РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Полезная модель относится к регуляторам давления газа, в частности, используемым в дыхательных аппаратах.
Известен газовый редуктор (патенты RU №51761 U1 от 26.07.2005, RU №72937 U1 от 25.12.2007, RU №2089773 от 25.10.1993), содержащий корпус, крышку, камеру высокого давления газа с подсоединенным к ней входным штуцером с фильтром, камеру редуцированного давления газа, камеру регулирования, разделенную поршнем с плунжером на две полости - поршневую полость и кольцевую полость. В корпусе выполнено отверстие, соединяющее камеру высокого давления с камерой редуцированного давления и выступающее в камеру редуцированного давления в виде конического седла, а в торец плунжера запрессована уплотнительная шайба, контактирующая с седлом. Камера редуцированного давления соединена с поршневой полостью камеры регулирования каналом в плунжере, а с окружающей средой - каналом с регулируемым обратным клапаном. В кольцевой полости между корпусом и поршнем установлена пружина, отжимающая плунжер с уплотнительной шайбой от седла и обеспечивающая соединение камеры высокого давления и камеры редуцированного давления через зазор между седлом и уплотнительной шайбой, при перетекании через который газ дросселируется и поступает в камеру редуцированного давления редуцированным. При увеличенном давлении в камере редуцированного давления газ поступает по каналу в поршневую полость и перемещает поршень с плунжером, уменьшая зазор между седлом и уплотнительной шайбой, поддерживая расход и давление в камере редуцированного давления. При величине давления газа в камере редуцированного давления более допустимой регулируемый обратный клапан открывается, выпуская газ в окружающую среду. В газовом редукторе (патент RU №2089773) функцию поршня выполняет мембрана, имеющая плунжер.
Недостаток данного газового редуктора - в том, что пружина имеет довольно большую жесткость, массу и габариты, что влияет на массу и габариты редуктора, а также на точность поддержания давления газа и амплитуду колебаний давления.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - обеспечение регулирования потока газа в редукторе при малой амплитуде колебаний давления и расхода, повышении точности и уменьшении габаритов и массы регулятора.
Техническая задача решена в регуляторе, имеющем корпус и выполненные в нем три разделенные стенками камеры, камеру высокого давления и камеру редуцированного давления, разделенные первой стенкой; камеру регулирования, отделенную второй стенкой от камеры редуцированного давления; отверстие с седлом, размещенное в первой стенке; перегородку с подвижным плунжером, проходящим через отверстие во второй стенке, разделяющую камеру регулирования на поршневую и кольцевую полости; соединенный с плунжером и размещенный в камере редуцированного давления клапан с уплотнительным элементом, взаимодействующим с седлом; первый канал, соединяющий камеру редуцированного давления с поршневой полостью камеры регулирования; второй канал, соединяющий кольцевую полость камеры регулирования с окружающей средой, при этом
в корпусе имеется третий канал, соединяющий камеру редуцированного давления с кольцевой полостью камеры регулирования; ко второму каналу подсоединен обратный клапан.
Для повышения удобства настройки регулятора первый и третий каналы расположены в корпусе и имеют регулируемые дроссели.
Для возможности регулирования величин редуцированного давления обратный клапан является регулируемым.
Для уменьшения веса подвижной части и снижения трения перегородка выполнена в виде мембраны и соединена с плунжером.
Для уменьшения габаритов регулятора и повышения надежности и срока службы редуктора перегородка выполнена в виде поршня и соединена с плунжером.
Для повышения быстродействия регулятора в начале подачи к нему газа в кольцевой полости может быть установлена пружина.
Технический эффект - обеспечение регулирования потока газа в редукторе при малой амплитуде колебаний давления и расхода, повышении точности и уменьшении габаритов и массы регулятора, - достигается за счет новой совокупности отличительных признаков: в корпусе имеется третий канал, соединяющий камеру редуцированного давления с кольцевой полостью камеры регулирования; ко второму каналу подсоединен обратный клапан; первый канал может быть выполнен в плунжере или в корпусе и может иметь дроссель, который может быть регулируемым; третий канал расположен в корпусе и имеет дроссель, который может быть регулируемым.
Совокупность признаков регулятора не найдена при проведении патентно-информационного поиска, следовательно, техническое решение соответствует критерию «новизна» и не следует явно из известного уровня техники.
На фиг.1 показан регулятор давления газа с клапаном, размещенным в камере редуцированного давления с первым каналом расположенным в плунжере и третьим каналом с регулируемым дросселем.
На фиг.2 показан регулятор давления газа с клапаном, размещенным в камере редуцированного давления с регулируемым дросселем в первом канале.
На фиг.3 показан регулятор давления газа с перегородкой в виде мембраны.
На фиг.4 показан регулятор давления газа с пружиной в кольцевой полости.
Регулятор содержит (фиг.1, 2) корпус 1 и выполненные в нем три разделенные стенками камеры: камеру 2 высокого давления и камеру 3 редуцированного давления, разделенные первой стенкой 4; камеру регулирования 5, отделенную второй стенкой 6 от камеры 3 редуцированного давления; отверстие 7 с седлом 8, размещенное в первой стенке 4; перегородку 9 с подвижным плунжером 10, проходящим через отверстие во второй стенке 6, разделяющую камеру 5 на поршневую полость 11 и кольцевую полость 12; соединенный с плунжером 10 и размещенный в камере 3 (фиг.1, 2) клапан 13 с уплотнительным элементом 14, взаимодействующим с седлом 8; первый канал 15 (фиг.1), являющийся нерегулируемым дросселем, или 15а (фиг.2) с дросселем 16 и регулятором 16a (фиг.2), соединяющий камеру 3 с поршневой полостью 11; второй канал 17 с обратным клапаном 18, соединяющий кольцевую полость 12 с окружающей средой; в корпусе имеется третий канал 19 с дросселем 19a (фиг.2) или канал 19b с дросселем 19c и регулятором 19d (фиг.1), соединяющий камеру редуцированного давления с кольцевой полостью 12.
Для повышения быстродействия регулятора в начале подачи к нему газа в кольцевой полости 12 может быть установлена пружина 20 (фиг.4).
Работа регулятора включает следующие этапы (фиг.1-4):
- подачу газа в камеру 2, смещение плунжера 10 с перегородкой 9 и образование зазора между седлом 8 и уплотнительным элементом 14; при подаче газа в камеру 2 зазор изменяется после поступления потока газа через первый канал 15 (фиг.1) или 15a (фиг.2) в поршневую полость 11;
- поступление потока газа через первый канал 15 (фиг.1) в поршневую полость 11, а через канал 19b и дроссель 19c с изменяемым регулятором 19d проходным сечением, или перетекание газа через первый канал 15a (фиг.2-4), дроссель 16 с изменяемым регулятором 16a проходным сечением, в поршневую полость 11, а через канал 19 с дросселем 19a - в кольцевую полость 12;
- перемещение перегородки 9 с плунжером 10 и клапаном 13 под действием на нее разности давления газа, увеличивающее зазор между седлом 8 и уплотнительным элементом 14;
- поступление потока газа в камеру 3 и, соответственно, потребителю газа;
- изменение (увеличение, уменьшение) потока газа, поступающего потребителю из камеры 3, и давления газа в камере 3, вызывающее перетекание газа между камерой 3 и полостями 11 и 12, перемещение перегородки 9 с плунжером 10 и клапаном 13 в направлении равнодействующей всех сил, действующих на перегородку 9, плунжер 10 и клапан 13, изменение величины зазора между седлом 8 и уплотнительным элементом 14, а также давления и подачи газа потребителю;
- выпуск газа в окружающую среду из кольцевой полости 12 при превышении заданной обратным клапаном 18 величины редуцированного давления.