SU868717A2

SU868717A2 - Pressure regulator

Info

Publication number: SU868717A2
Application number: SU792855506A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Ильич Савин
Original assignee: Войсковая Часть 11284
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1981-09-30

Description

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА(54) GAS PRESSURE REGULATOR

II

Изобретение относитс к пневмоав|томатике и может найти применение в различньтх отрасл х прО1 ьшшенности и транспорта при понижении давлени рабочей среды в пневмоав,томатических системах.The invention relates to pneumatic gravity and can be used in various areas of productivity and transport when the pressure of the working medium in pneumatic and mechanical systems is lowered.

Ш основному авт.св. № 752253 известен регул тор давлени газа, еодержащий корпус с входной и выходной полост ьш, в котором установпены подпружиненный дросселируюпщй клапан с толкателем, чувствительный элемент поршневого типа и пружина задани . В корпусе установлен также двухступенчатый полый поршень, подпружиненплй в сторону большей ступени, торец меньшей ступени которого св зан с толкателем подпружиненного дросселирующего клапана и расположен в выходной полости, соединенной с надпоршневой полостью двухступенчатого полого поршн каналом с дросселем il.J. ;. Данный регул тор имеет хорошие динамические характеристики при резких изменени х выходного давлени (расхода), однако при медлен 1Х изменени х пониженного давлени (расхода ) газа он показывает невысокую чувствительность.W main auth.St. No. 752253 is known for a gas pressure regulator, an enclosure with an inlet and an outlet cavity, in which a spring-loaded throttling valve with a pusher is installed, a piston-type sensing element and a setpoint spring. The housing also has a two-stage hollow piston, spring-loaded in the direction of a higher stage, the lower end of which is connected to the pusher of a spring-loaded throttling valve and located in the outlet cavity connected to the over-piston cavity of the two-stage hollow piston with an il.J. ;. This regulator has good dynamic characteristics with abrupt changes in output pressure (flow), however, with slow 1X changes of reduced pressure (flow) of gas, it shows low sensitivity.

Цепь изобретени - повьвпение точности регул тора.The circuit of the invention is to increase the accuracy of the regulator.

Указанна цель достигаетс тем, что известный регул тор давлени газа дополнительно содержит установленto ный в корпусе дополнительный поршень , подпружиненшлй регулируемой пружиной в сторону выходной полости, причем в поршне выполнена полость, в которой установлен двухступенчатый This goal is achieved by the fact that the well-known gas pressure regulator additionally contains an additional piston installed in the housing, a spring-loaded adjustable spring in the direction of the output cavity, with a cavity in which the two-stage valve is installed in the piston.

ts полый поршень.ts hollow piston.

При таком выполнении регул тора воздействие на величину дросселирующей щели дополнительного поршн противоположно воздействию двухступен10 чатого поршн при медленных изменени х выходных параметров газа. Дополнительный поршень компенсирует уменьшение величины дросселирующей цели двухступенчатым поршнем при медленном понижении выходного давлени и компенсирует увеличение величины дросселирукщей щели двухступенчатым поршнем при медленном повьппении выходного давлени . В результате точность и чувствительность регул тора обеспечиваетс высокими при его работе на всех режимах. На чертеже представлен предлагавмый регул тор, разрез. Регул тор давлени газа содержит корпус 1 с входной 2 и И11ХОДНОЙ 3 полост ми. В корпусе размещен р гулируемый винтом 4 через тарель 5 и нагруженный пружиной 6 задани чувствительный элемент 7 поршневого типа (поршень), в котором выполнено седло 8 и центральное гнездо 9, сообщенноо . каналами 10 с выполненной на наружной поверхности элемента между его уплотнительными по сками П и 12 кольцевой проточкой 13, полость которой сообщена с входной полостью 2. В центральном гнезде 9 чувствительного элемента 7 размещен дросселирукнций клапан 14 с пружиной 15 и толкателем 16, проход щим чере канал 17 седла 8. В корпусе i размещен дополнительный поршень 18, нагруженный в сторону выходной поло ти регулируемой пружиной 19, сжатие которой регулируетс регулировочным винтом 20 через тарель 21. В дополнительном поршне 18 выполнена соосна ему полость 22, в которой размещен двухступенчатый польй поршень 23, нагруженный в сторону большей ступени пружиной 24 и взаимодействующий обращенным к выходной полости 3 торцом 25 меньшей ступени с то кателем 16 дросселирующего клапана Шходна полость 3 сообщена с подпоршневой полостью 26 каналом 27 с дросселем 28. Канал 27 с дросселе 28 могут быть выполнены как в двухс пенчатом поршне 23,так и в дополнител ном поршне 18, Нагружающа поршень 2 пружина 24 может быть размещена как в полости 22 поршн J8, так и в выходной полости 3 между чувствительным элементом 7 и торцом 25 поршн 23. Корпус 1 закрыт стаканом 29. Регул тор работает следующим об разом. В исходном состо нии пружина 6 сжата через тарель 5 регулировочил винтом 4. Поршень 7 пружиной 6 мак мально опущен вниз. Пружина 19 так сжата винтом 20 через тарель 21. Дополнительный поршень 18 максимально подн т рчерх пружиной 19. Двухступенчатый полый поршень 23 пружиной 24 прижат к нижнему днищу полости 22 дополнительного поршн 18. Дросселирующий клапан 14 под действием пружины 15 приведен в контакт толкателем 16 с поршнем 23, между клапаном 14 и седлом 8 имеетс небольша щель. Газ высокого давлени подаетс к входной полости 2, откуда он через кольцевзпо проточку 13 и каналы 10 поступает к дросселирующему клапану 14. Газ в щели между клапаном 14 и седлом 8 дросселируетс и по каналу 17 поступает в выходную полость 3. Незначительна начальна щель между клапаном 14 и седлом 8 обуславливает плавность повьш ени давлени в выходной полости. Газ из выходной полости 3 по каналу 27 через дроссель 28 поступает в подпоршневую полость 26 поршн 23. Дроссель. 28 обуславливает еще более плавный рост давлени в полости 26. Поршень 23 под действием давлени в полости 26 постепенно поднимаетс вверх, сжима пружину 24. Подъем поршн 23 приводит через толкатель 16 к подъему над седлом 8 дросселирующего клапана 14. Величина дросселирующей щели увеличиваетс , что приводит к дальнейшему повьш1ению давлени в выходной полости 3. Так как подъем поршн 23 вверх проис-. ходит плавно и медленно, то давление на выходе регул тора повышаетс также плавно. По мере повьш ени давлени в выходной полости 3 чувствительный элемент 7 поднимаетс вверх, сжима пружину 6 задани , а дополнительный поршень 18 опускаетс вниз, сжима пружину 19. При этом проходное сечение между клапаном 14 и седлом 8 уменьшаетс . Если шлход из регул тора закрыт, то при определенном давлении в выходной полости 3 (давлении настройки) клапан 14 перекроет канал 7 седла 8. Поршень 23 под действием давлени газа в полости 26 на неуравновешенную площадь большей ступени подн т вверх и уравновешен усилием пружии 1 24. При отборе газа в объем за регул тором давление газа в полости 3 и сила его воздействи на поршни 7 и 18 снижаютс , поршни под действием пружин 6 и 19 сближаютс между собой , увеличива проходное сечение между клапаном 14 и .седлом 8, Прито газа иа выход регул тора увеличивае с , давление газа в полости 3 оп ть повышаетс . При резких изменени х расхода газа через регул тор давление в выходной полости измен етс р ко. Давление газа в подпоршневой полости 26 из-за дроссел 28 не успевает установитс равным давлению в полости 3, Это приводит к дополни тельному перемещению клапана 14 чер толкатель 16 (изменение проходного сечени ), компенсирующему резкие из менени выходного давлени . Так, при резком увеличении расхо да газа через регул тор давление его в полости 3 резко уменьшаетс , а давление в полости 26 остаетс прежним. Под действием этого давлени поршень 23 поднимаетс вверх от носительно дополнитешьного поршн 18, поднима вверх и клапан 14, Величина дросселирующей щели увеличив етс за счет перемещени поршн 23, компенсиру обусловленное трением и инерционностью запаздывание в перемещении поршней 7 и 18. При резко уменьшении расхода газа через регул тор последний работает аналогично, только реакци поршн 23 обуславливает резкое уменьшение дросселирующей щели между клапаном 14 и седлом По мере восстановлени величинь выходного давлени в полости 3 при изменении расхода газа двухступенча тый поршень 23 ( за счет выравнивани давлени в полост х 3 и 26) .занимае прежнее положение. Между силами, действующими на подвижную систему регул тора, устанавливаетс динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа через регул тор. При изменении расхода д:ц1намическое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели. Если выходное давление понижаетс медленно (плавно), то это пониже ние успевает устанавливатьс в полости 26, Под действием пружины 24 двухступенчатый поршень 23 опускаетс вниз, уменьша величину дросселирующей щели, вместо того, чтобы ее увеличить. Однако дополнительный пор шень 18 при этом под действием пружины 19 поднимаетс вверх, увеличив ва проходное сечение регул тора. 176 Последнее не только компенсирует уменынение щели между клапаном 14 и седлом 8 двухступенчатым поршнем 23, но и обеспечивает (дополнительно к реакции чувствительного элемента 7 на понижение выходного давлени ) необходимое открытие клапана 14 дл компенсации отбора газа в объем за регул тором. При плавном повьш1ении выходного давлени вьше давлени настр- йки плавно повьш1аетс также давление в полости 26. Поршень 23 под действием повышенного давлени в полости 26 на неуравновешенную площадь поднимаетс вверх, стрем сь подн ть над седпом 8 дросселирующий клапан 14. Но этого не происходит, так как при этом дополнителbHbrtJ поршень 18 опускаетс вниз, сжима пружину 19. Опускание вниз поршн 18 больше, чем подъем вверх поршн 23. В результате проходное сечение между клапаном 14 и седпом 8 уменьшаетс . Предлагаемьй регул тор исключает резкие забросы выходного давлени при резкой подаче давлени на его вход и обеспечивает высокую плавность повьшгени давлени на выходе при резком, например от электропневмоклапана , поступлении газа на вход. Регул тор давлени имеет три чувствительных элементапоршни 7, 18 и 23, первые два из которых реагируют на статические изменени выходного давлени , а поршень 23 на скорость изменени выходного давени . Это обуславливает высокую чувствительность регул тора и высокую точность его работы. Кроме того, в предлагаемом регул торе существено ограничена возможность колебаний авлени газа на выходе и повьш1ена стойчивость его к автоколебани м. При иэменении расхода газа через егул тор последний обеспечивает ыстрое и плавное восстановление еличины давлени на выходе, причем н реагирует с высокой чувствительостью как на резкие, так и на меденные изменени выходных параметров аза. Щ)едлагаемый регул тор имеет таке высокие динамические характеристии и со значительшлм положительным езультатом может заменить многие ружинные газовые редукторы.With this adjustment of the regulator, the effect on the value of the throttling gap of the additional piston is opposite to the effect of the two-stage piston with slow changes in the output parameters of the gas. The additional piston compensates for the decrease in the throttling target value by the two-stage piston at a slow decrease in the output pressure and compensates for the increase in the throttling gap value by the two-stage piston at a slow output pressure. As a result, the accuracy and sensitivity of the controller is ensured when it is high in all modes. The drawing shows the proposed controller, section. The gas pressure regulator comprises a housing 1 with an inlet 2 and an inlet 3 cavity. In the housing there is a controllable screw 4 placed through the plate 5 and loaded with a spring 6 setting sensing element 7 of the piston type (piston), in which the seat 8 and the central seat 9 are connected. channels 10 with an annular groove 13 formed on the outer surface of the element between its sealing pits P and 12, the cavity of which is in communication with the entrance cavity 2. A valve 14 with a spring 15 and a pusher 16 passing through the channel is placed in the central socket 9 of the sensitive element 7 17 of the seat 8. In the case i, an additional piston 18 is placed, loaded in the direction of the output side by an adjustable spring 19, the compression of which is adjusted by the adjusting screw 20 through the plate 21. In the additional piston 18 is coaxial to it An awn 22, in which a two-stage pollen piston 23 is placed, is loaded in the direction of the higher stage by the spring 24 and communicates the lower stage 25 facing the output cavity 3 with the end 16 of the throttling valve. The passage cavity 3 communicates with the piston cavity 26 through channel 27 with the throttle 28. Channel 27 with the throttle 28 can be made both in the double piston piston 23 and in the additional piston 18. The loading piston 2 spring 24 can be placed both in the cavity 22 of the piston J8 and in the output cavity 3 between the sensing element 7 end 25 of the piston 23. The housing 1 is closed glass 29. The controller operates as follows. In the initial state, the spring 6 is compressed through the plate 5 and adjusted with a screw 4. The piston 7 with the spring 6 is maximally lowered down. The spring 19 is so compressed by the screw 20 through the plate 21. The additional piston 18 is maximally raised by the spring 19. The two-stage hollow piston 23 by the spring 24 is pressed against the lower bottom of the cavity 22 of the additional piston 18. The throttle valve 14 is spring-loaded and is brought into contact by a pusher 16 with the piston 23, there is a small gap between the valve 14 and the seat 8. High-pressure gas is supplied to the inlet cavity 2, from where it is fed through the annular groove 13 and the channels 10 to the throttling valve 14. The gas in the gap between the valve 14 and the seat 8 is throttled and through the channel 17 enters the output cavity 3. A slight initial gap between the valve 14 and the saddle 8 causes a smooth increase in pressure in the outlet cavity. The gas from the outlet cavity 3 through the channel 27 through the choke 28 enters the sub-piston cavity 26 of the piston 23. The choke. 28 causes an even smoother increase in pressure in cavity 26. The piston 23 under the action of pressure in cavity 26 gradually rises up, compressing the spring 24. Raising the piston 23 leads through the pusher 16 to rise above the saddle 8 of the throttling valve 14. to further increase the pressure in the output cavity 3. Since the rise of the piston 23 upward is-. walks smoothly and slowly, the pressure at the outlet of the regulator also rises smoothly. As the pressure in the output cavity 3 increases, the sensing element 7 rises upward, compressing the spring 6 of the task, and the auxiliary piston 18 lowers downward, compressing the spring 19. At the same time, the flow area between the valve 14 and the saddle 8 decreases. If the regulator shutoff is closed, then at a certain pressure in the output cavity 3 (set pressure), valve 14 will shut off channel 7 of the seat 8. Piston 23 under the influence of gas pressure in cavity 26 to the unbalanced area of the larger stage is lifted up and balanced by spring force 1 24 When gas is taken into the volume behind the regulator, the gas pressure in cavity 3 and its force on pistons 7 and 18 decrease, the pistons approach each other under the action of springs 6 and 19, increasing the flow area between valve 14 and seat 8, Prito gas ia controller output increased BAE s, the gas pressure in the cavity 3 is again increased. With abrupt changes in gas flow through the regulator, the pressure in the outlet cavity changes p. The gas pressure in the piston cavity 26 due to the throttles 28 does not have time to be set equal to the pressure in the cavity 3. This leads to an additional movement of the valve 14 on the black pusher 16 (change of the flow area) compensating for abrupt changes in the output pressure. Thus, with a sharp increase in the gas flow through the regulator, its pressure in cavity 3 sharply decreases, and the pressure in cavity 26 remains the same. Under the action of this pressure, the piston 23 rises upwardly with respect to the additional piston 18, and the valve 14 rises up. The throttling gap increases by displacing the piston 23, compensating for the retardation of pistons 7 and 18 due to friction and inertia. the regulator of the latter works in the same way, only the reaction of the piston 23 causes a sharp decrease in the throttling gap between the valve 14 and the saddle. As the pressure recovers, the output pressure in cavity 3 gas flow rate changing dvuhstupencha fifth piston 23 (due to pressure equalization in the cavities 3 and 26) .zanimae former position. A dynamic equilibrium is established between the forces acting on the movable system of the controller, corresponding to a certain flow rate of gas through the controller. When changing the flow rate d: tsnamimicheskoe equilibrium occurs at a different value of the throttling gap. If the output pressure decreases slowly (smoothly), then this decrease has time to be established in the cavity 26. Under the action of the spring 24, the two-stage piston 23 is lowered, reducing the throttling gap, instead of increasing it. However, the additional pore 18 at the same time, under the action of the spring 19, rises upward, increasing the flow area of the regulator. 176 The latter not only compensates for the reduction of the gap between the valve 14 and the seat 8 with a two-stage piston 23, but also provides (in addition to the reaction of the sensing element 7 to lower output pressure) the necessary opening of the valve 14 to compensate for gas into the volume behind the regulator. With a smooth increase in the output pressure above the setting pressure, the pressure in the cavity 26 also smoothly increases. The piston 23 under the effect of increased pressure in the cavity 26 on the unbalanced area rises up, try to raise the choke valve 14 above the pressure sensor 8. But this does not happen, so as with this addition, the piston 18 is lowered downward, compressing the spring 19. The lowering of the piston 18 is greater than the lifting of the piston 23 as a result. As a result, the flow area between the valve 14 and the cylinder 8 is reduced. The proposed regulator eliminates abrupt discharge of output pressure during an abrupt supply of pressure to its inlet and ensures a high smoothness of exerting pressure at the outlet with an abrupt gas supply, for example, from an electropneumatic valve. The pressure regulator has three sensing elements, pistons 7, 18, and 23, the first two of which respond to static changes in output pressure, and piston 23 to the rate of change in output pressure. This causes a high sensitivity of the controller and a high accuracy of its operation. In addition, in the proposed controller, the possibility of oscillations of the gas output at the outlet and its stability to self-oscillations is significantly limited. When the flow rate of gas through the regulator is changed, the latter ensures fast and smooth recovery of the output pressure, and it reacts with high sensitivity to sharp and for slow changes in the output parameters of ase. U) the proposed controller also has high dynamic characteristics and with a large positive result can replace many gun gas gearboxes.

Claims

Claim

The gas pressure regulator according to Autost.No. 752253, characterized in that, in order to increase the accuracy of the regulator, it contains an additional piston installed in the housing, which is spring-loaded and regulated by the spring towards the outlet cavity, and the cavity has a two-stage cavity in the piston hollow piston.