регулятор давления

Формула изобретения

Регулятор давления, включающий корпус с входной и выходной полостями, внутри которого расположены два последовательно соосно соединенных регулирующих органа с управляющими полостями, и систему дренирования, отличающийся тем, что первый регулирующий орган выполнен в виде цилиндрического затвора, внутри которого размещен второй регулирующий орган в виде клапана, на одном конце штока которого установлен элемент в форме перевернутого стакана, расположенный между входной и седлом выходной полостей, другой конец штока выполнен в виде поршня, вокруг которого соосно установлен третий регулирующий орган, представляющий собой кольцевой поршень с управляющей полостью, при этом первый и второй регулирующие органы подпружинены с возможностью возврата их в исходное положение, а вокруг первого регулирующего органа размещена рубашка с каналами и рабочей полостью с возможностью ее перемещения вдоль поверхности последнего для прекращения доступа рабочей среды в регулятор давления, при этом управляющие полости всех регулирующих органов и рубашки сообщены с его входной полостью через электропневмоклапаны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, регулирующим расход газов в системах газоснабжения, в частности в пусковых устройствах различных систем.

Известен двухступенчатый регулятор давления по а.с. № 396517, 1970 г., содержащий два последовательно соединенных, регулирующих расход рабочей среды органа.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является «Двухступенчатый регулятор давления» по патенту РФ № 771629 от 15.10.80 г., МПК G05D 16/10, содержащий корпус с входной и выходной полостями, внутри которого расположены два последовательно соединенных соосно регулирующих органа с управляющими полостями, два чувствительных элемента, регулировочную пружину с винтом для настройки регулятора на определенную величину выходного давления, а также систему дренирования.

Недостатками известных устройств является относительно большое время выхода на рабочий режим регуляторов давления после открытия запорных элементов, дискретность характеристик рабочих параметров регулирующих органов и необходимость вручную производить настройки регуляторов давления перед работой.

Техническое решение предлагаемого регулятора давления газа как управляющего устройства направлено на повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей в сочетании с оптимизацией конструкции самого регулятора.

Технический результат достигается тем, что в корпусе регулятора давления газа с входной и выходной полостями расположены два последовательно соединенных соосно регулирующих органа с управляющими полостями и система дренирования, первый регулирующий орган выполнен в виде цилиндрического затвора входной полости. Второй регулирующий орган размещен внутри первого регулирующего органа и выполнен в виде клапана, на одном конце штока которого установлен элемент в форме перевернутого стакана, запирающего седло выходной полости регулятора, а другой конец штока выполнен в виде поршня, вокруг которого соосно установлен третий регулирующий орган в виде кольцевого поршня со своей управляющей полостью. Первый и второй регулирующие органы подпружинены с возможностью возврата в исходное положение после отсечки поступления рабочей среды. В корпусе регулятора вокруг первого регулирующего органа размещена рубашка с внутренними каналами для прохода рабочей среды с возможностью ее перемещения в сторону седла с образованием рабочей полости между корпусом и рубашкой.

Управляющие полости всех регулирующих органов сообщены с входной полостью регулятора через электропневмокпапаны с программным управлением. Для стравливания избыточного давления рабочей среды после срабатывания регулятора в системе дренирования также установлен электропневмоклапан с программным управлением его включения.

Конструктивно регулирующие органы представляют собой затворы, с помощью которых по управляющей программе, в соответствии с заданием, устанавливаются размеры проходных для рабочей среды сечений регулятора.

Предлагаемая конструкция регулятора давления делает возможным благодаря введению третьей ступени регулирования величины зазора для прохождения рабочей среды в выходную полость устройства, используя электропневмоклапаны с программным управлением, распределение поступающего из входной магистрали потока рабочей среды по управляющим полостям трех регулирующих органов по заданной функции, обусловленной внешними условиями работы пусковых систем. На фиг.2 представлена зависимость изменения эффективного проходного сечения (µf, м²) регулятора от времени (t, сек), в результате чего каждый из трех регулирующих органов перемещается на предусмотренную в конструкции корпуса величину, что позволяет значительно сократить время открывания проходных сечений, исключить предварительные настройки регулятора и уменьшить габариты устройства (фиг.2).

Предлагаемое техническое решение регулятора давления представлено на фиг.1 - регулятор давления в разрезе.

Регулятор давления состоит из корпуса 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, конструктивно связанными седлом 4 с эластичным уплотнением 5 и каналами 6 для подвода входной среды. В корпусе 1 установлен с функцией затвора первый регулирующий орган 7, подпружиненный пружиной 8, внутри него соосно размещен второй регулирующий орган, на штоке 9 которого в форме перевернутого стакана выполнен замыкающий седло 4 элемент 10 с каналами 11 и пазом 12, с возможностью его перемещения и возврата в исходное положение пружиной 13. Другой конец штока 9 выполнен в виде поршня 14 с управляющей полостью 15, на который соосно установлен третий регулирующий орган в виде кольцевого поршня 16 с управляющей полостью 17. В корпусе 1 с образованием полости 18 установлена рубашка 19 с управляющей полостью 20 с возможностью перемещения вдоль цилиндрической поверхности первого регулирующего органа до упора с эластичным уплотнением 5 седла 4. Подвод рабочей среды из входной полости регулятора в управляющие полости 15, 17, 20, 21 регулирующих органов осуществляется через электропневмоклапаны с программным управлением 22, 23, 24, а электропневмоклапан 25 обеспечивает режим отсечки доступа рабочей среды в выходную полость регулятора с помощью рубашки 19.

Работает регулятор давления следующим образом: в исходном положении (до подачи давления рабочей среды на устройство) первый регулирующий орган 7 поджат пружиной 8 к уплотнителю 5 седла 4, элемент 10 второго регулирующего органа пружиной 13 жестко прижат к седлу 4.

Перед подачей давления на регулятор система управления выставляет временные параметры подачи электропитания на электромагнитные приводы электропневмоклапанов.

Подается питание на электропневмоклапан 22 и рабочая среда под давлением поступает в управляющую полость 21 первого регулирующего органа 7, преодолевает усилие поджатия пружины 8 и отводит его от седла 4. Рабочая среда поступает через пазы 12 элемента 10 второго регулирующего органа в выходную полость 3. Через заданное время подается электропитание на электропневмоклапан 23 и рабочая среда под давлением поступает в управляющую полость 17 для перемещения кольцевого поршня 16 третьего регулирующего органа и при достижении усилия превышающего усилие поджатия пружины 13 отводит элемент 10 от седла 4 до упора в корпусе 1, определяющего крайнее положение элемента. При подаче питания на электропневмокпапан 24 рабочая среда под давлением поступает в полость 15, управляющую перемещением поршня 14, и при достижении усилия воздействия на поршень, превышающим усилие поджатия пружины 13, перемещает его до упора в крайнее положение, отводя тем самым шток 9 от седла 4, что приводит к увеличению подвода рабочей среды в выходную полость 3.

Для прекращения подвода рабочей среды в выходную полость подается электропитание на электропневмоклапан 25, который открывает доступ рабочей среды в управляющую полость 18 для перемещения рубашки 19 до упора в эластичное уплотнение 5 седла 4, что приводит к прекращению доступа рабочей среды из входной полости 1 в выходную полость 3 регулятора давления.

Для приведения регулятора давления в исходное положение рабочая среда дренируется из входной полости и из управляющих полостей всех регулирующих органов, снимается электропитание с электропневмоклапанов, снимается усилие сжатия пружин, последние приводят затворы в исходное положение.

Таким образом, работа регулятора давления осуществляется в автоматическом режиме только управляющими командами системы управления без вмешательства оператора.