SU932473A1 - Регул тор давлени газа - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1

Изобретение относитс  к автомати-1 ческим регул торам и может бьгсь использовано в автоматизированных системах управлени  технологическими процессами и экспериментальными исследовани ми , где требуетс  высока  точность стабилизации давлени  в широких диапазонах изменени  величин расходов.

Известен регул тор давлени  потока газа, имеющий элемент сравнени , задатчи.к давлени , регул тор давлени  пр мого действи  с гпукоА и проточной камерами, разделенными чувствительным элементом. В проточной камере регул тора расположены сопло и св занна  с чувствительным элементом заслонка. Регул тор соединен с нагрузкой газовой линией 1 .

Точность такого регул тора невысока , так как у него значительна  статистическа  погрешность и кроме того, на малых расходах возникает погрешность, обусловленна  внедрением сопла в эластичную заслонку . Кроме того, в случае изменени  значени  регулируемого давлени  при малых величинах расходов возникают переходные процессы с недопустимо большой длительностью.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  регул тор давлени  потока газа, содержащий регул тор давлени  пр мого действи , элемент-сравнени , одна из камер которого подключена к каналу задани , а друга  подключена к нагрузке и через первый переменный дроссель, установленный на .газовой магистрали, к проточной камере регул тора давлени  пр мого действи . Камеры элемента сравнени , расположенные между мембранами с меньшей эффективной площадью соедииены мезвду собой через второй переменный дроссель и непосредственно через переключатель С глухой каме3 рой регул тора давлени  пр мого дей стви , причем одна из указанных камер элемента сравнени  соединена через comio с атмосферой и через по СТОЯН1П.1Й дроссель с каналом питани , друга  камера выполнена глухой 2. Б этом регул торе данпени  потока газа сравнеьше заданного и регулируемого давле1ш  происходит с погрешностью за счет зоны нечувствительности элемента сравнерш . Кро ме того, имеетс  невоспроизводи- мость показаний.за счет гистерезиса мембраны. В виду этого известньй регул тор не может быть использован в качества регул тора малых давлений и ра режении. Цель изобрете1 1Я - повьшеиие точ ности поддержани  давле1ш , а также расширени  диапазона регулировани  за счет обеспечени  возможности регулировани  малых давлений, абсолют ного давлени , атмосферного давлени  и разрежений. Поставленна  цель достигаетс  те что в регул тор давлени  газа, соде жащий задатчик давлени , элемент сравнени , регул тор давлени  пр мо го действи , состо щий из глfxoй, св заннор с выходом элемента сравнени , камеры, и проточной камеры, св занной через первый переменный дроссеаь нагрузкой, сопло регул тор давлени  пр мого действи  размещено в проточной камере и сопр жено с заслонкой, св занной с чувствительным элементом, и подключено к входному каналу, камеры элемента сравнени , расположенные между мембрана ми с меньшей эффективной площадью и корпусом, соединены между собой ч рез второй переменный дроссель, при чем одна из указанных камер элемента сравнени  соединена через сопло сатмосферой и через посто нный дро сель с каналом питани , а друга  ка мера выполнена глухой, введень два повторител  со сдвигом, второй посто чиый и третий переменный дроссели , причем глуха  камера первого повторител  со сдвигом св зана с выходом регул тора давлени  пр мого действи , проточна  камера перво го повторител  со сдвигом соединена с задатчиком давлени  и через, сопло - с камерой задани  элемента сра нени , глуха  камера второго повтор 3 тел  со сдвигом подключена к первому . каналу питани  и через третий переменный дроссель к соплу первого повторител  со сдвигом, проточна  камера второго повторител  со сдвигом св зана через второй посто нный дроссель с вторым каналом питани  и с камерой опорного давлени  элемента сравнени , а сопло второго повторител  со сдвигом подключено к атмосфере. Кроме того, в регул торе установлен источршк разрежени , св занныйс проточной камерой регул тора пр мого действи  через нагрузку и с соплом задатчика. давлени . На чертеже представлена схема регул тора давлени  газа. Регул тор давлени  газа содержит регул тор 1 давлени  пр мого действи  с глухой 2 и проточной 3 камерами , разделенными чувствительным элементом 4. В проточной камере 3 регул тора расположены сопло 5 и св занна  с чувствительным элементом 4 заслонка 6, а также настроечна  пружина 7с Проточна  камера 3 соединена каналом 8 с атмосферой через нагрузку 9. Регул тор давлени  потока газа содержит также элемент 10 сравнени , имеющий камеры задани  11, опорного давлени  12, глухую 13 и проточную 14. Камера 14 соединена через сопло 15 с атмосферой и через посто нный дроссель 16 с источником питани . Камеры 13 и 14 соединены между собой переменным дросселем 17. Камера 13 соединена также с глухой камерой 2 регул тора 1 пр мого действи . Регул тор давлени  потока газа содержит также два повторител  давлени  со сдвигом, первый 18 из которых с глухой камерой 19, соединенной с каналом 8, содержит настроечную пружину 20, Проточна  камера 21 этого повт 9рител  разделена чувствительным элементом 22 с глухой камерой 19. Камера 21 соединена с задатчиком 23 давлени  непосредственно и через сопло 24 с кана-п лом 25 с камерой 11 задани  элемента 10 сравнени , а через переменньш дроссель 26. с источником посто нного давлени . Второй повторитель 27 со сдвигом включает глухую 28, содержащую настроечную прулсину 29 и соединенную с источником ПОСТОЯННОГО давлени , и проточную 30 камеры, разделенные чувствительным элементом 31. Камера 30 соединена с камерой 12 опорного давлени  и через посто  ный дроссель 32 с источником питани , а через сопло 33 с атмосферой. Регул тор давлени  потока газа может быть также снабжен источником 34 разрежени , подключенным к выходу нагрузки 9 и к выходу задатчика давлени  23, Регул тор давлени  работает еле- дующим образом. Газ подаетс  на входной штуцер регул тора 1 пр мого действи  и с его выхода подаетс  на нагрузку 9. В элементе 10 сравнени  происходит сравнение давлений в камере 11 задани  и опорного давлени  12,  вл ющегос  посто нным. Давление задани  формируетс  между переменным дросселем 26 и переменным сопротивлением , образованным сотшом 24 и чувствительным элементом 22 повторител  18 сосдвигом. При этом незначительное изменение давлени  задани  в проточной камере 21 вызывает значительное изменение давлени  в камере 11 задани  элемента 10 сра нени . Опорное давление в камере 11 элемента 10 сравнени  подаетс  повторителем 27 с отрицательным сдвигом , поэтому давление в камере 11 оказываетс  меньше, чем давление перед переменным дросселем 26. В зависимости от знака рассогласовани  величин давлений в камере 11 за Дани  и 12 опорного давлени  происх дит перемещение мембранной сборки Элемента 10 сравнени  вверх или вни При этом возникает скачкообразное изменение выходного сигнала в камер 1 Р-у Р8Ь1х КРб)( где (. Р.. - давление в камере 1 1, P( дав ление в камере 12, , где F эффективна  площадь большей, а f - малой мембран элемента 10 сравнени  Пневматический выходной сигнал с элемента 10 сравнени  через перемен ный дроссель 17 поступает в глухую камеру 2 регул тора 1 пр мого действи .. Давление газа на выходе регул то ра 1 в канал 8 равно сумме давл.ений в камере 2 и настроечной пруймны 7. Давление с выхода регул тора 1 попадает в камеру 19 повторител  18 со сдвигом, где уравновешиваетс  с давлением задани  в камере 21. Пружина 20 позвол ет корректировать положение павновеси . Переменньй дроссель 17 служит дл  увеличени  или уменьшени  скорости изменени  выходного сигнала с элемента 10 сравнени . Коэффициент усилени  К регул тора давлени  потока газа может достигать нескольких тыс ч, и настраиватьс  дросселем 26-. йР. V - /лр -о 0 ЛРбыЛ . -ЧРавновесие в системе регулировани  наступает тогда, когда достигаетс  равенство давлений в камерах 19 и 21 повторител  18 со сдвигом и равенство давлени  в камерах 11 И12 элемента 10 сравнени . Рассмотрим работу предлагаемого регул тора при изменении давлени  от О до 1 кгс/см в камере 21задатчиком 23 давлени . При этом чувствительный элемент 22 повторител  18 со сдвигом приоткрывает щель между соплом 24 и заслонкой,укрепленной на чувствительном элементе 22, тогда давление в камере 11 задани  элемента 10 сравнени  уменьшаетс , мембранна  сборка элемента 10 сравнеш1Я перемещаетс  вниз, прикрыва  сопло 15, давление на выходе дроссел  17, а следовательно, в камере 2 регул тора 1 пр мого действи , ив канале; 8 начинает увеличиватьс , также начинает увеличиватьс  давление в камере 19 повторител  18 со сдвигом, которое давит  а чувствительный элемент 22, прикрыва  сопло 24 до тех пор, пока давление в камере 19 не становитс  равным давлению в камере 21, а это возмох но только тогда, когда давление в камерах 11 и 12 элемента 10 сравнени  равны между собой. Давление задани  может задаватьс  любьм задатчиком 23, в том числе задатчиком абсолютного давлени , а также может быть равным атмосферному. В случае подключени  источника 34 разрежени  к выходу дроссел  9 и задатчика 23 регул тор давлени  потока газа работает аналогично ому, как бьшо описано вьш1е, только при этом на чувствительном элементе 22повторител  18со сдвигом уравновешиваютс  разрежени . При изменении расхода газа через регул тор I пр мого действи  путем изменени  сечени  нагрузки 9 давление перед этой нагрузкой

жестко держитс  посто нным и равным заданному давлению в камере 21,

Наличие в регул торе потока газа двух повторителей со сдвигом позвол ет свести ошибку в поддержании заданного давлени  к нулю, а также расширить диапазон приме нени  путем введени  регулировани  малых давлений, близких к нулю , атмосферного давлени  и разрежений .

По сравнению с базовым объектом регул тором давлени  Р1Щ-1М - в предлагаемом регул торе также расширен диапазон регулируемых давлений и повышена точность их регулировани .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Регул тор давлени  газа, содержащий задатчик давлени , элемент сравнени , регул тор давлени  пр мого действи , состо щий из глухой, св занной с выходом элемента сравнени , камеры, и проточной камеры, св занной через первьй переменный дроссель с нагрузкой, сопло регул тора давлени  пр мого действи  размещено в проточной камере, сопр жено с заслонкой, св занной с «увствительным элементом и- подключено к входному каналу, камеры элемента сравнени , расположенные между мембранами с меньшей эффективной площадью и корпусом, соединены йежду собой через второй переменный дроссель , причем одна из указанных каме элемента сравнени  соединена через сопло с атмосферой и через посто нШ11Й дроссель - с каналом питани , d друга  камера выполнена глухой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  диапазона регулировани , в нем установлены два повторител  со сдвигом, второй посто нный и третий переменный дроссели, причем глуха  , камера первого повторител  со сдви

   гом св зана с выходом регул тора давлени  пр мого дейстзи , проточна  камера первого повторител  со сдвигом соединена с задатчиком давлени  и через сопло - с камерой за-

   дани  элемента сравнени , глуха  камера второго повторител  со сдвигом подключена к первому каналу питани  и через третий переменный дроссель к соплу первого повторител  со

   сдвигом, проточна  камера второго повторител  со сдвигом св зана через второй посто нный дроссель с вторым каналом питани  и с камерой опорного давлени.  элемента сравне-

   ни , а сопло второго повторител  со сдвигом подключено к атмосфере,
2. 2. Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, что в нем установлен источник разрежени , св зааный с проточной камерой регул тора пр мого действи  через нагрузку и с соплом задатчика давлени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Фудим Е.Б, Пневматическа  вычислительна  техника. М., Наука, 1973, с. 80.

   2.Авторское свидетельство СССР N% 744495, кл. G 05 D 16/06, 1978 (прототип).