редуктор двухступенчатый

Формула изобретения

Редуктор двухступенчатый, содержащий корпус, в котором выполнены две ступени редуцирования, первая из которых содержит первые входную и выходную полости, между которыми установлен первый клапан, связанный с первым чувствительным элементом, подпружиненным первой пружиной задания, вторая ступень редуцирования содержит вторые входную и выходную полости, между которыми установлен второй клапан, связанный с вторым чувствительным элементом, подпружиненным второй пружиной задания, установленной в полости задания, отличающийся тем, что первый чувствительный элемент выполнен в виде первого поршня, а второй чувствительный элемент в виде, например, второго поршня (мембраны или сильфона), первый клапан и первая пружина задания расположены в первой выходной полости, седло второго клапан выполнено в перегородке, установленной между ступенями, первый поршень образует с корпусом и перегородкой надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные соответственно с первой и второй выходными полостями, причем надпоршневая полость является второй входной полостью, а подпоршневая полость сообщена с второй выходной полостью каналом, выполненным внутри корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при транспортировке и потреблении природного газа.

Известен регулятор давления по авт. св. N 1711126, кл. G 05 D 16/06, отличающийся простой конструкции и содержащий, в частности, шкалу настройки, что делает его удобным в эксплуатации. Основным недостатком регулятора является одноступенчатость конструкции, что при работе в условиях высокого входного давления, изменяющегося в большом диапазоне приводит к малой надежности и точности.

Наиболее близким техническим решением является двухкамерный газовый редуктор по авт. св. N 103277, кл. G 05 D 16/06, 1955 г. Это устройство содержит две ступени редуцирования, первый из которых содержит три полости, в одной из которых расположен клапан, в другой подпружиненный чувствительный элемент. Вторая ступень содержит две полости, разделенные чувствительным элементом на две полости выходную и полость задания, в которой расположена пружина задания. Обе ступени редуктора выполнены в одном корпусе, одна из полостей выходная, первой ступени соединена со входом второй ступени, в котором расположен впускной клапан, выходная полость второй ступени соединена внутренним каналом с одной из полостей первой ступени. Данная конструкция отличается сложностью и склонностью к автоколебаниям.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение надежности и уменьшение габаритов.

Указанная цель достигается тем, что в редукторе двухступенчатом первый чувствительный элемент выполнен в виде первого поршня, второй чувствительный элемент в виде, например, второго поршня, мембраны или сильфона, первый клапан и первая пружина задания расположены в первой выходной полости, седло второго клапана выполнено в перегородке, установленной между ступенями, первый поршень образует с корпусом и перегородкой надпоршневую и подпоршневую полости, сообщенные соответственно с первой и второй выходными полостями, причем надпоршневая полость является второй входной полостью, а подпоршневая полость сообщена со второй выходной полостью каналом, выполненным внутри корпуса.

Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по редукторам газа по фондам фирмы "Саратовгазприборавтоматика" и областной универсальной технологической библиотеки г. Саратов позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Кроме того, предлагаемое устройство не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.

Конструкция данного редуктора двухступенчатого вызвана к жизни практикой их эксплуатации, а именно из-за наличия большого количества соединяющих отдельные ступени трубок происходит их загидрачивание, что естественно приводит к выходу устройства из строя, кроме того, по причине наличия трех ступеней и соединительных трубок затрудняется герметизация их соединений, что приводит к утечкам газа в окружающую среду. Не устраняют эксплуатационное и габариты устройства, содержащего две-три автономные ступени. Следовательно, предлагаемый редуктор двухступенчатый обладает промышленной полезностью.

Устройство представлено на чертеже.

Редуктор двухступенчатый состоит из корпуса 1, в котором выполнены: первая ступень редуцирования, содержащая первую входную полость 2, подпоршневую полость 3, надпоршневую полость 4; вторая ступень редуцирования, содержащая вторую выходную полость 5 и первую выходную полость 6. В первую ступень редуцирования входит клапан 7, первый чувствительный элемент первый поршень 8 со штоком 9, осевым каналом 10 в штоке 9, соединяющим первую выходную полость 6 с надпоршневой полостью 4, пружина 11, шайба 12. Во вторую ступень редуцирования входит второй клапан 13, первый (выпускной) клапан 14, второй чувствительный элемент, состоящий из второго поршня 15, винта задания 16, пружины задания 17. Канал 18 соединяет подпоршневую полость 3 со второй выходной полостью 5 и герметизируется уплотнительным кольцом 19; манометр 20 для контроля давления первой ступени соединяется с первой выходной полостью 2 каналом 21. На входе редуктора выполнен входной штуцер 22.

Редуктор двухступенчатый работает следующим образом.

Газ высокого давления (P_вх) поступает во входной штуцер 22 первой ступени и через открытый клапан 7 в первую входную полость 2. Значение P_вых первой ступени контролируется манометром 20. Газ по осевому каналу 10 в штоке 9 поступает в первую надпоршневую полость 4, которая одновременно является входной полостью второй ступени, где давление возрастает до тех пор, пока сила действия перепада давления в полостях 4 и 3 на площадь первого поршня 8 не уравновесится усилием пружины 11. После этого первый поршень 8 перемещается вниз и клапан 7 закрывает входной штуцер 22, т.е. поступление газа прекращается. Далее газ через открытый второй клапан 13 (из-за воздействия пружины задания 17 на второй чувствительный элемент второй поршень 15) поступает во вторую входную полость 5 и на выход (Р_вых.). При этом первый клапан 14 закрыт, т.к. пружина задания 17 прижимает поршень 15 к первому клапану 14. Давление во второй выходной полости 5 повышается до тех пор, пока сила действия его на площадь второго поршня 15 второго чувствительного элемента уравновесится усилием пружины задания 17, после чего второй клапан 13 закрывается. По мере роста давления во второй выходной полости 5 через канал 18 это давление (Р_вых) поступает в подпоршневую полость 3 первой ступени и давление в надпоршневой полости 4 повышается и достигает величины, равной давлению во второй выходной полости (Р_вых) плюс перепад давления на первом поршне 8 (в надпоршневой полости 4 и подпоршневой полости 3), определяемый площадью первого поршня 8 и усилием пружины 11, т.е.

где С_т усилие пружины 11;

F площадь первого поршня 8.

При уменьшении расхода из второй выходной полости 5 выходное давление P_вых увеличивается и, когда действие этого давления на площадь второго поршня 15 второго чувствительного элемента превысит усилие пружины задания 17, второй поршень 15 переместится вверх, первый клапан 14 откроется и газ стравится в атмосферу. Давление во второй выходной полости 5 снизится до величины, заданной усилием пружины задания 17. После этого второй поршень 15 под действием пружины 17 переместится вниз и первый клапан 14 закроется. Следует отметить, что перепад давления между надпоршневой полостью 4 и второй выходной полостью 5 конструктивно выбирается в пределах 2 6 кгс/см², что повышает точность поддержания выходного давления, делает работу второй ступени независимой от входного давления и повышает надежность работы. При настройке редуктора на различные выходные давления в надпоршневой полости 4 - на входе редуктора второй ступени давление будет автоматически изменяться так, что величина Р_вых будет попадать через канал 18 в подпоршневую полость 3 и в надпоршневую полости 4 будет устанавливаться давление в соответствии с вышеприведенной формулой , т.е. при изменении настройки редуктора давление в надпоршневой полости 4 будет изменяться автоматически.