РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к автоматике, в частности к регулирующей аппаратуре для систем снабжения газом котельных и других промышленных объектов.

Известны регуляторы давления, применяемые в системах газоснабжения (Справочник по газоснабжению и использованию газа./Под ред. Н.П. Стаскевича и др. Л. Недра, 1990).

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому решению является регулятор давления (авт. св. СССР N 1179283, кл. G 05 D 16/06, 1984).

Устройство содержит корпус с входной и выходной полостями, между которыми установлено седло регулирующего органа, клапан которого расположен в выходной полости и связан с сервоприводом и через шток с элементом разгрузки, расположенным в выходной полости и образующим с корпусом разгрузочную камеру клапана от входного давления, сообщающуюся с входной полостью через канал в штоке.

Недостатком такого устройства является ограничение функциональных возможностей, в частности невозможность измерения расхода регулируемой среды, проходящей через него.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей регулятора для обеспечения измерения расхода, проходящего через него газа.

Цель достигается тем, что в регулятор введены аксиально в полость седла закрепленный на клапане приемник полного давления в виде напорной трубки соединяющей полость седла с каналом штока, а во входную полость корпуса - приемник статистического давления в виде отверстия в корпусе и измеритель перепада давлений, импульсные трубки которого подключены к приемнику статистического давления и разгрузочной камере, а седло выполнено с отношением длины отверстия к диаметру больше единицы.

Практика эксплуатации регуляторов давления свидетельствует о том, что предлагаемое решение обладает промышленной полезностью.

На чертеже изображен предлагаемый регулятор. Регулятор содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, между которыми расположено седло 4. Сервопривод 5, закрепленный к корпусу 1 в выходной полости 3 содержит разгрузочную камеру 6, полый шток 7 с клапаном 8 и каналом 9. Клапан 8 закреплен к штоку насадком 10 с каналом 11, обеспечивающих через канал 9 сообщение герметичной камеры 6 и полости седла 12. Перемещение штока 7 относительно корпуса сервопривода 5 обеспечивается за счет подвижного соединения мембраной 13. Насадок 10 имеет канал 11, который соединяет полость седла 12 с каналом штока 9, следовательно полость седла 12 сообщена с герметичной камерой 6. Во входной полости 2 выполнено отверстие 14 для отбора статического давления. Импульсные трубки 15 и 16 соединяют герметичную камеру 6 и отверстие 14 с измерителем перепада давлений 17.

Регулятор работает следующим образом.

В статическом безрасходном режиме клапан 8 прижат к седлу 4. Входное давление по каналам 11 и 9 поступает в разгрузочную камеру 6 и разгружает клапан 8 со штоком 7 от воздействия перепада давлений между полостью седла 12 и входной 3. Поэтому изменение входного давления не вызывает изменения усилия на штоке, а следовательно, и изменения выходного давления в полости 3.

При наличии расхода сервопривод 5, регулируя зазор между клапаном 8 и седлом 4 поддерживает давление в выходной полости 3, а следовательно, и в нагрузке. При наличии расхода по каналам 11 и 9 в разгрузочной камере будет поступать полное давление с учетом скоростного напора ((ΔP_д)), равного
ΔP_д=ρv²/2q,
где v скорость потока;
ρ плотность среды;
q ускорение силы тяжести.

Так как давление на клапане и в разгрузочной камере одинаковые в статистическом и динамическом режимах, то и разгрузка клапана 8 со штоком 7 будет осуществляться в этих режимах. Для того чтобы в полости седла было установившееся движение, необходимо, чтобы длина отверстия седла была больше его диаметра.

На измеритель перепада давлений 17 по импульсным трубкам 15 и 16 поступает полное и статистическое давление, и измеритель 17 будет измерять скорость потока в полости седла по его оси. Эта скорость будет характеризовать расход в сечении седла. Следовательно, измеритель 17 будет производить измерение расхода через регулятор.

Введение в регулятор приемников полного и статистического давлений в измерителя перепада давлений с импульсными трубками обеспечивают регулятору давление не только стабилизировать давление в нагрузке, но и измерять расход.

Использование: автоматика, в частности регулирующая аппаратура для систем снабжения газом котельных и других промышленных объектов. Сущность изобретения: для расширения функциональных возможностей регулятора для обеспечения измерения расхода проходящего через него газа регулятор содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, между которыми расположено седло 4. Сервопривод 5, прикрепленный к корпусу 1, в выходной полости 3 содержит герметичную разгрузочную камеру 6, полый шток 7 с клапаном 8 и каналом 9. Клапан 8 прикреплен к штоку насадком 10 с каналом 11 для сообщения герметичной камеры с полостью седла 12. Во входной полости 2 выполнено отверстие 14 для отбора статического давления. Импульсные трубки 15 и 16 соединяют герметичную камеру 6 и отверстие 14 с измерителем перепада давлений 17. 1 ил.

Регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями, между которыми установлено седло регулирующего органа, клапан которого расположен в выходной полости и связан с сервоприводом и через шток с элементом разгрузки, расположенным в выходной полости и образующим с корпусом разгрузочную камеру клапана от входного давления, сообщающуюся с входной полостью через канал в штоке, отличающийся тем, что в него введены аксиально в полость седла закрепленный на клапане приемник полного давления в виде напорной трубки, соединяющей полость седла с каналом штока, а во входную полость корпуса приемник статического давления в виде отверстия в корпусе и измеритель перепада давлений, импульсные трубки которого подключены к приемнику статического давления и разгрузочной камере, а седло выполнено с отношением длины отверстия к диаметру больше единицы.