ПОДЗЕМНЫЙ МОДУЛЬ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК G05D16/20 

Изобретение относится к подземному модулю регулирования давления текучей среды, который предназначен для введения в используемую подземную камеру.

В известных подземных модулях регулирования давления (см. фиг. 1) вся система регулирования давления размещена в одном кожухе 10 со всеми основными устройствами управления, размещенными в отдельном патроне 12, который можно легко заменять. К модулю имеется доступ через крышку 11 люка. На практике подземная система обычно включает впускной клапан, выпускной клапан створчатого типа, но для простоты они не показаны. Впуск имеет фланец 13 (например, 150 мм) для соединения с впускной трубой, а выпуск имеет фланец 15 (например, 200 мм) для соединения с выпускной трубой.

Фильтр 16 имеет цилиндрическую форму с сеткой, имеющей маленькие ячейки (например, 200 микрон), который обеспечивает прохождение фильтруемого газа внутри него, который затем проходит через открытый захлопывающийся клапан 17 к управляющему клапану 18. Управляющий клапан 18 регулирует давление газа на выпуске и включает стержень 19, пружину 20 и набор 21 мембран, содержащий четыре мембраны, соединенные вместе параллельно для создания чувствительного механизма регулирования. Патрон также содержит предохранительный клапан 22, который осуществляет импульсное срабатывание внутри, так же как захлопывающийся исполнительный механизм 23. Предварительно собранные патроны легко заменять, что сокращает время простоя.

Модуль регулирования давления обычно может работать при давлении на впуске до 200 кПа и при давлении на выходе, имеющем величину между 2,2 кПа и 4,7 кПа с расходом потока до приблизительно 4000 м³/ч.

Вентиляционная труба 30 обеспечивает установленное атмосферное давление для патрона 12 и включает выпускную трубу предохранительного клапана и другие линии (схематично показанные в виде трубы 31). Коробка 33 измерительных приборов содержит диаграммный самописец для регистрации давлений на впуске и выпуске, дифференциальный манометр и различные контрольные точки (например, для указания, является ли захлопывающийся клапан открытым или закрытым).

Для обеспечения эксплуатационной эффективности системы в нее можно включить управляемый таймером исполнительный механизм 28 для того, чтобы в течение ночи, когда потребление низкое, можно было переключать установленное давление регулятора. Таймер в коробке 33 измерительных приборов может подавать сигнал для такого переключения. Это давление переключается посредством изменения давления пружины 20.

Настоящее изобретение обеспечивает более сложную систему регулирования, использующую подземный модуль регулятора, который можно использовать в подземной камере без необходимости проведения больших земляных работ.

Согласно изобретению подземный модуль регулирования давления текучей среды, предназначенный для введения в используемую подземную камеру, содержит предохранительное запорное устройство, предназначенное для поддержания выходного потока посредством линии управления, подведенной к запорному устройству, и регулятор давления подачи, предназначенный для обеспечения переменного давления потока, содержащий первое мембранное устройство, снабженное, по меньшей мере, одной мембраной, и второе мембранное устройство, действующее на первое мембранное устройство для изменения давления потока, выходящего из регулятора, при этом линия управления включает вход для приема управляющей текучей среды из расположенного над землей контроллера. Контроллер включает средство для обнаружения параметров расхода и средство для хранения параметров для будущего управления давлением.

Кроме того, подземная камера соединена с вентиляционной трубой, на которой установлен контроллер.

Целесообразно, чтобы предохранительное запорное устройство было выполнено с возможностью сбрасывания давления управляемой текучей среды в случае возникновения неисправности.

Необходимо, чтобы подземный модуль включал средство для передачи или приема информации из удаленного местоположения о параметрах потребления для обеспечения возможности установления переменных давлений для модуля.

Согласно изобретению создан способ регулирования давления в системе регулирования давления текучей среды в подземном модуле регулятора, размещенном в подземной камере, в котором осуществляют контроль потребления текучей среды в течение заданного периода времени посредством регистрирующего устройства, обеспечивают множество установочных параметров посредством регистрирующего устройства в течение предварительно установленного периода времени для повторения потребительских расходов и осуществляют управление давлением посредством первого и второго мембранных устройств, при этом второе мембранное устройство выполняют с возможностью действия на первое мембранное устройство для изменения давления потока, выходящего из регулятора. Регистрирующие устройства вычисляют информацию из удаленного местоположения о параметрах потребления для обеспечения возможности установления переменных давления для модуля регулятора и передают информацию о параметрах обратно в систему регулирования для обеспечения ее управления.

Далее изобретение будет описано посредством примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
на фиг. 1 показано устройство подземного модуля регулятора;
на фиг. 2 показаны графики расходов текучей среды;
на фиг. 3 показано модифицированное устройство регулятора внутри модуля, создающее изменение давления текучей среды для обеспечения потребительских расходов; и
на фиг. 4 показаны регистрирующие и другие управляющие устройства на поверхности земли, необходимые для работы системы.

На фиг. 2 показаны графики давления для подачи газа. Из этих графиков видно, что необходимо обеспечивать потребителей потоком газа под давлением, по меньшей мере, 2000 кПа (см. график (а)). На практике можно в течение ночи снижать установленное давление на выпуске регулятора с 4 кПа до, например, 3 кПа, используя устройство таймера (см. график (b)). Настоящее изобретение обеспечивает посредством модифицированного подземного модуля получение установки непрерывно изменяющегося давления в зависимости от ранее полученного в результате контроля потребления текучей среды на данной конкретной станции в сети газоснабжения. Профиль использования (см. график (с)) дает возможность поддерживать имеющийся выходной поток (а) на уровне, удовлетворяющем необходимому потреблению текучей среды, в то же время обеспечивая выбор уменьшенного давления, а следовательно, снижая объемные потребления, вероятность утечки и т. д. Хотя изменения графика (с) показаны в виде относительно статических величин в течение какого-то данного короткого периода времени (например, одного часа), если необходимо, на практике можно осуществить большее количество изменений.

Для выполнения необходимых функций патрон 12 модуля модифицирован, как показано на фиг. 3. Первое мембранное устройство образовано набором 21 мембран, который теперь содержит только три мембраны 21 а, b, с, соединенные через канал 26, и второе мембранное устройство, которое представляет собой независимую мембрану 40, снабженную каналом 41, закрытым от канала 26. При этом первое и второе мембранные устройства образуют регулятор давления подачи.

Впускное отверстие 42 обеспечивает подачу текучей среды к мембране 40 под давлением, независимо от того, под каким давлением ее подают к другому набору мембран. Действие давления текучей среды на мембрану 40 создает изменение рабочего давления регулятора через набор 21 мембран. Следовательно, это обеспечивает множество установочных параметров посредством регистрирующего устройства в течение предварительно установленного периода времени. Можно использовать линию к впускному отверстию от коробки 33 измерительных приборов, которая ранее использовалась для управления таймером и которая больше не требуется, следовательно, минимизируя необходимые изменения, причем эту линию можно просто отвести на патроне модуля. В эту линию в блоке можно включить ограничительный клапан, если условия давления требуют этого.

На практике, чтобы обеспечить уровень развития логико-информационных возможностей для такого функционирования системы, на вентиляционной трубе 30 под существующей коробкой 33 измерительных приборов устанавливают дополнительную коробку 50 управления. Линии для эксплуатационного управления проходят из коробки 33 измерительных приборов через трубу 51.

Основным элементом устройства управления является управляющее/регистрирующее устройство 53, представляющее собой, например, контроллер, которое может включать микропроцессор, запоминающее устройство, таймер и дисплей. Модем 54 обеспечивает возможность дистанционного приема регистрируемой информации и информации управления, поступающей в регистрирующее/управляющее устройство 53 с удаленного участка. В зависимости от требований к эксплуатации и безопасности можно использовать захлопывающийся клапан 56 низкого давления, представляющий собой предохранительное запорное устройство, и регулятор 57 давления подачи.

Управляющее/регистрирующее устройство контролирует давление/расход и таким образом принимает поступающий газ через маленькую трубку на впуске 60. Оно также использует газ для приведения в действие элементов и получает его через регулятор 57 давления подачи. Выпускное отверстие 61 соединено с коробкой 33 измерительных приборов. Управляемый выпуск 63 обеспечивает управление давлением для подземного регулятора через гибкую трубу 64, которая является также линией управления, подводимой к захлопывающемуся клапану 56. При неисправности захлопывающийся клапан обеспечивает сбрасывание управляющего давления при падении выходного потока посредством линии управления, подводимой к захлопывающемуся клапану, и повышение давления в выпускном отверстии до предварительно установленного значения подземного регулятора. Линия 65 обеспечивает путь для выпуска газа во время установочных изменений.

Регистрирующее/управляющее устройство 53 контролирует и регистрирует информацию о расходе/давлении, чтобы обеспечивать профиль, известный для данной станции; обычно она загружается один раз каждые 24 часа после быстрого сигнала по телефонной линии связи на модем 54. Эта информация используется удаленным компьютером (не показанным) для вычисления ожидаемого потребления и выбора прохождения различных установочных давлений для использования на протяжении следующих 24 часов (с запасом для манипулирования несколько повышенной нагрузки), и загружается по телефонной линии в контроллер, в котором используется внутренний таймер для повышения и понижения давления по предварительной инструкции в течение дня, чтобы обеспечить переменное давление на мембрану 40 в патроне 12 для получения результатов, показанных, например, на графике на фиг. 2(с).

Регистрирующее устройство может также вырабатывать аварийный и другие сигналы для передачи в отдаленное местоположение через модем. Хотя можно использовать телефонную линию, но также можно использовать радио или другие способы передачи.

Патрон можно легко заменить показанным на фиг. 1 патроном, при этом нет необходимости проводить какие-либо земляные работы, поскольку его вдвигают в существующую камеру и закрывают, используя ту же самую насыпную переборку.

Изобретение относится к подземному модулю регулирования давления текучей среды и содержит захлопывающийся клапан и клапан регулирования давления. Клапан регулирования давления включает два мембранных устройства для обеспечения возможности получения выходного потока с переменным давлением. Мембраной управляют с помощью впускного отверстия линии текучей среды. Текучая среда подается к входному отверстию с помощью устройства управления, расположенного на поверхности земли, которое также является регистрирующим устройством для определения параметров потребления. Технический результат - упрощение замены модуля, так как исключена необходимость проведения при этом земляных работ. 2 с. и 6 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Подземный модуль регулирования давления текучей среды, предназначенный для введения в используемую подземную камеру, причем модуль включает предохранительное запорное устройство, предназначенное для поддержания выходного потока посредством линии управления, подведенной к запорному устройству, и регулятор давления подачи, предназначенный для обеспечения переменного давления потока, содержащий первое мембранное устройство, снабженное, по меньшей мере, одной мембраной, и второе мембранное устройство, действующее на первое мембранное устройство для изменения давления потока, выходящего из регулятора. 2. Подземный модуль по п. 1, в котором линия управления включает вход для приема управляющей текучей среды из расположенного над землей контроллера. 3. Подземный модуль по п. 2, в котором контроллер включает средство для обнаружения параметров расхода и средство для хранения параметров для будущего управления давлением. 4. Подземный модуль по п. 2 или 3, в котором подземная камера соединена с вентиляционной трубой, на которой установлен контроллер. 5. Подземный модуль по любому из пп. 2-4, в котором предохранительное запорное устройство выполнено с возможностью сбрасывания давления управляемой текучей среды в случае возникновения неисправности. 6. Подземный модуль по любому из пп. 1-5, который включает средство для передачи или приема информации из удаленного местоположения о параметрах потребления для обеспечения возможности и установления переменных давлений для модуля. 7. Способ регулирования давления в системе регулирования давления текучей среды в подземном модуле регулятора, размещенном в подземной камере, в котором осуществляют контроль потребления текучей среды в течение заданного периода времени посредством регистрирующего устройства, обеспечивают множество установочных параметров посредством регистрирующего устройства в течение предварительно установленного периода времени для повторения потребительских расходов и осуществляют управление давлением посредством первого и второго мембранных устройств в нем, при этом второе мембранное устройство выполняют с возможностью действия на первое мембранное устройство для изменения давления потока, выходящего из модуля регулятора. 8. Способ по п. 7, в котором посредством регистрирующего устройства вычисляют информацию из удаленного местоположения о параметрах потребления для обеспечения возможности установления переменных давления для модуля регулятора и передают информацию о параметрах обратно в систему регулирования для обеспечения ее управления.