РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Полезная модель относится к области регулирования давления газа и касается совместной работы собственно регулятора давления с усилителем (командное устройство).
Известно командное устройство (усилитель) для включения в работу, задания режимов работы и поддержания заданного давления газа на выходе из регулятора, содержащий мембрану, воздействующую на двойной клапан с полостью командного давления для управления регулятором давления газа, причем мембрана соединена с поршнем и снабжена пружиной с регулирующим винтом для ее натяжения (см. патент RU №155506 от 16.09.2015 г.)
Недостатком устройства является ограниченный диапазон уровней настройки выходного давления регулятора при задании этих уровней на значения выше 4,0 МПа, вызванный необходимостью увеличения усилия пружины для преодоления силы от давления выходного газа на мембрану, которое (усилие) невозможно преодолеть регулировочным винтом вручную.
Известен также, регулятор давления газа, содержащий корпус с крышкой, седло клапана, поршневой клапан, образующий с крышкой и корпусом две полости - командную и полость обратной связи, а также усилитель (командное устройство), снабженный редуктором газа на входе в усилитель и двойным клапаном, управляемым подпружиненной мембраной с полостью обратной связи, а пружина нагружена регулировочным винтом (см. патент RU №148399 от 30.10.2014 г.)
Недостатком известного регулятора давления также является ограниченный диапазон уровней настройки выходного давления регулятора при задании этого уровня более 4,0 МПа, а по ГОСТ 11881-76 диапазон настройки выходного давления задан уровнем до 40 МПа.
Основной задачей, на решение которой направлена заявляемая модель является расширение диапазона настроек выходного давления регулятора давления.
Поставленная задача достигается тем, что в известном регуляторе давления газа, содержащим усилитель, седло и поршневой клапан, образующий с корпусом и крышкой полость обратной связи с пружиной и сообщенной с выходом из регулятора, и командную полость, сообщенную с усилителем, снабженным редуктором газа на входе в усилитель и состоящий из корпуса усилителя и двойного клапана, связанного с мембраной, левая полость которой сообщена с выходом из регулятора, а правая полость содержит поршень и пружину с регулировочным винтом в корпусе для ее затяжки, согласно предложенному техническому решению поршень выполнен со сферой для контакта с мембраной и снабжен уплотнительным кольцом, а пружинная полость между поршнем и корпусом усилителя сообщена с участком между редуктором усилителя и входом в усилитель через дроссель, причем площадь поршня меньше площади рабочей поверхности мембраны.
Техническим результатом является разгрузка регулировочного винта за счет подачи газа после редуктора в пружинную полость мембраны и возможности выбора благодаря этому пружины с потребными характеристиками, не переразмеривая ее, путем подбора площадей мембраны и поршня.
На рисунке показана конструктивная схема регулятора давления газа с усилителем.
Регулятор давления состоит из усилителя 1, корпуса 2, крышки 3, между которыми размещен поршневой клапан 4 и седло 5. Полость 6 регулятора между поршневым клапаном 4 и крышкой 3 снабжена пружиной 7 и сообщена с полостью 8 за регулятором - обратная связь, а полость 9 - командная и сообщена с полостью 10 усилителя 1. В полости 10 усилителя 1 формируется команда на регулятор давления для поддержания заданного уровня давления на выходе из регулятора - полость 8.
Усилитель 1 снабжен редуктором 11 и включает в себя двойной клапан 12 с мембраной 13, левая полость 14 которой сообщена с полостью 8 на выходе из регулятора, а правая полость 15 содержит поршень 16 и пружину 17, на которую воздействует регулировочный винт 18, установленный в корпусе 19 усилителя 1. Поршень 16 имеет сферу 20 для контакта с мембраной 13 и размещен в корпусе 19, обеспечивая компенсацию от возможных перекосов относительно двойного клапана 12, и снабжен уплотнительным кольцом 21.
Пружинная полость 22 между поршнем 16 и корпусом 19 усилителя 1 сообщена с участком 23 между редуктором 11 усилителя 1, и входом 24 в усилитель 1 через дроссель 25.
Площадь поршня 16 и рабочая площадь мембраны 13 выбраны таким образом, чтобы разница усилия слева на мембрану 13 от давления на выходе 8 из регулятора было больше от усилия на мембрану 13 справа от давления в пружинной полости 22 на величину потребного усилия пружины 17, задаваемого для обеспечения возможности вручную без усилий поворота регулировочного винта 18 для настройки регулятора давления газа на любой заданный уровень давления на выходе из регулятора и не переразмеривая пружину 17. Поскольку давление газа за редуктором 11 всегда больше давления газа на выходе из регулятора, то указанную выше разницу усилий на мембране 13 получают уменьшая площадь поршня 16 по сравнению с площадью мембраны 13. Дроссель 25 служит для демпфирования давления при возможных забросах давления в пружинную полость 22 при регулировке давления на выходе из регулятора давления.
Регулятор давления работает следующим образом. В соответствии с настройкой усилителя 1 командное давление из полости 10 подается в полость 9 регулятора, а в пружинную полость 7 подается давление из полости 8 за регулятором.
При равновесии усилий от командного давления в полости 9 и усилий от давления в пружинной полости 6 поршневой клапан 4 занимает определенное положение относительно седла 5, обеспечивая заданное настройкой усилителя 1 давление на выходе из регулятора.
Настройка усилителя 1 на заданный уровень давления на выходе из регулятора производится регулировочным винтом 18, воздействующим на пружину 17, усилие от которой через сферу 20 поршня 16 передается на мембрану 13. Одновременно на мембрану 13 действует постоянное усилие через поршень 16 от давления газа в пружинной полости 22, заведенное из участка 23 за редуктором 11. Левая полость 14 мембраны 13 находится под давлением газа на выходе 8 из регулятора. Равновесие усилий от давлений в левой полости 14 мембраны 13 и в пружинной полости 22 плюс усилие пружины 17 отпределяют положение двойного клапана 12 и соответственно величину командного давления в полости 10 усилителя и давления в полости 9 регулятора которые, в свою очередь, определяют положение поршневого клапана 4 и уровень давления в полости 8 на выходе из регулятора.
Вращение регулировочного винта 18 производится легко от руки благодаря разгрузки за счет подовода в пружинную полость 22 усилителя 1 газа с постоянным давлением из полости 23 за редуктором 11.
Изменения давления в сети через полость 8 за регулятором воспринимаются пружинной полостью 6 регулятора (обратная связь), который отрабатывает на открытие или прикрытие поршневым клапаном 4 щели между собой и седлом 5. Одновременно эти изменения воспринимаются левой полостью 14 мембраны 13 усилителя 1, которая перещаясь меняет командное давление в полостях 10 усилителя 1 и соответственно 9 регулятора, тем самым усиливая сигнал на возвращение поршневого клапана 4 в новое равновесное состояние, обеспечивая заданное усилителем 1 давление на выходе 8 регулятора. Это давление, как сказано выше, задано сжатием пружины 17 регулировочным винтом 18 при постоянном давлении в пружинной полости 22.