SU896598A1 - Регул тор давлени газа - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1

Изобретение относитс  к пневмоавтоматике и может быть использовано в различных пневматических системах дл  понижени  давлени  рабочей среды и поддержани  величины пониженного давлени  с высокой точностью.

Известен пружинный редуктор, состо щий из корпуса со ВХОДНЕЛМ и вы ходным каналами и седлом, подпружиненного дросселирующего клапана, взаимодействующего через толкатель с чувствительным элементом, нагру-. женным посредством регулировочного винта рабочей пружины 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  редуктор давлени  газа, содержащий основной и вспомогательный редукторы с общим входным кансшом. Основной и вспомогательный редукторы содержат дросселирующие клапаны, взаимодейст .вующие каждый со своим чувствитель- ным элементом, причем чувствительнбш элемент вспомогательного редуктора нагружен пружиной, а чувствительный элемент основного редуктора - выходным давлением настроечного редуктора 2.

Недостатком такого регул тора давлени   вл етс  зависимость выходного давлени  от величины входного давлени  и динамические забросы давлени  на выходе основного редуктора при резкой подаче давлени  на вход. Первое обусловлено тем, что при изменении величины входного давлени  газа на выходе вспомогательного редуктора также измен етс . Это давление ,  вл  сь управл ющим дл  редук10 тора, переставл ет его дресселирующий клапан в другое положение/ в результате чего давление после основного редуктора измен етс .

При резкой подаче давлени  на 15 вход устройства дросселирующий клапан основного редуктора максимально открываетс f обусловлива  динамический заброс давлени  на выходе последнего . Все это  вл етс  причиной

20 пониженной точности регулировани  и ухудшени  динамических характеристик известного устройства.

Цель изобретени  - повышение точности и улучшение динамических ха25 рактеристик давлени  газа.

Указанна  цель достигаетс  тем, что редуктор давлени  газа, содержгиоий корпус с установленным в нем первым клапаном, св занным с пepвы f 30 чувствительным элементом, управл юща  полость которого сообщена с выходом второго клапана, св занного со вторым чувствительным элементом, и пружину задани  с регулировочным винтом, содержит дроссельное устройство , вход второго клапана сообщен с выходом первого клапана, первый чувствительный элемент выполнен в виде двухступенчатого поршн , а полость , образованна  торцом его большей ступени, св занным с ним вторым чувствительным элементом и корпусом, сообщена через дроссельное устройство с полостью между ступен ми двухступенчатого поршн  и корпусом, св занной с атмосферой.

При таком исполнении регул тора давлени  на вход всп.омогательного редуктора подаетс  стабилизированное после основного редуктора давление газа. Это обусловливает повышение точности поддержани  величины давлени  газа после вспомогательного редуктора . В результате поддерживаетс  стабильное давление в управл ющей полости основного редуктора, следствием чего  вл етс  повышение точности регулировани  устройства в целом. Кроме того, отличи  регул тора давлени  обусловливают то, что при отсутствии давлени  газа на входе дросселирующий клапан основного редуктора образует со своим седлом минимальный зазор. Это определ ет плавность повышени  давлени  на выход регул тора , а то, что при подаче давлени  на вход устройства оно, дросселиру сь на клапане основного редуктора и воздейству  на меньшую ступень двухступенчатого чувствительного элемента, в начальный момент, поднима  вверх поршень, вызывает уменьшение зазора между клапаном и седлом, обусловлива  плавное повышение выходного давлени .

На чертеже представлен регул тор давлени  газа, разрез.

Регул тор давлени  состоит из корпуса 1 со входным 2 и выходным 3 каналами , в котором размещены силовой (основной) и настроечный (вспомогательный ) редукторы. Силовой редуктор включает в себ  седло 4, нагруженный пружиной 5 первый клапан 6, взаимодействующий посредством толкател  7 с первым чувствительным элементом 8. .

Настроечный редуктор содержит седло 9, второй клапан 10 с пружиной 11, взаимодействующий толкателем 12 со вторым чувствительным элементом 13, нагруженным посредством регулировочного винта 14 через опорную Т4рель 15 пружиной задани  16. Выходна  полость (выход первого клапана ) 17 силового редуктора каналами 18 и 19 сообщена со входной полостью (вход второго клапана) 20 настроечного редуктора. Первый чувствительный элемент 8 силового редуктора выполнен в виде двухступенчатого поршн , торцова  поверхность меньшей ступени которого обращена к выходной полости 17 силового редуктора и взаимодействует с толкателем 7 первого клапана 6. Торцова  поверхность большей ступени поршн  8 обращена ко второму чувствительному элементу 13 настроечного редуктора, взаимодействует с ним посредством толкател  21 и образует с ним и сканом 22 корпуса 1 пневмополость 23, сообщенную с выходной полостью 24 настроечного редуктора проточками 25, каналами 26 и через зазоры между вторым чувствительным элементом 13 и стаканом 22.

Пневмополость 23 сообщена через дроссельное устройство 27 с полостью 28 между ступен ми поршн  8 и корпусом 1. Полость 28 каналом 29 сообщена с атмосферой. Корпус редуктора закрыт стаканом 30.

Устройство работает следующим образом .

В исходном положении пружина 16 задани  сжата винтом 14 через тарель 15. Второй чувствительный элемент 13 опущен максимально вниз и упираетс  в стакан 22. Второй клапан 10 через толкатель 12 вторым чувствительным элементом 13 максимально сжат от седла 9. Поршень 8 толкателем 21 опущен вниз и контактирует с толкателем

7первого клапана 6, который с седлом 4 образует небольшой зазор, клапан пружиной 5 поджимаетс  вверх (к поршню 8 толкателем 7).

Газ высокого давлени  подводитс  через канал 2 к первому клапану 6.

8зазоре между клапаном и седлом 4 газ дросселируетс , его давление понижаетс . Газ пониченного давлени  поступает в выходную полость 17 силового редуктора и через канал 3 потребителю . Незначительна  величина зазора между первым клапаном б и седлом 4 обусловливает плавность повышени  давлени  на выходе устройства.

Claims (1)

1. Одновременно газ по каналам 18 и 19 из полости 17 поступает во входную полость 20 настроечного редуктора . Из полости 20 газ по зазору между клапаном 10 и седлом 9 поступает в выходную полость 24 настроечного редуктора. Из полости 24 газ по проточкам 25 и каналам 26 поступает в пневмополость 23. Давление в полост х 17,24 и 23 повышаетс , причем повышение давлени  в полости 23 отстает от повышени  давлени  в полости 17. Это приводит к тому, что в начальный моме.нт повьдпени  давлени  в полости 17 поршень 8 несколько поднимаетс  вверх/ уменьша  щель между каналом 6 и седлом 4. Возможна, и полна  посадка клапана на седло. Однако по мере повышени  давлени  в полост х 24 и 23 поршень 8 плавно опус каетс  вниз, открыва  клапан 6. При этом плавность повышени  давлени  в полости 17 и выходном канале 3 еще выше. По мере повышени  давлени  в полост х 24 и 23 второй чувствительный элемент (поршень) 13 поднимаетс  вверх, сжима  пружину 16 задани  а поршень 8 опускаетс  вниз, увеличива  проходное сечение между клапаном 6 и седлом 4. Последнее обусловливает увеличение притока газа в полость 17 и повьошение в ней давлени . Повышение давлени  в полост х 24 и 23 сопровождаетс  подъемом ввер поршн  13 и уменьшением щели между вторым клапаном 10 и седлом 9. При давлении в полост х 24 и 23, равном давлению настройки вспомогательного (настроечного) редуктора, второй чув ствительный элемент 13 поднимаетс  настолько, чтобы второй клапан 10 сел в седло 9, перекрыв его канал. Так как пневмополость 23 дроссельным устройством 27 сообщена с полостью 28 и Дальше с атмосферой через канал 29, то полного перекрыти  канала седла 9 вторым клапаном 10 не про исходит, имеет место посто нное незначительное дросселирование газа вторым клапаном 10. Давление в полос т х 24 н 23 поддерживаетс  посто вным . По мере опускани  вниз поршн  8 при повышении давлени  в полости 23 увеличиваетс  величина щели между первым клапаном б и седлом 4, Давление в полости 17 при этом повышаетс  Сила воздействи  давлени  в полости 17 на торцовую поверхность меньшей ступени поршн  8 увеличиваетс . Под действием возрастающего давлени  в полости 17 поршень 8 поднимаетс  вверх, сжима  газ в полост х 23 и 24 Если выход из .газового регул тора давлени  закрыт, то при давлении в полости 17, равном давлению настройки устройства (силового редуктора), поршень 8 поднимаетс  вверх настолько , чтобы первый клапан 6 сел на сед ло 4, перекрыв его канал, и разрешил входную 2 и выходную 3 полости регул тора. При подъеме вверх поршн  8 (при повышении давлени  в полости 17) и сжатии газа в полост х 23 и 24 сначала второй клапан 10 перекрывает седло 9 и избыточное давление газа сбрасываетс  в атмосферу через дроссельное устройство 27, полость 28 и канал 29, при дальнейшем дренаже газа из полости 23 второй клапан 10 несколько открываетс , компенсиру  утечки через дроссельное устройство 27. Благодар  этому в полости 23 поддерживаетс  посто нное давление, жесткость нагружающей поршень 8 со стороны полости 23 пневмопружины рав на нулю, что обусловливает высокую точность понижени  давлени  газа регул тором . При отборе газа в объем за рег л тором через канал 3 давление в полости 17 и сила его воздействи  на чувствительный элемент 8 снижаютс . Это приводит к опусканию вниз поршн  8, открытию первого клапана 6, дросселированию газа в образовавшей- с  щели между клапаном и седлом 4. Давление в полости 17 снова повышаетс , и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регул тора, устанавливаетс  динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа . Если расход газа измен етс , то новое равновесие наступает при другой величине вдели между первым клапаном б и седлом 4. На вход настроечного редуктора подаетс  стабилизированное силовым редуктором давление газа. Это обусловливает независимость управл ющего давлени  силового редуктора от величины давлени  на входе, в результате чего точность понижени  давлени  газа регул тором повышаетс . Это обеспечиваетс  также тем, что жесткость пневмопружины первого чувствительного элемента равна нулю. Предлагаемой регул тор имеет высокие динамические характеристики. В нем выходное давление повышаетс  плавно, при резкой подаче давлени  на вход отсутствуютдинамические забросы выходного давлени . Это обусловлено отличием регул тора, обеспечивающим минимальное начальное проходное сечение устройства и уменьшение его в начальный период работы. Формула изобретени  Регул тор давлени  газа, содержащиГ; корпус с установленным в нем первым клапаном, св занным с первым чувствительным элементом, управл юща  полость которого сообщена с выходом второго клапана, св занного со вторым чувствительным элементом, и пружину задани  с регулировочным винтом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и улучшение динамических характеристик , он содержит дроссельное устройство, вход второго клапана сообщен с выходом первого клапана, первый чувствительный элемент выполнен в виде двухступенчатого поршн , а полость, образованна  торцом большей ступени, св занным с ним вторым чувствительным элементом и корпусом, сообщена через дроссельное устройство с полостью между ступен ми двухступенчатого поршн  и корпусом, св занной с атмосферой.