SU957180A2 - Регул тор давлени газа - Google Patents

Description

1

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

По основному авт. св.. № 896598 известен регул тор давлени  газа, содержащий корпус с установленным в нем первым клапаном, св занным с первым чувствительным элементом, управл юща  полость которого сообщена с выходом второго клапана, св занного с вторым чувствительным элементом, и пружину задани  с регулировочным винтом. Регул тор 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 1 .

Недостатком известного устройства  вл етс  повышение давлени  в выходной полости регул тора при повышении давлени  в управл ющей полости. Последнее может быть следствием неисправности (негерметичности) второго клапана, в результате чего нарушает10 с  стабильность регулируемого давлени  и работа питаемой от регул тора пневмосистемы. Все это снижает надежност .ь работы регул тора.

Целью изобретени   вл етс  повы15 шение точности регул тора давлени  газа.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что регул тор давлени  газа содержит подпружиненный третий кла20 пан, св занный с вторым чувствитель ным элементом поршневого типа и уста новленный в канале, выполненном в корпусе и сообщающем подпоршневую 395 полость второго чувствительного элемента с атмосферой. При таком исполнении регул тора избыточное давление из управл ющей полости сбрасываетс  в атмосферу, чем обеспечиваетс  высока  стабильность управл ющего давлени , следствием чего будет высокое посто нство регулируемого давлени , точность регул тора повыситс . На чертеже показан регул тор давлени  газа. Регул тор давлени  состоит из кор пуса 1 с входным 2 и выходным 3 каналами , в котором размещены силовой (основной) и настроечный (вспомогательный ) редукторы. Силовой редуктор включает седло k, нагружен ный пружиной 5 первый клапан 6, взаимодейству ющий посредством толкател  7 с первы чувствительным элементом 8. Настроечный, редуктор включает сед ло 9, второй клапан 10 с пружиной 11, взаимодействующий толкателем 12 с вторым чувствительным элементом 13 поршневого типа, нагруженным посредством регулировочного винта 1 через опорную тарель 15 пружиной 16 задани . Выходна  полость (выход первого клапана) 17 силового редукто ра каналами 18 и 19 сообщена с входм ной полостью (входом 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 к второму чувствительному элементу 13 настроечного редуктора, взаимодействует с ним посредством толкател  21 и образует с ним и стаканом 22 корпуса 1 пневмополость 23, сообщенную с выходной подпоршневой полостью 2 наст роечного редуктора проточками 25, ка налами 2б 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 кор пусом 1. Полость 28 каналом 29 сообщена с атмосферой. Корпус, регул тора давлени  закрыт стаканом 30. В корпусе 1 со стороны выходной полости 24 настроечного редуктора (управ.п ющей полости) выполнено дополнительное седло 31, канал 22 которого перекрыт третим клапаном 33 подпружиненным пружиной З через толкатель 35 с тарелью Зб и св занным посредством толкател  37 с вторым чувствительным элементом 13. Толкатель 37 св зан с поршнем 13 посредством закрепленного в нем штифта 38, проход щего в продольном вырезе 39 толкател . Между штифтом 38 и верхней полкой выреза 39 образован зазор а. Канал 32 сообщен с атмосферой через канал 29. Возможен и отдельный выход канала 32 в атмосферу. Регул тор давлени  газа работает следующим образом. В исходном положении пружина 16 задани  сжата винтом Т через тарель 15. Второй чувствительный элемент 13 опущен максимально вниз и упираетс  в стакан 22. Вторьй клапан 10 через толкатель 12 вторым чувствительным элементом 13 максимально отжат от седла 9. Поршень 8 толкателем 21 опущен вниз и контактирует с толкателем 7 первого клапана 6, который с седлом k образует небольшой зазор, клапан 6 пружиной 5 поджимаетс  вверх (к поршню 8 толкателем 7) . Относительна  подвижность толкател  37 (с третьим клапаном 33) обусловливаетс  вели чиной.зазора а. Третий клапан.33 пружиной З прижат к седлу 31. Газ высокого давлени  подводитс  через канал 2 к первому клапану 6. В зазоре между клапаном и седлом k газ дросселируетс , его давление понижаетс . Газ пониженного давлени  поступает в выходную полость 17 силового редуктора и через канал 3 потребителю. Незначительна  величина зазора между первым клапаном 6 и седлом k обусловливает плавность повышени , давлени На выходе устройства . .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 настроечного редуктора. Из полости 2 газ по проточкам 25 и каналам 26 поступает в пневмополость 23. Давление в полост х 17, 2+-и 23 повышаетс , причем повышение давлени  в полости 23 отстает от повышени  давлени  в полос ти 17. Это.приводит к тому, что в начальный момент повышени  давлени  в полости 17 поршень 8 несколько под нимаетс  вверх, уменьша  щель между клапаном 6 и седлом , Возможна и полна  посадка клапана на седло. Однако по мере повышени  давлени  в полост х 2 и 23 поршень 8 будет .плавно опускатьс  вниз, открыва  клапан 6. При этом плавность повышени  давлени  в полости 17 и выходном канале 3 будет еще выше. По мере повышени  давлени  в полост х 24 и 23 второй чувствительный элемент (поршень) 13 будет подниматьс  вверх, сжима  пружину задани  16, а поршень 8 будет опускат с  вниз, увеличива  проходное сечение между клапаном 6 и седлом 4. Последнее обусловит увеличение притока газа в полость 17 и повышение в ней давлени .Повышение давлени  в полост х 2 и 23 сопровождаетс  подъ емом вверх поршн  13 и уменьшением щели между вторым клапаном 10 и седлом 9. При давлении в полост х 2k и 23, равном давлению настройки вспомогате льного (настроечного) редактора, вто рой чувствительный элемент 13 поднимаетс  настолько, что клапан 10 cai. дитс  на седло 9, перекрыв его канал .Так как пневмополость 23 дроссел ные устройством 27 сообщена с полостью 28 и дальше с атмосферой через канал 29, то полного перекрыти  кана ла седла 9 вторым клапаном 10 не про изойдет, будет иметь место посто нное незначительное дросселирование газа вторым клапаном 10. Давление в полост х 2 и 23 будет поддерживатьс  посто нным. По мере опускани  вниз поршн  8 при повышении давлени  в полости 23 будет увеличиватьс  величина щели между первым клапаном 6 и седлом Ц, Давление в полости 17 при этом будет повышатьс . Сила воздействи  давлени  в полости 17 на торцовую поверхность меньшей ступени 8 будет увеличиватьс . Под действием возрастающего давлени  в полости 17 пор.шень 8 будет подниматьс  вверх, сжима  газ в полост х 23 и 2. .Если выход из газового регул тора давлени  закрыт, при давлении 9 0 В полости 17, равном давлению настройки устройства (силового редуктора ) , поршень 8 поднимаетс  вверх настолько , что первый клапан 6 с дет на седло 4, перекрыв его канал, и разобщит 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 2 сначала второй клапан 10 перекроет седло 9, и избыточное давление газа сброситс  в атмосферу через дроссельное устройство 27, по лость 28 и канал 29. При дальнейнем дренаже газа из полости 23 второй клапан 10 несколько откроетс , компенсиру  утечки через дроссельное устройство 27. Благодар  этому в полости 23 будет поддерживатьс  посто нное давление, жесткость нагружающей поршень 8 с стороны полости 23 пневмопружины равна нулю, что обусловливает высокую точность понижени  давлени  газа регул тором. При отборе газа в объем за регул тором через канал 3 давление в по,лости 17 и сила его воздействи  на чувствительный элемент 8 снижаютс . Это приведет к опусканию вниз поршн  8, открытию первого клапана 6 и дросселированию газа в образовавшейс  щели между клапаном и седлом. Давление в полости 17 снова повыситс , и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регул тора, устанавливаетс  динамическое равновесие, соответствующее определенное расходу газа. Если расход газа измен етс , новое равновесие наступает при другой величине щели между первым клапаном 6 и седлом Ц, При работе регул тора третий клапан 23 дополнительно к пружине 3 давлением в полости 2 прижимаетс  к седлу 31, надежно перекрыва  канал 32. Если по какой-либо причине давление в полост х 2 и 23 будет повышатьс  выше допустимого (что может иметь место при различных неисправност х , например, повреждени  уплотнител  клапана 10), поршень 13 поднимет с  вверх настолько, что зазор а выВеретс  и третий клапан 33 через толкатель 37 оторветс  от седла 3, избыточное давление газа по каналам 32 и 29 сброситс  из полостей 2 и 23 в атмосферу. При восстановлении необходимого давлени  в этих полост х пор7-957

шент 13 опуститс  вниз под действием пружины 16 задани , третий клапан 33 с дет на седло 31, прекратив сброс давлени  из управл ющей полости регул тора . Этим обеспечиваетс  высокое посто нство величины управл ющего давлени  регул тора, что, в свою очередь, предотвращает повышение давлени  на выходе устройства при неисправност х настроечного редуктора . Точность и надежность работы регул тора давлени  повысилась.

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 же обеспечиваетс  также и тем, что жесткость пневмопружины первого чувствительного элемента равна нулю.

Предлагаемый регул тор имеет высокие динамические характеристики. В нем выходное давление повышаетс  плавно , при резкой подаче, давлени  на . вход отсутствуют динамические забросы

8

выходного давлени . Это обусловлено конструкцией регул тора, обеспечивающей минимальное начальное проходное сечение устройства и уменьшение его в начальный период работы. Регул тор давлени  обеспечивает высокую производительность, что позволит ему заменить многие агрегатные редукторы давлени .

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 896598, кл. G 05 D 16/10, 1980 (прототип).