РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2008 года по МПК F15B13/00 

Изобретение относится к трубопроводной регулирующей арматуре и предназначено для изменения и регулирования потоков жидких и газообразных сред, проходящих через регулирующее устройство, по расходу, давлению или температуре.

Известно регулирующее устройство, соединенное с напорной и выходной магистралями, содержащее регулятор потока с изменяемой пропускной характеристикой, привод регулятора потока определенной мощности, соответствующий максимальным характеристикам регулятора потока, и систему регулирования для изменения пропускной характеристики регулятора и поддержания выходного параметра в заданных уставкой пределах («Руководство по эксплуатации АТС 271.00.00.000 РЭ» на «Регулятор давления, расхода или уровня с электроприводом (РДРУ-Э)», Государственное предприятие АВИАГАЗ - СОЮЗ, г.Казань, 2004 г.).

Известное регулирующее устройство работает следующим образом. Системой автоматического регулирования вначале задают пропускную характеристику регулятора потока, соответствующую выходному параметру, путем установки затвора регулятора потока в соответствующее положение, а затем поддерживают пропускную характеристику в заданных уставкой пределах путем изменения установленного положения затвора с помощью привода. При этом привод регулятора потока используется как для установки пропускной характеристики, так и для поддержания выходного параметра в заданных уставкой пределах. Причем величина уставки обычно в десятки раз меньше величины пропускной характеристики регулятора потока.

Недостатком такой конструкций является то, что привод регулятора потока и сам регулятор потока вынуждены постоянно работать в режиме частого срабатывания на малую величину. Такой режим работы максимально неблагоприятен как для подвижных элементов регулятора потока, так и для его привода, что приводит к повышенному износу рабочих элементов, снижению точности поддержания выходного параметра регулирующего устройства и его эксплуатационной надежности. Также необходимо отметить, что привод, выбранный из условия обеспечения максимальных характеристик регулятора потока, находится постоянно в рабочем режиме потребления электроэнергии, поскольку используется как для разовой установки пропускной характеристики регулятора потока, так и для постоянного поддержания выходного параметра в заданных уставкой пределах, что приводит к большому расходу электроэнергии, определяемому мощностью привода.

Целью изобретения является повышение рабочего ресурса, эксплуатационной надежности и точности поддержания выходного параметра регулирующего устройства, а также снижение энергозатрат на поддержание выходного параметра и затрат на ремонт и обслуживание регулирующего устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в регулирующем устройстве, соединенном с напорной и выходной магистралями, содержащем регулятор потока с изменяемой пропускной характеристикой, привод регулятора потока определенной мощности, соответствующий максимальным характеристикам регулятора потока, и систему регулирования для изменения пропускной характеристики регулятора потока и поддержания выходного параметра в заданных уставкой пределах, параллельно регулятору потока установлен регулятор уставки с пропускной характеристикой, равной или большей величине уставки, и приводом соответствующей мощности.

Предлагаемое техническое решение позволяет:

- повысить рабочий ресурс регулятора потока и его привода за счет многократного уменьшения числа циклов включения привода регулятора потока, так как функции поддержания заданных уставкой характеристик поддержания выходного параметра переданы регулятору уставки, а регулятор потока работает только при значительных изменениях задаваемых выходных параметров;

- повысить точность поддержания выходного параметра регулирующего устройства за счет того, что регулятор уставки работает в диапазоне своих рабочих характеристик, что способствует повышению эксплуатационной надежности регулирующего устройства;

- снизить энергозатраты на поддержание выходного параметра за счет того, что в регулировании практически участвует только регулятор уставки с приводом в несколько раз меньшей мощности, чем у привода регулятора потока;

- снизить затраты на ремонт и обслуживание, так как регулятор потока работает практически в неизменном режиме весь жизненный цикл регулирующего устройства, что практически исключает необходимость его ремонта и обслуживания, а регулятор уставки работает в благоприятном, с точки зрения износа, для регулирующих устройств режиме рабочих характеристик, что позволяет увеличить межремонтный срок.

На фиг.1 изображена схема регулирующего устройства; на фиг.2 - график работы регулирующего устройства.

Регулирующее устройство, соединенное с напорной и выходной магистралями, состоит из параллельно соединенных регулятора потока 1 с приводом 2 и регулятора уставки 3 с приводом 4 и системы регулирования 5. Схема регулирующего устройства приведена на фиг.1.

Регулирующее устройство работает следующим образом.

В исходном положении регулятор потока 1 посредством привода 2 устанавливают в положение D_y1 (линия 7 на графике), а регулятор уставки 3 посредством привода 4 устанавливают в положение D_yy, соответствующее 1/2 его пропускной характеристики. Суммарная пропускная характеристика регулирующего устройства при этом соответствует задаваемому выходному параметру. Параметры регулятора потока 1 и регулятора уставки 3 задаются оператором с помощью системы регулирования 5, например автоматической.

В процессе работы, при случайных изменениях выходного параметра в пределах 1/2 пропускной характеристики регулятора уставки 3, система регулирования 5 воздействует на привод 4 регулятора уставки 3 и восстанавливает выходные параметры регулирующего устройства в пределах заданной уставки поддержания регулируемого параметра (линия 6 на графике). При изменении задаваемого выходного параметра система регулирования 5 воздействует на привод 2 регулятора потока 1, изменяя пропускную характеристику на D_y2 (линия 7 на графике) и устанавливая регулятор уставки в положение D_yy, после чего система регулирования 5 воздействует на привод 4 регулятора уставки 3 и поддерживает выходные параметры регулирующего устройства в пределах заданной уставки. Выходным параметром может быть давление, расход или температура жидких или газообразных сред в выходной магистрали.

Устройство предназначено для изменения и регулирования потоков жидких и газообразных сред, проходящих через регулирующее устройство, по расходу, давлению или температуре. Регулирующее устройство, соединенное с напорной и выходной магистралями, содержит регулятор потока с приводом определенной мощности, соответствующим максимальным характеристикам регулятора потока, для изменения пропускной характеристики и задаваемого выходного параметра, регулятор уставки с пропускными характеристиками, равными или большими характеристиками уставки регулирующего устройства, и приводом соответствующей мощности, для поддержания выходного параметра в заданных уставкой пределах, установленный в магистраль параллельно регулятору потока, и систему регулирования. Технический результат - повышение точности поддержания выходных параметров, эксплуатационной надежности и рабочего ресурса регулирующего устройства, снижение энергозатрат на поддержание выходного параметра в заданных уставкой пределах и затрат на ремонт и обслуживание регулирующего устройства. 2 ил.

Регулирующее устройство, соединенное с напорной и выходной магистралями, содержащее регулятор потока с изменяемой пропускной характеристикой, привод регулятора определенной мощности, соответствующий максимальным характеристикам регулятора потока, и систему регулирования для изменения пропускной характеристики регулятора потока и поддержания выходного параметра в заданных уставкой пределах, отличающееся тем, что параллельно регулятору потока установлен регулятор уставки с пропускными характеристиками, равными или большими характеристикам уставки регулирующего устройства, и приводом соответствующей мощности.