РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Предложение касается полезной модели как объекта промышленной собственности и относится к устройствам автоматического регулирования давления и расхода газа, преимущественно для систем кондиционирования воздуха летательных аппаратов.
Известен регулятор давления газа [Авторское свидетельство СССР №1204062. МПК G05D 16/06.], содержащий перекрывное устройство с пневмоприводом, редукционный клапан и командный прибор. В этом регуляторе положение пневмопривода является функцией выходного давления (Рвых) и управляющего давления (Рупр) после командного прибора. Известен также регулятор давления [Авторское свидетельство СССР №795242. МПК G05D 16/06.], в котором командный прибор содержит дополнительную межмембранную полость, в которую подается постоянное опорное давление (Роп) от внешнего источника. Это опорное давление корректирует Рупр.
Известен регулятор давления газа [Свидетельство на полезную модель №27241 МПК G05D 16/06.], принятый в качестве прототипа, состоящий из перекрывного устройства с пневматическим сильфонным приводом, редукционного клапана, седло в корпусе которого перекрыто подпружиненной мембраной, командного прибора, седло в корпусе которого перекрыто двумя жестко связанными и образующими между собой замкнутую межмембранную полость, подпружиненными мембранами с разными эффективными площадями, и разделяющими корпус командного прибора на над- и подмембранные полости, и электропневмопреобразователь, состоящего из электрической катушки, двух постоянных магнитов, неподвижного и подвижного магнитопривода, соединенного с двумя шиберными заслонками, перекрывающими два из трех сопел, расположенных в корпусе электропневмопреобразователя и выполненные в виде прямоугольных отверстий, причем одно из сопел соединено с выходом редукционного клапана, второе - с межмембранной полостью командного прибора, а третье - с окружающей средой, при этом вход перекрывного устройства соединен с входом редукционного клапана и с подмембранной полостью командного прибора, а привод перекрывного устройства соединен с седлом командного прибора и выходом перекрывного устройства.
Недостатком такого регулятора давления является нелинейная зависимость опорного давления и как следствие управляющего давления, от параметров системы.
Целью предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей регулятора за счет того, что опорное давление, которое формируется в электропневмопреобразователе имеет линейную зависимость от параметров системы.
Эта цель достигается тем, что между редукционным клапаном и командным прибором расположен электропневмопреобразователь, состоящий из электрической катушки, двух постоянных магнитов, неподвижного и подвижного магнитопровода, соединенного с двумя шиберными заслонками, перекрывающими два из трех сопел, расположенных в корпусе электропневмопреобразователя, причем одно из сопел соединено с выходом редукционного клапана, второе - с межмембранной полостью командного прибора, а третье - с окружающей средой, при этом вход перекрывного устройства соединен с входом редукционного клапана, и выход - с подмембранной полостью командного прибора, а привод перекрывного устройства соединен с седлом командного прибора. Кроме того, два из трех сопел выполнены в виде отверстий в форме двух взаимно перпендикулярных прорезей, образующих букву «Т», расположенных таким образом, что при движении шиберных заслонок одновременно открывается вертикальная прорезь, и закрывается горизонтальная прорезь.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенный регулятор давления газа отличается тем, что в пневмопривод поступает управляющее давление прямо пропорциональное опорному давлению, сформированному в электропреобразователе с помощью отверстий Т-образной формы в двух из трех сопел.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого регулятора давления газа.
Регулятор давления газа (рис.1) состоит из перекрывного устройства 1 с поршневым пневмоприводом 2, редукционного клапана 3, в корпусе 4 которого, седло 5, перекрыто клапаном б подпружиненным пружиной 7 и мембраной 8 и командного прибора 9 в корпусе 10 которого седло 11 перекрыто клапаном 12, подпружиненным пружиной 13 и мембранами с разными площадями 14 и 15 жестко связанными и образующими между собой полость 16, и разделяющими корпус 10 командного прибора на надмембранную 17 и подмембранную 18 полости, при этом между редукционным клапаном 3 и командным прибором 9 расположен электропневмопреобразователь 19, состоящий из электрической катушки 20, постоянных магнитов 21, неподвижного 22 и подвижного 23 магнитопровода, соединенного с двумя шиберными заслонками 24 и 25, перекрывающими 2 из 3-х сопел 26, 27 и 28, расположенных в корпусе 29 электропневмопреобразователя, причем сопло 28 соединено с выходом редукционного клапана 3, сопло 26 - с межмембранной полостью 16 командного прибора 9, а сопло 27 - с окружающей средой, при этом вход перекрывного устройства 1 соединен с входом редукционного клапана 3 и через седло 10 с надпоршневой полостью 30 поршня 32, которая через клапан 11, подпружиненного пружиной 31 соединяется с атмосферой, а выход с подмембранной полостью 18 командного прибора 9. Два, перекрываемые шиберными заслонками 24 и 25, сопла 27 и 28 (рис.2), выполнены в виде отверстий Т-образной формы, образованных двумя взаимно перпендикулярными, прорезями. Работа регулятора давления газа происходит следующим образом. Заданное значение выходного давления. Рвых. определяется положением перекрывного устройства 1, которым управляет исполнительный механизм 2 с поршнем 31, положение которого определяется соотношением давления Рупр. в полости 30 и Рвых. в полости 18 и усилием пружины 31. Рупр. формируется путем преобразования Рвх. в полости 18 командного прибора 9. Это имеет место при обесточенном электропневмопреобразователе 29. При поступлении внешнего электрического сигнала на катушку 20, в магнитопроводах 22 и 23 возникает магнитодвижущая сила, которая взаимодействуя с магнитным потоком постоянных магнитов 21 создает вращающий момент, поворачивающий подвижный магнитопровод 23 на некоторый угол, пропорциональный поступающему на катушку 20 электрическому току. При повороте магнитопровода 23 вместе с ним поворачиваются шиберные заслонки 24 и 25, одна из которых 25 открывает сопло 28, а другая 24 перекрывает сопло 27. Газ, поступающий с выхода редукционного клапана 3 частично сбрасывается в окружающую среду через сопло 27, а частично через сопло 26 поступает в качестве опорного давления Роп. в межмембранную полость 16 командного прибора 9. Воздействуя на мембраны 14 и 15 разных эффективных площадей. Роп. корректирует Рупр., поступающее из подмембранной полости 18 командного прибора 9 в полость 30 исполнительного механизма 2, тем самым изменяя положение поршня 32 и перекрывного устройства 1, корректируя тем самым давление выхода Рвых. Поступающий на катушку 20 ток является функцией какого либо параметра в системе, например расхода газа, от которого могут зависеть другие параметры системы. Так как степень открытия и закрытия сопел 24 и 25 зависит от положения подвижного магнитопровода 23, то фактическая величина поступающего электрического тока формирует величину Роп., т.е. в конечном счете Рвых. - давление за регулятором. Чтобы получить линейную зависимость Роп. от величины тока сопла 27 и 28 выполнены Т-образными, проходные сечения их пропорциональны степени открытия шиберными заслонками 24 и 25.