RU51761U1

RU51761U1 - GAS REDUCER

Info

Publication number: RU51761U1
Application number: RU2005123724/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Брызгалин; Виталий Васильевич Гапонов; Вячеслав Иванович Евсейкин; Виктор Николаевич Кунцов
Original assignee: Александр Александрович Брызгалин; Виталий Васильевич Гапонов; Вячеслав Иванович Евсейкин; Виктор Николаевич Кунцов
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2006-02-27

Abstract

Полезная модель относится к газовым редукторам прямого действия с поршнем в качестве чувствительного элемента и предназначена для снижения давления газа перед подачей его потребителю. Она может быть использована в составе дыхательных аппаратов и аквалангов в качестве редуцирующего устройства для снижения давления воздуха (дыхательной газовой смеси) перед подачей ее из баллонов со сжатым газом в легочный автомат пользователя, а также как самостоятельное устройство в различных пневматических системах. Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, заключается в конструктивных особенностях размещения поршня с клапаном в корпусе, за счет чего повышается качество регулирования в широком диапазоне температур окружающей среды, а также надежность и простота обслуживания редуктора. Благодаря съемному кронштейну для крепления возможно применение редуктора в аппаратах и пневматических системах с различной компоновкой приборов.The utility model relates to direct-acting gas reducers with a piston as a sensing element and is designed to reduce gas pressure before supplying it to a consumer. It can be used as a part of breathing apparatus and scuba gear as a reducing device to reduce air pressure (respiratory gas mixture) before it is supplied from compressed gas cylinders to the user's lung machine, as well as as an independent device in various pneumatic systems. The technical result achieved in the claimed utility model lies in the design features of the placement of the piston with the valve in the housing, thereby improving the quality of regulation in a wide range of ambient temperatures, as well as the reliability and ease of maintenance of the gearbox. Thanks to the removable bracket for fastening, it is possible to use the gearbox in devices and pneumatic systems with various instrument layouts.

Description

Полезная модель относится к газовым редукторам прямого действия с поршнем в качестве чувствительного элемента и предназначена для снижения давления газа перед подачей его потребителю. Заявленное техническое решение может быть использовано в составе дыхательных аппаратов и аквалангов в качестве редуцирующего устройства для снижения давления воздуха (дыхательной газовой смеси) перед подачей ее из баллонов со сжатым газом в легочный автомат пользователя, а также как самостоятельное устройство в различных пневматических системах.The utility model relates to direct-acting gas reducers with a piston as a sensing element and is designed to reduce gas pressure before supplying it to a consumer. The claimed technical solution can be used as part of breathing apparatus and scuba gear as a reducing device to reduce air pressure (respiratory gas mixture) before it is supplied from compressed gas cylinders to the user's lung machine, as well as as an independent device in various pneumatic systems.

Принцип регулирования давления газа с помощью редуктора прямого действия, имеющего поршень в качестве чувствительного элемента, широко применяется в технике. Например, в известном дыхательном аппарате АИР-300СВ использован редуктор, содержащий корпус, поршень со стойкой и клапаном, пружину, крышку, входной штуцер с фильтром, канал для подключения шланга редуцированного газа и канал для подключения шланга сигнального устройства. Поршень редуктора имеет две посадочные поверхности: большого диаметра для чувствительной части поршня и малого диаметра для стойки с клапаном. Данные посадочные поверхности подвижны и для обеспечения высокого качества регулирования должны быть изготовлены строго концентрично и взаимоувязаны с сопрягаемыми поверхностями в корпусе редуктора. Корпус над поршнем закрыт крышкой с уплотнительным кольцом, которая ограничивает движение поршня вверх, а при сборке редуктора The principle of regulating gas pressure using a direct-acting reducer having a piston as a sensing element is widely used in technology. For example, in the well-known AIR-300SV breathing apparatus, a gearbox was used, comprising a housing, a piston with a stand and a valve, a spring, a cover, an inlet fitting with a filter, a channel for connecting a reduced gas hose and a channel for connecting a signaling device hose. The gearbox piston has two seating surfaces: a large diameter for the sensitive part of the piston and a small diameter for the rack with valve. These landing surfaces are movable and, to ensure high quality control, must be made strictly concentric and interconnected with mating surfaces in the gear case. The housing above the piston is closed by a cover with an o-ring, which restricts the upward movement of the piston, and when assembling the gearbox

предварительно сжимает пружину, установленную под поршнем, до рабочего усилия. Полость редуктора под поршнем сообщается с наружной средой через отверстие в корпусе, поэтому давление на выходе редуктора зависит от давления окружающей среды. Редуктор имеет вынесенный предохранительный клапан, расположенный в канале для подключения шланга редуцированного газа. pre-compresses the spring installed under the piston to a working force. The cavity of the gearbox under the piston communicates with the external environment through an opening in the housing, so the pressure at the outlet of the gearbox depends on the ambient pressure. The gearbox has an external safety valve located in the channel for connecting the reduced gas hose.

Недостатками указанного технического решения являются: наличие статической неопределенности в конструктивной схеме размещения поршня в корпусе, а именно, две пары зависимых контактирующих цилиндрических поверхностей разного диаметра размещены в разных, удаленных друг от друга, частях корпуса, поэтому за счет возможных перекосов силы трения велики и при движении поршня оказывают сопротивление самоустанавливаемости поршня, ухудшая тем самым качество регулирования, особенно при работе редуктора в условиях с низкими температурами окружающей среды. В связи с этим предъявляются повышенные требования к точности и чистоте поверхностей при изготовления деталей редуктора. Рассмотренный редуктор имеет элементы, усложняющие конструкцию, а именно, крышка имеет дополнительное резиновое кольцо для уплотнения; в канале для подключения шланга сигнального устройства дополнительно размещены фильтр и дюза (дроссель), доступ к которым во время эксплуатации затруднен; корпус имеет отфрезерованный кронштейн, что приводит к увеличению металлоемкости и трудоемкости при изготовленииредуктора; предохранительный клапан, вынесенный в канал для подключения шлангаThe disadvantages of this technical solution are: the presence of static uncertainty in the design of the piston in the housing, namely, two pairs of dependent contacting cylindrical surfaces of different diameters are located in different parts of the housing that are remote from each other, therefore, due to possible distortions, the friction forces are large and they move the piston against resistance to self-alignment of the piston, thereby impairing the quality of regulation, especially when the gearbox is operating in low ambient temperatures living environment. In this regard, increased demands are placed on the accuracy and cleanliness of surfaces in the manufacture of gear parts. The considered gearbox has elements that complicate the design, namely, the cover has an additional rubber ring for sealing; in the channel for connecting the hose of the signaling device, a filter and a nozzle (throttle) are additionally placed, access to which is difficult during operation; the housing has a milled bracket, which leads to an increase in metal consumption and labor intensity in the manufacture of the gearbox; safety valve in the hose connection

редуцированного газа, сложен для регулировки и имеет повышенное гидравлическое сопротивление; камера, в которой размещены клапана поршня и седло корпуса, выполнена без учета влияния на работу поршня температурных эффектов, возникающих при дросселировании газа; из-за отсутствия в конструкции поршня угловой фиксации взаимного положения подушки клапана и седла, разборка редуктора для профилактики во время эксплуатации приводит к нарушению его статической герметичности.reduced gas, difficult to adjust and has increased hydraulic resistance; the chamber, in which the piston valves and the seat of the housing are located, is made without taking into account the influence on the piston operation of the temperature effects arising from gas throttling; due to the lack of angular fixation of the relative position of the valve cushion and seat in the piston design, disassembling the gearbox for prophylaxis during operation leads to a violation of its static tightness.

Технический результат, достигаемый в заявленной полезной модели, заключается в создании газового редуктора, содержащего корпус, поршень со стойкой и клапаном, пружину, крышку, входной штуцер с фильтром, предохранительный клапан, канал для подключения шланга редуцированного газа и канал для подключения шланга сигнального устройства, при этом, с целью обеспечения самоустанавливаемости поршня и повышения за счет этого качества регулирования во всем диапазоне рабочих температур, а также с целью упрощения конструкции редуктора, чувствительная часть поршня размещена не в корпусе, а в крышке, которая выполнена в виде цилиндра с посадочной поверхностью и соединена с корпусом с помощью резьбы, обеспечивающей кинематическое разделение двух опорных поверхностей поршня.The technical result achieved in the claimed utility model consists in creating a gas reducer comprising a housing, a piston with a strut and valve, a spring, a cover, an inlet fitting with a filter, a safety valve, a channel for connecting a reduced gas hose and a channel for connecting a signaling device hose, at the same time, in order to ensure the self-alignment of the piston and to increase due to this the quality of regulation in the entire range of operating temperatures, as well as to simplify the design of the gearbox, the sensor Naya part of the piston is not placed in the housing and a cover which is formed as a cylinder with a seat surface and connected to the housing by threads, providing kinematic separation of the two supporting surfaces of the piston.

С целью уменьшения гидравлического сопротивления выходного канала редуктора и уменьшения влияния на работу поршня температурных эффектов, возникающих при дросселировании газа, седло с клапаном размещены в камере, расположенной непосредственно на пересечении In order to reduce the hydraulic resistance of the output channel of the gearbox and to reduce the effect on the piston of the temperature effects that occur during gas throttling, the seat with valve is placed in a chamber located directly at the intersection

трех каналов: канала в корпусе для стойки поршня, канала для подключения шланга редуцированного газа и канала предохранительного клапана.three channels: a channel in the housing for the piston strut, a channel for connecting a reduced gas hose and a pressure relief valve channel.

С целью защиты от влаги и пыли подвижных поверхностей поршня, сообщение задающей полости редуктора под поршнем с наружной средой выполнено через винтовой зазор резьбового соединения крышки и корпуса.In order to protect the piston moving surfaces from moisture and dust, the drive cavity of the gearbox under the piston communicates with the external medium through the screw clearance of the threaded connection between the cover and the housing.

С целью обеспечения возможности в процессе эксплуатации многократной разборки редуктора для профилактики без потери статической герметичности его клапана, корпус и стойка поршня имеют конструктивный элемент для их взаимной угловой фиксации в виде сопрягаемых плоских граней, что сохраняет при повторных сборках взаимное положение первоначально приработанной подушки клапана и седла.In order to ensure the possibility of multiple disassembly of the gearbox for prevention during operation without losing the static tightness of its valve, the piston body and piston stand have a structural element for their mutual angular fixation in the form of mating flat faces, which preserves the mutual position of the originally worked-in valve cushion and seat during reassembly .

С целью снижения металлоемкости редуктора и возможности применения его в аппаратах с различной компоновкой приборов, кронштейн редуктора выполнен штампованным и съемным, с креплением к корпусу с помощью винтов.In order to reduce the metal consumption of the gearbox and the possibility of its use in devices with different configurations of devices, the gearbox bracket is stamped and removable, fastened to the housing with screws.

Конструкция заявленной полезной модели изображена на фиг.1.The design of the claimed utility model is depicted in figure 1.

Редуктор (фиг.1) содержит корпус 1, крышку 2, которая связана с корпусом резьбовым соединением 3, пружину 4, которая установлена под поршнем в задающей полости 5 редуктора, предохранительный клапан 6, входной штуцер 7 с фильтром 8, кронштейн 9, закрепленный на корпусе The gearbox (figure 1) contains a housing 1, a cover 2, which is connected to the housing by a threaded connection 3, a spring 4, which is installed under the piston in the driving cavity 5 of the gearbox, a safety valve 6, an inlet fitting 7 with a filter 8, an arm 9 mounted on housing

винтами 10, поршень 11 со стойкой 12 и клапаном 13. В корпусе имеются: канал 14 для газа высокого давления, седло 15 с отверстием 16, камера 17, канал 18 в корпусе для стойки 12, канал 19 для подключения шланга редуцированного газа, канал 20 предохранительного клапана, канал 21 для подключения шланга сигнального устройства. Стойка 12 имеет в центре канал 22, связывающий газовую полость 23 над поршнем с каналом 19. На наружной поверхности стойки выполнена грань 24 для угловой фиксации поршня 11 относительно корпуса 1. Корпус 1 также имеется грань 25, взаимно сопряженную с гранью 24 на стойке 12. Для герметизации внутренней полости редуктора имеются уплотнения 25 и 26. Сообщение с наружной средой задающей полости 5 под поршнем 11 выполнено с помощью винтового зазора 27 в резьбовом соединении 3 и отверстия 28 в проточке крышки.with screws 10, a piston 11 with a stand 12 and a valve 13. In the housing there are: a channel 14 for high pressure gas, a seat 15 with an opening 16, a chamber 17, a channel 18 in the housing for a rack 12, a channel 19 for connecting a reduced gas hose, channel 20 safety valve, channel 21 for connecting the hose of the alarm device. The stand 12 has a channel 22 in the center that connects the gas cavity 23 above the piston to the channel 19. A face 24 is made on the outer surface of the stand for angularly fixing the piston 11 relative to the housing 1. The housing 1 also has a face 25 interconnected with face 24 on the stand 12. To seal the inner cavity of the gearbox there are seals 25 and 26. Communication with the external environment of the driving cavity 5 under the piston 11 is made using a screw gap 27 in the threaded connection 3 and the hole 28 in the groove of the cover.

Редуктор работает следующим образом.The gearbox operates as follows.

В исходном положении поршень 11 под воздействием сжатой пружины 4 находится в верхнем положении и упирается в дно крышки 2. Сжатие пружины 4 до рабочего усилия производится во время сборки редуктора при установке крышки. В исходном положении клапан 13 находится в открытом положении, при этом кольцевой зазор между клапана 13 и седлом 15 максимален, отверстие 16 открыто для прохода газа. При подаче газа высокого давления во входной штуцер 7 он проходит через фильтр 8, канал 14, отверстие 16 в седле 15, поступает под клапан 11, где дросселируется до заданного давления, и через камеру 17 направляется в In the initial position, the piston 11 under the influence of a compressed spring 4 is in the upper position and abuts against the bottom of the cover 2. Compression of the spring 4 to the working force is performed during assembly of the gearbox when the cover is installed. In the initial position, the valve 13 is in the open position, while the annular gap between the valve 13 and the seat 15 is maximum, the hole 16 is open for gas passage. When high pressure gas is supplied to the inlet fitting 7, it passes through a filter 8, a channel 14, an opening 16 in the seat 15, enters under the valve 11, where it is throttled to a predetermined pressure, and through the chamber 17 is directed to

канал 19 и далее к потребителю. В связи с тем, что в первоначальный момент клапан 13 полностью открыт, давление газа в камере 17 повышается, и поскольку она каналом 22 в стойке 12 связана с газовой полости 23, давление над поршнем так же повышается. Из-за увеличивающейся разности давления в полости 23 над клапаном и давления в задающей полости 5 под клапаном, которое равно давлению наружной средой, поршень 11 с клапаном 13, начинает двигаться вниз, сжимая пружину 4 и уменьшая зазор между клапаном 13 и седлом 15. В случае отсутствия потребления газа через канал 19, клапан 13 полностью закрывается. При возникновении расхода через канал 19, давление в камере 17 понижается, соответственно понижается давление в полости 23, пружина 4 отжимает поршень 11 вверх, клапан 13 открывается и с помощью величины зазора между клапаном 13 и седлом 15 автоматически поддерживает давление на выходе из редуктора. Таким образом, при работе редуктора поршень 11 со стойкой 12 и клапаном 13 находится в динамическом равновесии, определяемом балансом сил от давления газа в полости 23 над поршнем, упругого воздействия пружины 4 под поршнем и сил трения при движении контактирующих поверхностей поршня, корпуса и крышки. При этом благодаря резьбовому соединению 3 крышки 2 с корпусом 1 компенсируются избыточные связи, увеличивающие силы трения, и поршень 11, как чувствительный элемент редуктора, обеспечивает необходимое качество регулирования.channel 19 and on to the consumer. Due to the fact that at the initial moment the valve 13 is fully open, the gas pressure in the chamber 17 rises, and since it is connected by a channel 22 in the rack 12 to the gas cavity 23, the pressure above the piston also increases. Due to the increasing pressure difference in the cavity 23 above the valve and the pressure in the driver cavity 5 under the valve, which is equal to the pressure of the external medium, the piston 11 with the valve 13 starts to move down, compressing the spring 4 and reducing the gap between the valve 13 and the seat 15. In in the absence of gas consumption through the channel 19, the valve 13 is completely closed. When a flow occurs through the channel 19, the pressure in the chamber 17 decreases, the pressure in the cavity 23 decreases, the spring 4 pushes the piston 11 upward, the valve 13 opens and automatically maintains the pressure at the outlet of the pressure reducer using the gap between the valve 13 and the seat 15. Thus, when the gearbox is operating, the piston 11 with the stand 12 and the valve 13 is in dynamic equilibrium, determined by the balance of forces from the gas pressure in the cavity 23 above the piston, the elastic action of the spring 4 under the piston and the friction forces when the contact surfaces of the piston, housing and cover move. In this case, due to the threaded connection 3 of the cover 2 with the housing 1, excessive bonds that increase the friction forces are compensated, and the piston 11, as a sensitive element of the gearbox, provides the necessary control quality.

Разборка редуктора во время эксплуатации для профилактики производится путем раскручивания резьбового соединения 3, снятия крышки 2, извлечения поршня 11 со стойкой 12 и клапаном 13, при этом благодаря граням 24 на стойке 13 и 25 в корпусе 1 повторная сборка не нарушает первоначально приработанное взаимное положение подушки клапана и седла корпуса, что обеспечивает статическую герметичность закрытия клапана 12 при отсутствии потребления газа пользователем.The disassembly of the gearbox during operation for prophylaxis is carried out by unscrewing the threaded connection 3, removing the cover 2, removing the piston 11 with the strut 12 and valve 13, while thanks to the faces 24 on the strut 13 and 25 in the housing 1, reassembly does not violate the pillow’s original relative position valve and seat seats, which provides static tightness of the closing of the valve 12 in the absence of gas consumption by the user.

Заявленная полезная модель выполнена из известных материалов с применением известных технологий и может быть широко использована в дыхательных аппаратах различного назначения, а также других пневматических системах.The claimed utility model is made of known materials using known technologies and can be widely used in breathing apparatus for various purposes, as well as other pneumatic systems.

Claims

1. A gas reducer comprising a housing, a piston with a stand and a valve, a spring, a cover, an inlet fitting with a filter, a safety valve, a channel for connecting a hose of a reduced gas and a channel for connecting a hose of an alarm device, characterized in that the sensitive part of the piston is not placed the housing, and in the cover, which is made in the form of a cylinder with a seating surface and is connected to the housing by means of a thread, providing a kinematic separation of the two supporting surfaces of the piston.

2. The gas reducer according to claim 1, characterized in that the seat with the valve is located in a chamber located directly at the intersection of three channels: a channel in the housing for the piston rack, a channel for connecting a reduced gas hose and a pressure relief channel.

3. The gas reducer according to claim 1, characterized in that the cavity of the reducer under the piston with the external medium communicates through a screw clearance of the threaded connection of the cover and the housing.

4. The gas reducer according to claim 1, characterized in that the body and the piston stand have a structural element for their mutual angular fixation in the form of mating flat faces, which preserve the mutual position of the initially used valve cushion and seat when reassembling.

5. The gas reducer according to claim 1, characterized in that the gearbox bracket is stamped and removable, fastened to the housing with screws, providing a different arrangement of the device.