SU1043607A1 - Устройство дл регулировани давлени газа - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащее регул тор давлени , в корпусе которого размещен чувствительный элемент, св занный с пружиной задани  и регулирующим органом, размещенным между входной и выходной полост ми, последн   КЗ которых сообщена трубопроводами , в одном из которых установ .лен регулируемый дроссель, с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повьишени  точности устройства, оно снабжено пневматическим клапаном, содержащим подпружиненный регулирующий орган, раздел ющий полость за регулируемым дросселем и полость, соединенную трубо- проводом с пневмоприводом регул тора давлени , и св занный с чувствительнь1м элементом клапана и поршнем, подключенным к полост м до и после регулируемого дроссел , причем в трубопроводе , соедин ющем выходную полость регул тора давлени  с регулируемым дросселем, и на выходе полости пневмопривода установлены дроссели .. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с   тем, что его конструктивные параметры св заны зависимостью FngnP. ДР, РП площадь поршн  клапана; где прплощадь поршн  пневмопривода; клплощадь чувствительного элемента клапана; Fe площадь чувствительного элемента регул тора; ЛР. перепад давлений на чувствительном элементе регул тора; ДР-,. перепад давлений на регули4 руемом дросселе. 00 о:

Description

Изобретение относитс  к .пневмоавтоматике и может быть использовано в качестве автоматической систем регулировани  давлени  перед потребителем газовой среды. Известен регул тор давлени  газа содержащий корпус с входной и выход ной полост ми, разделенными регулирующим органом, св занным штоком с чувствительным элементом, образующим с корпусом полость, Св занную ,трубчатым элементом с выходным пат .рубком расшир ющегос  профил , Формой выходного,патрубка и св зью это го патрубка с полостью чувствительного элемента достигаетс  «некоторое повышение точности регулировани  давлени  газа при изменении расхода рабочей среды 1. Однако при этом невозможно регулировать компенсацию потерь давлени применительно к различным услови м нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  газовый регул тор давлени , содержа щий корпус с входной и выходной полост ми , разделенными регулирующим органом, св занным штоком с чувстви тельным элементом, образующим с кор пусом полость, св занную с участком выходной магистрали уменьшенного сечени  и через сменный дроссель с расширеннымучастком этой магистрали что позвол ет компенсировать потери давлени  в выходной магистрали и регулировать сменой дроссел  компенсацию потерь применительно к различным схемам и параметрам среды 2 . Однако дл  компенсации больших потерь давлени  требуетс  значитель ное уменьшение критического сечени  выходной магистрали, что ограничивает расход регулируемой среда. Кроме того, изменение давлени  в узком сечении квадратично зависит от расхода среды (скорости потока), зависимость давлени  в полости чувствительного элемента от расхода среды становитс  жесткой, что уху дшает динамические характеристики регул тора . Это не позвол ет получить полной компенсации изменени  выходного давлени  при больших расходах среды, что ухудшает, точность устройства. Цель изобретени  - повышение точности устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  регулировани  давлени  газа,содержащем регул тор давлени , в корпусе которого размещен чувствительный элемент, св занный с пружиной задани  и регулирующим органом, размещенным между входной и выходной полост ми, последн   из которых сообщена трубопроводами, в одном из которых установлен регулируемый дроссель, с выходом устройства , выполнен пневматический клапан, содержащий подпружиненный регулирующий орган, раздел ющий полость за регулируелшм дросселем и полость, соединенную трубопроводом с пневмоприводом регул тора давлени , и св занный с чувствительным элементом клапана и поршнем, подключенным к полост м до и после регулируемого дроссел , причем в трубопроводе, соедин ющем выходную полость регул тора давлени  с регулируемым дросселем , и на выходе полости пневмопривода установлены дроссели. При этом конструктивные параметры устройства св заны зависимостью где F.| - площадь поршн  клапана; площадь поршн  пневмопривода; площадь чувствительного элемента клаПана; площадь чувствительного элемента регул тора; перепаддавлений на чувст-. вительном элементе регул тора; перепад давлений на регулируемом дросселе. На чертеже изображена конструктивна  схема устройства. Устройство состоит из регул тора l давлени  и пневматического клапана 2, предназначенного дл  автоматического измерени  гидравлических потерь на выходе и вьздачи пневматического сигнала на регул тор 1 давлени , который состоит из корпуса 3 с входной 4 и выходной 5 полост ми, между которыми установлен регулирующий орган - седло 6 и затвор 7. На чувствительном элементе 8 сравниваютс  увили  от выходного давлени  с одной стороны и от пружины 9 и давлени  в рабочей полости 10 на кольцевую площадь А с другой. Дроссель 11 обеспечивает сообщение рабочей полости 10 с атмосферой и возможность получени  в этой полости переменного давлени . Пневматический клапан 2 состоит из корпуса 12. с входной 13 и выходной 14 полост ми, седла 15, затвора 16 и пружины 17, способствующей перекрытию седла 15 затвором 16. Поршень 18  вл етс  чувствительным элементом, на котором сравниваютс  усили  от давлени  в полости 14 и ео стороны порша  19, . который образует в корпусе пневматического клапана 2 первую 20 и вторую. 21 полости и воспринимает перепад давлений в зоне Б выходной магистрали в. канале 22, имеющем входной 23 и выходной регулируемый 24 дроссели, позвол ющие измен ть давление в канале 22 применительно к потер м давлени  в выходной магистрали. Канал: 25 сообщает выходную 14 и рабочую 10 полости, а канал 26 обеспечивает сообщение первой полости 20 с зоной Б и питание пневматического клапанаГ 2, Из зоны В выходной полости 5 давление подаетс  на вход дроссел  23. Выходной трубопровод 27, с установленным на нем в числе прочих элементов запорным элементом 28, обеспочивают подвод рабочей среды к потребителю и вместе с выходной полостью 5.составл ют объект регулировани  устройства.

Устройство дл  регулировани  давлени  газа работает следующим образом .

В исходном положении устройства, . когда регул тор 1 настроен на требующеес  выходное давление и запорный элемент 28 перекрываету выходною магистраль, поршень усилием пружины 9 поджат к .корпусу 3, эатвор 7 отжат от седла б, поршни 18 и 19 пневматического клапана 2 отжаты пружиной 17 седло 15 перекрыто затвором 16. При подаче входного давлени среда из входной полости 4 поступает в выходную полость 5, а также в первую полость 20 и втрРУЮ полость 21.. В полост х устанавливаетс  выходное давление в безрасходном режиме. Выходное давление передаетс  также во входную полость 13 пневматического клапана 2, но так как давлени  в по .лост х 20 и 21 равны, седло 15 остаетс  перекрытым затвором 16, и давление в рабочей полости 10 равно атмосферному.

При открытии запорного элемента 28 и осуществлении расхода среды давление в зоне Б канала 27 и в первой полости 20 вследствие гидравпй-i ческих потерь становитс  меньше, чем.в выходной полости 5 и ее зоне В Из выходной полости Б череэ .прсто н- ный дроссель 23, регулируемый дрОС сель 24 и канал 26 среда nej eTexater на выход устройства. Канал 22 между, дроссел ми 23 и 24 становитс  проточной полостью, давление в котох й , регулировкой дроссел  24 может быхь изменено. При полностью перекрыто дросселе 24 давление в кансше. 22 г равно давлению в выходной полости 5 г а при полностью открытом дросселе f 24, при сравнительно малом с &ченш дроссел  23, давление в канале 22 равно давлению в зоне Б канала 2t/ Из канала 22 давление передзетой вЪ вторую полость 21.А

Так как местные гидравлические потери давлени , каки потери no-.i не трубопроводов, пропорционг1лыш квадрату скорости, а при неизменном давлении - хвгшрату расхода средаГ то на участке объекта регулироаай и 

от зоны в до зоны Б моделируютс  потери на всей выходной магистрали. Перепад давлений в зонах В и Б, пропорциональный гидравлическим потер м всей магистрали и уменьшенный дроссел ми 23 и 24 применительно к конкретной конструкции устройства (длине выходной магистрали, количес ву местных сопротивлений и т.д.), воздействует, вследствие св зи канала 22 с второй полостью 21 и св зи зоны Б с первой полостью 20, на поршень 19. Усилие поршн  19, эффективна  площадь которого больше эффективной площади чувствительного элемента 18 клапана, передае с  на этот чувствительный элемент 18, который перемещает затвор 16. Рабоча  среда из входной полости 13 клапана поступает через отверстие в седле 1 в выходную полость 14 клапана, в которой создаетс  давление, уравновешивающее чувствительный элемент 18 клапана. Давление из выходной по1ЛОСТИ 14 клапана передаетс  по каналу 25 в рабочую полость привода и, воздейству  иа кольцевую площадь А, создает дополнительное усилие на чувствительном элементе 8 и, следовательно , обеспечивает повышенное на величину полных гидравлических потерь давление в выходной полости

При уменьшении расхода рабочей среды noTpe6HTeheM полные гидравлические потери и пропорциональный им перепад давлений в зонах В и Б уменьшаютс . Пневматический kлaпaн 2, в св зи с. уменьшенным перепадом давлений на порлне 19, начинает отрабаты1аать пониженное выходное давление. Давление в рабочей полост привода за счетутечки среды через дроссель; 11 уменьшаетс , -в св зи с чем уменьшаетс  также до необходимо величины и давление в выходной поло ти 5. ,, , . ;

При увеличении расхода среды потребителем пневматический клапан 2 отрабатывает повьашенное выходное давление. Посредством работы поршн  пневмопривода давление в выходной полости 5 возрастает на величину, компенсирующую увеличившиес  гидрав лические потери.

В случае конструктивных изменений выходной магистрали, вызывающих изменение ее сопротивлени , или в случае установки регул тора 1 совместно с пневматическим клапаном ; 2 в другую магистраль следует регулировкой дроссел  24 увеличить (при. увеличении сопротивлени  магистрали или уменьшить давление в «проточном канале 22, добива сь компенсации магистргшьных гидравлических потерь

Зависимость некоторых конструктивных параметров устройства от перепада давлений на чувствительном

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащее регулятор давления, в корпусе которого размещен чувствительный элемент, связанный с пружиной задания и регулирующим органом, размещенным между входной и выходной полостями, последняя из которых сообщена трубопроводами, в одном из которых установ- .лен регулируемый дроссель, с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно снабжено пневматическим клапаном, содержащим подпружиненный регулирующий орган, разделяющий полость за регулируемым дросселем и полость, соединенную трубо проводом с пневмоприводом регулятора давления, и связанный с чувствительным элементом клапана и поршнем, подключенным к полостям до и после регулируемого дросселя, причем в трубопроводе, соединяющем выходную полость регулятора давления с регулируемым дросселем, и на выходе полости пневмопривода установлены дроссе•ли.

2. Устройство по π. 1 отличающееся тем, что его конструктивные параметры связаны зависи^М?СТЬЮ Fn>P \ ДРи

Ккл Fp ' ЛР₂ где F_n - площадь поршня клапана;

F - площадь поршня пневмопрйво, да;

F_kA - площадь чувствительного элемента клапана;

Fp - площадь чувствительного элемента регулятора;

ΔΡ_ί - перепад давлений на чувствительном элементе регулятора?

ЛР₂. - перепад давлений на регулируемом дросселе.