5 может быть выполнен с коническим участком, или с участком, имеющим в продольном сечении форму четверти эллипса, одна ось которого параллельна оси толкателя 6, а диаметр соединительного отверстия 14 в стенке корпуса 13 предпочтительно равен диаметру центрального канала 5, который по меньшей мере частично, на участке седла 9, выполнен с коническим сужением в направлении к запорному органу 10. The pusher 6 in the area of the central channel 5 can be made with a conical section, or with a section having a longitudinal section in the form of a quarter of an ellipse, one axis of which is parallel to the axis of the pusher 6, and the diameter of the connecting hole 14 in the wall of the housing 13 is preferably equal to the diameter of the central channel 5, which is at least partially in the area of the seat 9, made with a conical narrowing in the direction of the locking body 10.

Полость 2 высокого давления и регулирующий дроссель 8 расположены в подводящем штуцере 20. The high pressure cavity 2 and the control throttle 8 are located in the inlet fitting 20.

Седло 9 может быть выполнено за одно целое с корпусом 1 (фиг. 2), при этом в корпусе выполнен канал 23, соединяющий полость 2 высокого давления с вспомогательным каналом 21, или (фиг. 1) седло 9 может быть выполнено в виде втулки, зажатой между корпусом 1 и подводящим штуцером 20, а в седле 9 выполнен канал 22, соединяющий полость 2 высокого давления через отверстие 23 в корпусе 1 с вспомогательным каналом 21, на выходе которого установлен, например, манометр высокого давления. The saddle 9 can be made in one piece with the housing 1 (Fig. 2), while the channel 23 is made in the housing, connecting the high-pressure cavity 2 with the auxiliary channel 21, or (Fig. 1) the saddle 9 can be made in the form of a sleeve, sandwiched between the housing 1 and the inlet fitting 20, and in the saddle 9 a channel 22 is made connecting the high-pressure cavity 2 through an opening 23 in the housing 1 with an auxiliary channel 21, at the output of which, for example, a high-pressure gauge is installed.

Вспомогательные каналы канал 21, подводящий газ к манометру высокого давления, канал 24 к манометру низкого давления и канал 25 к предохранительному клапану, выполнены в корпусе 1 с расположением их осей в одной плоскости с осью выходного канала 7. Auxiliary channels channel 21, the gas supply to the high pressure gauge, channel 24 to the low pressure gauge and channel 25 to the safety valve, are made in the housing 1 with their axes in the same plane with the axis of the output channel 7.

Мембрана 16 чувствительного элемента 15 может быть выполнена составной, по меньшей мере, из двух пластин, между которыми образована герметичная демпфирующая полость 26. The membrane 16 of the sensing element 15 can be made composite of at least two plates, between which a sealed damping cavity 26 is formed.

Демпфирующая камера 12 может соединиться с выходным 7 или вспомогательными каналами 24, 25 через отверстия 28 в стенке 13 корпуса 1. The damping chamber 12 can be connected to the output 7 or auxiliary channels 24, 25 through the holes 28 in the wall 13 of the housing 1.

Регулятор работает следующим образом. The regulator operates as follows.

Поток газа из входного канала 3 через входной фильтр 27 поступает в полость 2 высокого давления и через регулирующий дроссель 8 проходит в полость 4 низкого давления. После плавного расширения в конической части центрального канала 5, и направляемый поверхностью толкателя 6 с плавно изменяющимся поперечным сечением, поток газа изменяет свое направление и поступает в выходной канал 7. При этом газ может совершать движение в зазоре между толкателем 6 и соединительным отверстием 14 в стенке корпуса 13, этот зазор по существу является демпфирующим дросселем, и с задержкой по времени увеличивает или уменьшает давление в демпфирующей камере 12 в соответствии с давлением газа в полости 4 низкого давления. Газ также поступает во вспомогательные каналы 24 и 25 и подается к манометру низкого давления и предохранительному клапану соответственно, а также из полости 2 высокого давления через канал 22, выполненный в седле 9, и отверстие 23 в корпусе 1 поступает во вспомогательный канал 21, соединенный с манометром высокого давления. The gas flow from the inlet channel 3 through the inlet filter 27 enters the cavity 2 high pressure and through the control throttle 8 passes into the cavity 4 low pressure. After smooth expansion in the conical part of the central channel 5, and guided by the surface of the pusher 6 with a smoothly changing cross section, the gas flow changes its direction and enters the outlet channel 7. In this case, the gas can move in the gap between the pusher 6 and the connecting hole 14 in the wall case 13, this gap is essentially a damping throttle, and with a time delay increases or decreases the pressure in the damping chamber 12 in accordance with the gas pressure in the low pressure cavity 4. Gas also enters the auxiliary channels 24 and 25 and is supplied to the low pressure gauge and the safety valve, respectively, and also from the high pressure cavity 2 through the channel 22 made in the seat 9, and the hole 23 in the housing 1 enters the auxiliary channel 21 connected to high pressure gauge.

В процессе работы регулятора сила элемента 17 задания, с одной стороны, и сила упругого элемента 11, а также сила, обусловленная давлением газа в демпфирующей камере 12 на чувствительный элемент 15, с другой стороны, уравновешиваются, а величина зазора между запорным органом 10 и седлом 9 регулирующего дросселя 8 зависит от расхода газа регулятора. При изменении расхода газа равновесное состояние регулятора нарушается и после переходного процесса регулятор устанавливается в другое устойчивое состояние. In the process of operation of the regulator, the strength of the task element 17, on the one hand, and the strength of the elastic element 11, as well as the force due to the gas pressure in the damping chamber 12 on the sensing element 15, on the other hand, are balanced, and the gap between the locking element 10 and the seat 9 control throttle 8 depends on the flow of gas regulator. When the gas flow rate changes, the equilibrium state of the regulator is violated and after the transition process the regulator is set to another stable state.

При переходных процессах в полости 4 низкого давления возникают вынужденные противофазные колебания давления газа, частота которых равна частоте резонансных колебаний системы подвижных элементов регулятора (элемент задания 17, упругий элемент 11, мембрана 16, толкатель 6, запорный элемент 10). During transients in the low-pressure cavity 4, forced out-of-phase gas pressure oscillations arise, the frequency of which is equal to the frequency of the resonant oscillations of the system of moving elements of the regulator (task element 17, elastic element 11, membrane 16, pusher 6, locking element 10).

Параметр регулятора величина зазора между толкателем 6 и соединительным отверстием 14 выбирается в соответствии с выражением

где:
S минимальная площадь сечения зазора между толкателем и соединительным отверстием, м²;
V максимальный объем демпфирующей камеры, м³;
К-безразмерный коэффициент, К 0,01.0,50.The parameter of the regulator, the gap between the pusher 6 and the connecting hole 14 is selected in accordance with the expression

Параметры регулятора, удовлетворяющие требованию устойчивости регулирования, позволяют также увеличить в общем уровень демпфирования регулятора, т. е. позволяют резко уменьшить уровень воздействия колебаний давления газа, вызванных другими причинами, а не только вызванных колебательными свойствами подвижной системы регулятора. The parameters of the regulator, satisfying the requirement of stability of regulation, can also increase the overall level of damping of the regulator, i.e., they can drastically reduce the level of influence of gas pressure fluctuations caused by other reasons, and not just caused by the oscillatory properties of the mobile system of the regulator.

При больших расходах газа применяется дополнительное демпфирование с помощью составной мембраны 16, выполненной, по меньшей мере, из двух пластин, между которыми образована герметичная демпфирующая полость 26, при этом демпфирование происходит за счет накопления энергии при деформации мембраны 16 и сжатии воздуха в демпфирующей полости 26 при увеличении давления газа в демпфирующей камере 12, и возврата этой энергии при снижении этого давления. At high gas flow rates, additional damping is applied using a composite membrane 16 made of at least two plates between which a sealed damping cavity 26 is formed, while damping occurs due to energy storage during deformation of the membrane 16 and air compression in the damping cavity 26 with increasing gas pressure in the damping chamber 12, and the return of this energy with a decrease in this pressure.

В процессе истечения газа из полости 4 низкого давления в выходной канал 7 через вход в выходной канал 7 (частично перекрытый толкателем 6), в области эжекции 19 (ограниченной поверхностью толкателя 6, частью перекрытого им входа в выходной канал 7 и общей линией сопряжения соединительного отверстия 14, центрального 5 и выходного 7 каналов) уменьшается давление газа в зависимости от расхода газа, что приводит к уменьшению давления в демпфирующей камере 12 и к компенсации изменения силы элемента 17 задания, вызванного изменением зазора в регулирующем дросселе 8 при изменении расхода газа, при этом давление газа на выходе регулятора стабилизируется. In the process of gas flowing out from the low pressure cavity 4 to the outlet channel 7 through the inlet to the outlet channel 7 (partially blocked by the pusher 6), in the ejection region 19 (limited by the surface of the pusher 6, part of the entrance blocked by it to the outlet channel 7 and the common interface 14, central 5 and output 7 channels) the gas pressure decreases depending on the gas flow, which leads to a decrease in pressure in the damping chamber 12 and to compensate for the change in the force of the task element 17 caused by the change in the clearance in the control throttle 8 when changing the gas flow, while the gas pressure at the outlet of the regulator is stabilized.

При больших расходах газа применяется дополнительное эжектирование, которое наблюдается в процессе прохождения потока газа в выходном канале 7, пересекающего выход отверстия 27 в стенке 13 корпуса 1, соединяющего выходной канал 7 с демпфирующей камерой 12. Дополнительное отверстие 28, соединяющее демпфирующую камеру 12 с вспомогательным каналом 24 или 25, сглаживает броски давления в демпфирующей камере 12 вследствие нестационарного процесса эжектирования. At high gas flow rates, additional ejection is used, which is observed during the passage of the gas flow in the outlet channel 7, crossing the outlet of the hole 27 in the wall 13 of the housing 1, connecting the outlet channel 7 to the damping chamber 12. An additional hole 28, connecting the damping chamber 12 to the auxiliary channel 24 or 25, smooths out pressure surges in the damping chamber 12 due to the non-stationary ejection process.

То, что сочетание всех отличительных признаков формулы изобретения приводит к достижению указанных выше технических результатов, было установлено экспериментальным путем на изготовленных опытных образцах. The fact that the combination of all the distinguishing features of the claims leads to the achievement of the above technical results was established experimentally on manufactured prototypes.

За счет того, что толкатель 6 выполнен с участком уменьшающегося по направлению к запорному органу поперечного сечения, начинающимся за соединительным отверстием 14, а выходной канал 7 прилегает непосредственно ко входу в соединительное отверстие 14 без дополнительных элементов, сочетанием простых конструктивных элементов и их конфигурацией удалось создать эжекцию и демпфирование. Due to the fact that the pusher 6 is made with a section decreasing towards the locking body of the cross section starting behind the connecting hole 14, and the output channel 7 is adjacent directly to the entrance to the connecting hole 14 without additional elements, it was possible to create a combination of simple structural elements and their configuration ejection and damping.

Уровень демпфирования зависит от величины зазора между толкателем 6 и соединительным отверстием 14. Этот параметр подобран экспериментально и установлено, что устойчивая работа регулятора наблюдается в определенном диапазоне параметров регулятора. The level of damping depends on the size of the gap between the pusher 6 and the connecting hole 14. This parameter is selected experimentally and it is established that stable operation of the controller is observed in a certain range of controller parameters.

Пример расчета параметров регулятора. An example of calculating controller parameters.

При объеме демпфирующей камеры 3375 x 10^-9 м³ (3375 мм³) и коэффициенте К 0,2, лежащем в допустимом интервале 0,01 < К < 0,50:

В случае, если зазор между толкателем и соединительным отверстием представляет собой круговое кольцо, и диаметр толкателя d равен 7 x 10^-3 м (7 мм), для определения диаметра соединительного отверстия D необходимо, в соответствии с изобретением, соблюдение условия:

где

площадь кольцевого зазора.With a volume of the damping chamber of 3375 x 10 ^-9 m ³ (3375 mm ³ ) and a coefficient of K 0.2 lying in an acceptable range of 0.01 <K <0.50:

If the gap between the pusher and the connecting hole is a circular ring, and the diameter of the pusher d is 7 x 10 ^-3 m (7 mm), in order to determine the diameter of the connecting hole D, in accordance with the invention, the following conditions must be met:

Where

annular gap area.

После несложных преобразований получаем:

Таким образом, диаметр соединительного отверстия в этом случае равен:

Радиальный зазор между толкателем и соединительным отверстием в этом случае равен:

Соединение выходного канала 7 непосредственно с центральным каналом 5, а также прилегание входа в выходной канал ко входу в соединительное отверстие 14, помимо создания эжекционной области 19 позволяет существенно уменьшить объем полости 4 низкого давления за счет уменьшения ее радиального размера, что приводит к уменьшению радиального габарита и металлоемкости регулятора в целом.After simple transformations we get:

Thus, the diameter of the connecting hole in this case is equal to:

The radial clearance between the pusher and the connecting hole in this case is equal to:

The connection of the output channel 7 directly to the Central channel 5, as well as the fit of the entrance to the output channel to the entrance to the connecting hole 14, in addition to creating an ejection region 19 can significantly reduce the volume of the cavity 4 low pressure by reducing its radial size, which leads to a decrease in the radial dimension and metal consumption of the regulator as a whole.

Описанная конструкция имеет минимальное газодинамическое сопротивление, так как пересечение выходного 7 и центрального 5 каналов расположено непосредственно у регулирующего дросселя 8 при этом каналы от регулирующего дросселя 8 до выхода регулятора имеют минимальную длину, что обеспечивает повышенную точность регулирования и получение повышенной пропускной способности при минимальных габаритах регулятора. The described design has minimal gas-dynamic resistance, since the intersection of the output 7 and central 5 channels is located directly at the control choke 8, while the channels from the control choke 8 to the controller output have a minimum length, which provides increased control accuracy and high throughput with minimum controller dimensions .

То, что часть толкателя 6 на участке центрального канала 5 имеет переменное поперечное сечение и при этом сечение толкателя 6 на этом участке увеличивается по направлению ко входу в выходной канал 7, позволяет плавно изменить направление потока газа и направить его в выходной канал 7 регулятора, обеспечивая при этом дополнительную эжекцию, то есть повышая точность регулирования. The fact that the part of the pusher 6 in the section of the central channel 5 has a variable cross section and the cross section of the pusher 6 in this section increases towards the entrance to the output channel 7, allows you to smoothly change the direction of gas flow and direct it to the output channel 7 of the controller, providing with additional ejection, that is, increasing the accuracy of regulation.

То, что толкатель 6 на участке соединения полости 4 низкого давления с выходным каналом 7 имеет конусную поверхность, позволяет при существенном повышении точности регулирования конструктивно упростить толкатель 6. The fact that the pusher 6 has a tapered surface at the junction of the low-pressure cavity 4 with the outlet channel 7, which makes it possible to constructively simplify the pusher 6 with a significant increase in the accuracy of regulation.

Выполнение толкателя 6 на участке соединения полости 4 низкого давления с выходным каналом 7 в виде тела вращения с образующей в виде четверти эллипса, одна ось которого совпадает с осью толкателя, усиливает эффект эжекции и уменьшает газодинамическое сопротивление в центральном канале 5 за счет плавного изменения направления потока на 90 град. обеспечиваемого формой образующей толкателя 6, начало которой параллельно оси толкателя 6, а конец перпендикулярен этой же оси. The execution of the pusher 6 at the junction of the low-pressure cavity 4 with the output channel 7 in the form of a body of revolution with a generatrix in the form of a quarter of an ellipse, one axis of which coincides with the axis of the pusher, enhances the ejection effect and reduces the gas-dynamic resistance in the central channel 5 due to a smooth change in flow direction at 90 degrees. provided by the form of the generatrix of the pusher 6, the beginning of which is parallel to the axis of the pusher 6, and the end is perpendicular to the same axis.

Степень эжекции определяется формой поверхности центрального канала 5 и толкателя 6 на участке пересечения полости 4 низкого давления и выходного канала 7 и местом расположения плоскости 18 перехода постоянного поперечного сечения толкателя 6 в переменное на этом участке. The degree of ejection is determined by the surface shape of the central channel 5 and the pusher 6 at the intersection of the low pressure cavity 4 and the output channel 7 and the location of the plane 18 of the transition of the constant cross section of the pusher 6 to the variable in this section.

Экспериментально установлено, что максимальная степень эжекции из демпфирующей камеры 12 наблюдается при выполнении толкателя 6 на участке соединения полости 4 низкого давления с выходным каналом 7 в виде тела вращения с образующей в виде одной четверти эллипса и при расположении плоскости 18 перехода ниже входа в соединительное отверстие 14 примерно на одну четверть диаметра выходного канала 7. При этом не наблюдалось перекомпенсации (увеличения выходного давления при увеличении расхода газа), что могло бы привести к неустойчивости регулирования. It has been experimentally established that the maximum degree of ejection from the damping chamber 12 is observed when the pusher 6 is made at the site of the connection of the low-pressure cavity 4 with the output channel 7 in the form of a body of revolution with a generatrix in the form of one quarter of the ellipse and when the transition plane 18 is lower than the entrance to the connecting hole 14 approximately one quarter of the diameter of the outlet channel 7. There was no overcompensation (increase in outlet pressure with an increase in gas flow), which could lead to instability of regulation rations.

Выполнение центрального канала 5 и соединительного отверстия 14 в виде одного цилиндра с постоянным диаметром позволяет при сохранении достигаемых технических результатов, существенно упростить конструкцию регулятора и уменьшить габариты, а следовательно, и металлоемкость. The implementation of the Central channel 5 and the connecting hole 14 in the form of a single cylinder with a constant diameter, while maintaining the achieved technical results, significantly simplify the design of the regulator and reduce the size, and therefore, the metal consumption.

Выполнение части внешней поверхности центрального канала 5 на участке от запорного органа 10 до пересечения с выходным каналом 7 в виде конуса обеспечивает плавное расширение потока газа на входе в полость 4 низкого давления, что исключает его завихрения при дальнейшем изменении направления движения в полости 4 низкого давления и выходном канале 7, а также уменьшает возмущающие воздействия на подвижную систему и, тем самым, повышает устойчивость и точность регулирования. The implementation of part of the outer surface of the Central channel 5 in the area from the locking element 10 to the intersection with the output channel 7 in the form of a cone provides a smooth expansion of the gas flow at the inlet to the cavity 4 of low pressure, which eliminates its swirls with a further change of direction in the cavity 4 of low pressure and the output channel 7, and also reduces the disturbing effects on the mobile system and, thereby, increases the stability and accuracy of regulation.

То, что оси вспомогательных каналов 21, 24 и 25 расположены в одной плоскости с осью выходного канала 7, позволяет уменьшить размеры регулятора, и, следовательно, уменьшить его металлоемкость. The fact that the axis of the auxiliary channels 21, 24 and 25 are located in the same plane as the axis of the output channel 7, allows you to reduce the size of the regulator, and, therefore, reduce its metal consumption.

Расположение полости 2 высокого давления и регулирующего дросселя 8 в подводящем штуцере 20 позволяет уменьшить суммарный объем внутренних полостей, находящихся под воздействием высокого давления, и уменьшить осевой размер корпуса 1, что позволяет уменьшить металлоемкость регулятора. The location of the cavity 2 of the high pressure and the control throttle 8 in the inlet fitting 20 allows to reduce the total volume of the internal cavities under the influence of high pressure, and to reduce the axial size of the housing 1, which allows to reduce the intensity of the regulator.

Регулятор имеет повышенную точность и стабильность регулирования, простую конструкцию и пониженную металлоемкость, повышенную устойчивость регулирования за счет выбора оптимальной конфигурации и расположения элементов, при этом функции демфирования и эжекции выполняются без дополнительных конструктивных элементов. The controller has increased accuracy and stability of regulation, a simple design and reduced metal consumption, increased stability of regulation by choosing the optimal configuration and arrangement of elements, while the functions of damping and ejection are performed without additional structural elements.

Изобретение может быть использовано в баллонных одноступенчатых редукторах, в частности, пропановом, типа БПО-5, или ацетиленовом, типа БАО-5. Типовые сравнительные испытания редукторов типа БПО-5 и серийно выпускаемых редукторов типа БПО-5-2 показали, что масса редуктора БПО-5 составляет не более 0,7 кг при массе 1,6 кг у редуктора БПО-5-2. The invention can be used in single-stage balloon gearboxes, in particular propane, type BPO-5, or acetylene, type BAO-5. Typical comparative tests of gearboxes of the BPO-5 type and commercially available gearboxes of the BPO-5-2 type showed that the mass of the BPO-5 gearbox is no more than 0.7 kg with a mass of 1.6 kg for the BPO-5-2 gearbox.

Изменение давления на выходе редуктора при изменении расхода газа от максимального до минимального значений у редуктора БПО-5 составило в среднем 0,26 кгс/см² а у известных редукторов в среднем 0,4-0,55 кгс/см².The change in pressure at the outlet of the reducer with a change in gas flow from maximum to minimum values for the BPO-5 reducer averaged 0.26 kgf / cm ² and for known reducers an average of 0.4-0.55 kgf / cm ² .

Испытания показали, что у редуктора БПО-5 при более чем в два раза меньшей массе, чем у редуктора БПО-5-2 и меньшем количестве деталей, точность регулирования в два раза выше. Tests have shown that the BPO-5 gearbox with more than two times less mass than the BPO-5-2 gearbox and fewer parts, the control accuracy is twice as high.

При этом регулятор БПО-5 имеет более высокую устойчивость регулирования и повышенную по сравнению с аналогами безопасность. At the same time, the BPO-5 regulator has a higher stability of regulation and increased safety compared to analogues.

Изобретение с наибольшим успехом может использоваться в газовых сетях, в газовых баллонах или других емкостях высокого давления при их подключении к технологической аппаратуре, с целью редуцирования давления газа и его поддержания на стабильном технологическом уровне. The invention with the greatest success can be used in gas networks, in gas cylinders or other high-pressure tanks when connected to technological equipment, in order to reduce the gas pressure and maintain it at a stable technological level.

Claims

1. A gas pressure regulator comprising a housing, a high-pressure cavity connected to the inlet channel, an internal low-pressure cavity connected to the output channel and forming a central channel regulating the throttle that separates the high and low pressure cavities and is formed by a seat and a locking member pressed against a saddle with an elastic element, a damping chamber, separated from the low-pressure cavity by the wall of the housing with a connecting hole in it, located coaxially with the central channel and communicating the low-pressure cavity with a damping chamber, a sensing element in the form of a membrane embedded in the housing, forming another wall of the damping chamber and interacting with the task element, a pusher mounted with the possibility of axial movement in the housing and connecting the sensing element with a locking member, the pusher passing through the connecting hole with a gap , and the output channel communicates directly with the central channel and is located at an angle to it, as well as the supply fitting and auxiliary channels in the housing, distinguishing Make sure that the entrance to the output channel is adjacent directly to the entrance to the connecting hole, and the controller parameters are related by the relation

where S is the minimum cross-sectional area of the gap between the pusher and the connecting hole, m ² ;
V maximum volume of the damping chamber, m ³ ;
k 0.01 0.50 dimensionless coefficient.

2. The regulator according to claim 1, characterized in that the pusher in the area of the central channel is made with a section decreasing towards the locking body of the cross section starting behind the connecting hole.

3. The regulator according to claim 2, characterized in that the pusher in the zone of the central channel is made with a conical section.

4. The controller according to claim 2, characterized in that the pusher in the zone of the central channel is made with a section having a longitudinal section in the form of a quarter of an ellipse, one axis of which is parallel to the axis of the pusher.

5. The controller according to any one of paragraphs.1 to 4, characterized in that the Central channel in the area of the saddle is at least partially made with a conical narrowing in the direction of the locking body.

6. The controller according to claim 1, characterized in that the diameter of the connecting hole in the wall of the housing is equal to the diameter of the Central channel.

7. The regulator according to claim 1, characterized in that the high-pressure cavity and the regulating throttle are located in the inlet fitting.

8. The regulator according to claims 1 and 7, characterized in that the saddle is made in the form of a sleeve sandwiched between the housing and the supply fitting, and a channel is made in the saddle connecting the high-pressure cavity through an opening in the housing with one of the auxiliary channels.

9. The regulator according to claims 1 and 7, characterized in that the saddle is made in one piece with the housing, and in the housing there is a channel connecting the high-pressure cavity with one of the auxiliary channels.

10. The controller according to claim 1, characterized in that the auxiliary channels are made in the housing with the location of their axes in the same plane with the axis of the output channel.

11. The controller according to claim 1, characterized in that the membrane of the sensing element is made up of at least two plates, between which a sealed damping cavity is formed.