УСИЛИТЕЛЬ РЕГУЛЯТОРА ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Полезная модель относится к области регулирующей арматуры и в частности касается составной части регулятора давления газа - усилителя, который преобразует требуемое выходное давление и используется в конструкции регуляторов давления газа с условным проходом DN 50, 80, 100 мм.
Известен усилитель для регулятора давления непрямого действия, содержащий корпус с расположенными в нем камерами выходного давления, управляющего давления и давления питания, узел задания с пружиной и винтом задания, подпружиненный двойной клапан, опирающийся на седло, элемент сравнения (комбинированный мембранно-поршневой чувствительный элемент) выполненный в виде полого поршня, крышки и зажатой между ними плоской металлической мембраны, жесткий центр которой с одной стороны связан с пружиной узла задания, а с другой через полый шток, имеющий сбросной канал с подпружиненным двойным клапаном, причем площадь полого поршня выполнена равной эффективной площади мембраны в ее нейтральном положении. Полый шток полого поршня проходит через разделительный элемент, выполненный в виде подвески-центратора, состоящего из упругой пластины с подвижным полым центром, на котором закреплено кольцо уплотнения, размещенное в обойме. Упругая пластина выполнена идентично мембране полого поршня и жестко закреплена в корпусе по наружному периметру. [Патент РФ №2078370, МПК G05D 16/16, F16K 31/12, опубликовано 27.04.1997]. Данный усилитель регулятора давления непрямого действия является наиболее близким аналогом для заявляемой полезной модели и поэтому это решение взято за прототип.
2
Недостаток аналога - конструкция усилителя для регулятора давления непрямого действия относится к мембранно-поршневому типу, и имеет большую инертность, что требует при пуске и настройке регулятора давления газа подавать газ в регулятор не более 5 кгс/см в минуту, т.е. в ручном режиме.
Техническая задача, решаемая заявленным техническим решением, заключается в обеспечении точности поддержания давления при осуществлении подачи газа при пуске и настройке регулятора давления газа, не ограничивая скорости подачи, т.е. в автоматическом режиме.
Технический результат достигается тем, что в усилителе регулятора давления газа, содержащем корпус с камерами редуцирования, задающей и обратной связи, узел задания, чувствительный элемент, регулирующий орган новым является то, что чувствительный элемент выполнен в виде двух мембран, жестко закрепленных в корпусе по внешнему диаметру, между которыми размещен регулирующий орган, содержащий шток, жестко закрепленный к корпусу с установленным в нем соплом, взаимодействующим с седлом с резиновой вставкой, установленном на хомуте, причем хомут соединен с мембранами при помощи тарелки, диска и гаек.
На фигуре 1 - показан усилитель регулятора давления газа в разрезе.
На фигуре 2 - вид А на фигуре 1.
Усилитель регулятора давления газа содержит корпус 1 с камерами редуцирования 2, задающей 3 и обратной связи 4. Узел задания, содержащий цилиндр 5, с расположенными в нем задающими пружинами 6 и 7, взаимодействующими через тарелку 8 с шариком 9 с винтом задания 10, размещенном в крышке 11. Чувствительный элемент, выполненный в виде двух мембран 12, жестко закрепленных кольцами 13 в корпус 1 по внешнему диаметру, между которыми размещен регулирующий орган, содержащий шток 14 жестко закрепленный болтом 16 к корпусу 1 с установленным в нем соплом 15 взаимодействующим с седлом 18 с резиновой вставкой, установленном на хомуте 17, причем хомут 17 соединен с мембранами 12 при помощи тарелки 19, диска 20 и гаек 21. Камера обратной связи 4 содержит крышку 22, соединенную с корпусом 1 с размещенной в ней пружиной 23.
Сборка усилителя происходит следующим образом: в хомут 17 устанавливают седло 11 с резиновой вставкой, мембрану 12, диск 20 и зажимают гайкой 21. Данную сборочную единицу устанавливают в корпус 1. С другой стороны корпуса 1 устанавливают мембрану 12, тарелку 19 и зажимают гайкой 21. В шток 14 устанавливают сопло 15. Данную сборочную единицу жестко устанавливают в корпус 1 и затягивают болтом 16. В корпус 1 устанавливают пружину 23 и зажимают крышкой 22. В противоположной стороне корпуса 1 устанавливают цилиндр 5, в который размещают задающие пружины 6, 7, тарелку 8, шарик 9 и зажимают крышкой 11. Винт задания 10 вворачивают в крышку 11. При сборке устанавливают шток 14 и хомут 17 таким образом, чтобы не было соприкосновения между ними при движении хомута 17.
Усилитель регулятора давления газа работает следующим образом: газ под давлением поступает на вход в корпусе 1 и через сопло 15 во внутреннюю полость корпуса 1 и далее на выход. Жестко связанные между собой хомут 17, седло 18 с резиновой вставкой и мембраны 12 находятся в уравновешенном состоянии под воздействием задающих пружин 6, 7 и пружины 23 и давления газа в полости корпуса 1, а также под воздействием давления газа, отбираемого из выходного трубопровода регулятора давления, которое подается в камеру обратной связи 4, образуемую крышкой 22. В результате возникает сила, противодействующая усилию задающих пружин 6, 7, которая стремится закрыть сопло 15. Задающие пружины 6, 7 стремятся его открыть. Изменение давления на выходе приводит к изменению усилия, создаваемого мембраной 12 в камере обратной связи 4. Под воздействием этой силы изменяется зазор между соплом 15 и седлом 18 с резиновой вставкой и, следовательно, изменяется расход газа через этот зазор. В результате давление на выходе стремится вернуться к заданному значению. Для принудительного изменения давления на выходе изменяется затяжка пружины 6, 7.
Величина выходного давления регулируется сменой или установкой двух задающих пружин 6 и 7. Пружина 6 регулирует диапазон выходного давления от 0,1 до 0,8 МПа, пружина 7 регулирует диапазон выходного давления от 0,3 до 2,4 МПа, установка двух пружин 6 и 7 регулирует диапазон выходного давления от 0,3 до 5,5 МПа.
Выполнение чувствительного элемента в виде двух мембран 12, жестко закрепленных в корпусе 1 по внешнему диаметру, позволило обеспечить уменьшение зоны нечувствительности и повышение точности стабилизации выходного давления регулятора давления газа и надежно разделило камеры усилителя регулятора давления газа друг от друга. Размещение регулирующего органа, содержащего шток 14, жестко закрепленный к корпусу 1 с установленным в нем соплом 15, взаимодействующим с седлом 18 с резиновой вставкой, установленном на хомуте 17, привело к тому, что в конструкции усилителя регулятора давления газа отсутствуют трущиеся части и преодолевать силу трения нет необходимости.
Таким образом, новая совокупность существенных признаков заявленного технического решения, а именно выполнение чувствительного элемента в виде двух мембран, жестко закрепленных в корпусе по внешнему диаметру, между которыми размещен регулирующий орган, содержащий шток, жестко закрепленный к корпусу с установленным в нем соплом, взаимодействующим с седлом с резиновой вставкой, установленном на хомуте, причем хомут соединен с мембранами при помощи тарелки, диска и гаек, позволила обеспечить подачу газа при пуске и настройке регулятора давления без ограничения скорости подачи (в автоматическом режиме).