ГАЗОВЫЙ РЕДУКТОР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к устройствам для снижения давления газа, регулирования и стабилизации выходного давления заданной величины. Газовый редуктор высокого давления может быть использован в системах питания газом двигателей транспортных средств, а также стационарных двигателях внутреннего сгорания.
Известна двухступенчатая редуцирующая система для газобаллонных автомобилей с мембраной уравновешивающей клапан второй ступени редуцирования, (авторское свидетельство СССР №67028, МПК F02D19/02, опубл. 01.01.1946 г. ), в которой имеется две механических ступени для снижения и стабилизации выходного давления. При этом стержень уравновешивающей мембраны снабжен каналом для перепуска в смеситель части газа, прошедшего первую ступень редуцирования. Недостатком данного редуктора является то, что устройство достаточно сложно и требует периодических регулировок.
Известен газовый редуктор высокого давления (патент РФ №2347094, МПК F02D19/02, опубл. 20.02.2008), содержащий две ступени для снижения и стабилизации выходного давления. Первая ступень редуктора состоит из седла, клапана запорного устройства, предохранительного клапана и мембраны с пружиной, связанной через двуплечий рычаг с клапаном запорного устройства. Вторая ступень содержит камеру и клапан, выходной вал электродвигателя упирается в шток клапана второй ступени через упорный подшипник. Редуктор снабжен измерителем давления регулирования, шаговым электродвигателем с выходным валом, установленным в нижней части редуктора, упорным подшипником и микропроцессором. Измерителем давления регулирования в камере второй ступени служит датчик давления, формирующий сигнал, посылаемый в микропроцессор, который включает шаговый электродвигатель. Технический результат, на достижение которого направлено известное изобретение, заключается в стабилизации выходного давления посредством электронного управления, что требует дополнительного электронного оборудования и следовательно больших затрат в производстве, а также снижается надежность работы, в случае выхода из строя электронного оборудования.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в упрощении конструкции и снижение затрат на производство, а также в повышении безопасности и надежности работы регулятора.
Технический результат достигается тем, что в газовом редукторе высокого давления, содержащем две ступени для снижения и стабилизации выходного давления, полость первой ступени сообщена с входным штуцером и с полостью второй ступени, которая сообщена с выходным штуцером, первая ступень содержит седло, клапан запорного устройства, связанный через двуплечий рычаг посредством штока с мембраной, закрепленной на корпусе первой ступени, жесткость которой определяется пружиной, вторая ступень содержит клапан второй ступени со штоком, седло клапана, новым является то, что, вторая ступень снабжена мембраной с упором для штока вышеупомянутого клапана второй ступени, закрепленной на корпусе второй ступени, пружиной. По периметру мембран первой и второй ступеней выполнены выступы, а в корпусах выполнены соответствующие им впадины.
Мембраны первой и второй ступеней выполнены из прорезиненного тканого полотна.
Полость второй ступени редуктора сообщена с системой охлаждения двигателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен поперечный разрез газового редуктора высокого давления.
На фиг. 2 - представлен клапан первой ступени редуктора (выров Б фиг. 1).
На фиг. 3 - клапан второй ступени редуктора (выров В фиг. 1). На фиг. 4 - общий вид редуктора в изометрии.
Здесь: 1 - корпус редуктора первой ступени; 2 - корпус редуктора второй ступени; 3 - перегородка водяной полости; 4 - крышка первой ступени; 5 - седло клапана первой ступени; 6 - корпус клапана первой ступени; 7 - клапан первой ступени; 8 - мембрана первой ступени; 9 - рычаг клапана первой ступени; 10 - ось первой ступени; 11 - шток первой ступени; 12 - крышка второй ступени; 13 - седло клапана второй ступени; 14 - корпус клапана второй ступени; 15 - клапан второй ступени; 16 - шток второй ступени; 17 - мембрана второй ступени; 18 - упор штока второй ступени; 19 - пружина первой ступени; 20 - штуцер выходной; 21 - пружина возвратная; 22 - пружина второй ступени; 23 - упор пружины 22; 24 - регулировочный винт пружины; 25 - штуцер водяной; 26 - штуцер входной.
Газовый редуктор высокого давления (фиг. 1, фиг. 5) состоит из двух ступеней, конструктивно выполненных в литых корпусных деталях - корпус первой ступени 1 и корпус второй ступени 2. Корпуса 1 и 2 соединены между собой винтами и образуют с помощью резиновых колец герметичную полость. Полость первой ступени сообщена с входным штуцером 26 и с полостью второй ступени, которая сообщена с выходным штуцером 20. Первая ступень содержит седло 5, клапан 7 в корпусе 6 (фиг. 2), связанный через двуплечий рычаг 9 посредством штока 11 с мембраной 8, закрепленной на корпусе 1 первой ступени, жесткость которой определяется пружиной 19. Вторая ступень (фиг. 3) содержит клапан второй ступени 15 со штоком 16, седло 13, мембрану 17 с упором 18 для штока 16 клапана 15, пружину 22 и возвратную пружину 21. Мембраны 8 и 17 закреплены соответственно на корпусе 1 и 2 ступеней. Для повышения герметичности соединения по периметру мембран 8 и 17 выполнены выступы (на фигуре не показаны), а на поверхности фланцев корпусов 1 и 2, к которым крепятся мембраны 8 и 17, выполнены соответствующие впадины (на фигуре не показаны).
Мембраны 8 и 17 первой и второй ступеней выполнены из прорезиненного тканого полотна. Полость второй ступени редуктора сообщена с системой охлаждения двигателя посредством штуцера 25 и водяной полости 3.
Работает редуктор следующим образом.
При отсутствии давления в первой ступени, пружина 19 воздействует на мембрану 8, при этом клапан 7 находится в открытом состоянии. При увеличении давления в первой ступени мембрана 8 сжимает пружину 19 и закрывает клапан 7. Это осуществляется следующим образом. Газ под высоким давлением, порядка 250 атмосфер, поступает через штуцер 26, который является одновременно седлом клапана первой ступени 5, в полость корпуса 1 первой ступени через клапан 7. Движение клапана 7 ограничивается рычагом 9, который связан с мембраной 8 посредством штока 11 через ось 10. В полости первой ступени газ расширяется и давит на мембрану 8, что приводит к перемещению штока 11, который через ось 10 поворачивает рычаг 9, при этом клапан 7 запирается. Жесткость мембраны 8 определяется пружиной 19, а ход штока 11 - регулировочным винтом. Таким образом, происходит редуцирование газа в первой ступени.
Далее через отверстия в корпусе 1 первой ступени (например, три отверстия диаметром 7 мм), газ проникает к клапану второй ступени 15. Двигаясь вдоль корпуса 14 клапана 15 второй ступени, в котором выполнены лыски (например 4 лыски), газ через отверстия в седле 13 клапана 15 второй ступени проникает в полость второй ступени и расширяется. Под действием давления газа мембрана 17 прогибается, корпус 14 клапана 15 второй ступени приходит в движение и шток 16, который упирается в упор 18 садится в седло 13 и перемещает клапан 15, при этом поступление потока газа в полость второй ступени прекращается. Движение штока 16 ограничивается упором 18, величина перемещения которого определяется жесткостью мембраны 17, которая определяется пружиной 22, а предельная величина перемещения ограничивается регулировочным винтом 24. Далее газ под низким давлением, порядка четырех атмосфер, выходит через штуцер 20 во впускную систему двигателя.
Герметичность полостей первой и второй ступеней обеспечивается надежным креплением мембран 8 и 17 посредством выступов на их поверхности и впадин на поверхности фланцев корпусов 1 и 2.
Выполнение мембран первой и второй ступеней из прорезиненного тканого полотна повышает надежность и долговечность работы редуктора.
Для предотвращения обмерзания клапана 15 второй ступени через штуцер 25 подводится жидкость из системы охлаждения двигателя. Жидкость омывает корпус 14 клапана 15 второй ступени по кольцевой траектории и возвращается в систему охлаждения двигателя.
Таким образом, конструкция заявляемой полезной модели достаточно проста, при этом обеспечивается безопасная и надежная работа регулятора, а также снижаются затраты на производство.