РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА Российский патент 2019 года по МПК G05D16/06 

Заявляемое изобретение относится к устройствам автоматического поддержания давления рабочей среды на заданном уровне и предназначено для обеспечения природным газом производственных и коммунальных потребителей. Регулятор в соответствии с настоящим изобретением относится к классу пилотных регуляторов.

Из уровня техники известен регулятор давления газа по патенту РФ №2319193, содержащий исполнительное устройство, стабилизатор давления с обходной линией и пилот, имеющий многокамерную конструкцию, регулируемый дроссель и клапан, при этом стабилизатор выполнен со скрытой внутрь корпуса обходной линией, выполненной в виде канала в перегородке корпуса стабилизатора, пилот выполнен с каналом, в котором сцентрирован клапан пилота, и регулируемый дроссель установлен в стенке пилота, таким образом, что его ось параллельна оси пилота и он связан с камерами пилота при помощи каналов.

Основной недостаток данного регулятора давления газа состоит в отсутствии ускорителя, что ведет к его ограниченному применению в качестве защитной арматуры (в качестве регулятора-монитора).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является регулятор давления газа производства компании Tartarini (tartarini.nt-rt.ru›images/manuals/FL_IN.pdf), конструктивные особенности которого раскрыты в рекламных материалах, опубликованных на сайте компании.

Тем не менее, известный регулятор имеет следующие недостатки, выражающиеся, прежде всего в необходимости дополнительного монтажа импульсной линии ускорителя для сброса давления в импульсный канал, а также в меньшей эффективности встроенного шумоглушителя за счет использования материалов с меньшей степенью поглощения звука.

Технической проблемой, решаемой посредством заявляемого изобретения, является необходимость преодоления недостатков, присущих аналогам и прототипу, за счет создания конструкции регулятора давления газа, обладающего повышенными показателями надежности и обеспечивающего безопасность газораспределительной системы в целом.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в повышении надежности и точности редуцирования.

Поставленная задача решается тем, что заявляемый регулятор давления газа, включающий соединенные между собой в технологическом порядке посредством импульсных газопроводов исполнительный механизм, стабилизатор, пилот и монитор, отличающийся тем, что он включает ускоритель, обеспечивающий срабатывание монитора при выходе из строя регулятора, и шумоглушитель, установленный в зоне редуцирования между клапаном и подвижным седлом регулятора, при этом ускоритель представляет собой корпус с крышкой, между которыми закреплена подвижная система, обеспечивающая передачу усилия пружины на клапан, установленный в корпусе ускорителя, при этом в корпусе ускорителя выполнен внутренний канал, через который происходит сброс создаваемого пилотом управляющего давления из камеры исполнительного механизма в камеру ускорителя с импульсным давлением. Шумоглушитель может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одного кольца из пенометалла с пористостью не более 10 ppi.

Затвор заявляемого регулятора закрывается быстрее по сравнению с регуляторами сходной конструкции в отсутствие ускорителя, что, соответственно, обеспечивает меньший прирост давления на выходе при переходном процессе. Наличие ускорителя позволяет более быстро закрыться основному клапану в случае прекращения расхода газа, а также повышает надежность при выходе из строя пилота регулятора. В случае использования с регулятором-монитором ускоритель позволяет монитору быстрее выйти на давление настройки при выходе из строя регулятора. Шумоглушитель обеспечивает снижение уровня шума примерно на 20-25 дБ, а в высокочастотном спектре более чем на 25 дБ.

Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 представлено схематичное изображение заявляемого регулятора в сборе.

На фиг. 2 представлен вид сбоку на заявляемый регулятор.

На фиг. 3 схематично изображен ускоритель, входящий в состав заявляемого регулятора.

Позициями на чертежах обозначены.

1. пилот

2. исполнительный механизм,

3. стабилизатор,

4. импульсная трубка,

5. ускоритель,

6. пружина,

7. гильза (седло),

8. подвижная система исполнительного механизма,

9. полость с управляющим давлением,

10. шумоглушитель,

11. основной клапан,

12. винт регулировочный,

13. крышка ускорителя,

14. пружина,

15. подвижная система ускорителя,

16. камера с импульсным давлением,

17. пружина ускорителя,

18. клапан ускорителя,

19. внутренний канал ускорителя,

20. корпус ускорителя,

21. седло ускорителя,

22. камера ускорителя, соединенная с выходом пилота 1.

Заявляемый регулятор давления газа состоит из исполнительного механизма 2, разделенного на две полости подвижной системой 8, стабилизатора 3, пилота 1, соединенного со стабилизатором при помощи полого штуцера, ускорителя 5, соединенного с камерой 9 при помощи полой импульсной трубки 4. В состав регулятора входит шумоглушитель 10, который устанавливается в исполнительный механизм 2 непосредственно в зону редуцирования между гильзой (седлом) 7 и клапаном 11, таким образом, чтобы поток газа проходил через тело шумоглушителя 10. Гильза 7 поджимается к клапану 11 при помощи пружины 6.

Шумоглушитель представляет собой кольцо, либо набор колец, изготовленных из пеноматериала пористостью не более 10 ppi (10 пор на дюйм). Толщина колец может быть выбрана различной и зависит от исполнения и типоразмера регулятора. Шумоглушитель предназначен для снижения акустической энергии, которое происходит, как за счет преобразования её в тепловую энергию в результате сил трения при движении потока газа по каналам между ячейками пористого материала, так и за счет разбиения потока газа на множество мелких разнонаправленных струй. Наибольшая эффективность встроенного шумоглушителя наблюдается в диапазоне высоких частот и, как правило, составляет более 25 дБ.

Монитор имеет в своем составе ускоритель 5, обеспечивающий более быстрое срабатывание монитора при выходе из строя регулятора. Ускоритель состоит из корпуса 20, крышки 13, подвижной системы 15, закрепленной между корпусом и крышкой, регулировочного винта 12 с пружиной 14, седла 21 и клапана 18, подпружиненного пружиной 17. Внутренний канал 19 соединяет камеру 22, которая в свою очередь соединена с камерой 9 исполнительного механизма, с камерой 16.

Заявляемый регулятор работает следующим образом.

Входное давление поступает внутрь гильзы 7 исполнительного устройства 2 и на вход стабилизатора 3. Выходное давление стабилизатора подается на вход пилота 1. При полностью свободной пружине пилота, клапан пилота находится в закрытом состоянии. Регулятор выключен.

Настройка регулятора на заданное давление осуществляется вращением регулировочного винта пилота. Пилот открывается, управляющее давление поступает в правую полость мембранной камеры исполнительного устройства.

При работе регулятора давление перед дросселем сбросной линии, а, следовательно, и в правой полости мембранной камеры исполнительного устройства всегда выше давления за регулятором.

Разница давлений на мембране подвижной системы 8 создает аксиальное усилие. Затвор регулятора открывается. В установившемся режиме движущиеся элементы регулятора находятся в равновесном состоянии. Любое изменение входного давления или расхода газа вызывает изменение выходного давления и, следовательно, давления в левой полости мембранной камеры исполнительного устройства, что приводит к перемещению подвижной системы в новое равновесное состояние, при котором выходное давление возвращается к заданной величине.

При нулевом расходе газа затворы пилота и исполнительного устройства герметично закрываются за счет повышения выходного давления. Регулятор закрыт.

Монитор устанавливают до основного регулятора. Он выполняет функцию защитной арматуры. В случае выхода из строя регулятора и повышении выходного давления, монитор вступает в работу и защищает потребителя от превышения выходного давления в соответствии с его настройками. Большую часть своей работы регулятор-монитор находится в полностью открытом положении и чем быстрее он вступит в работу, в случае аварии, тем меньше поднимется значение выходного давления. Ускоритель, установленный в монитор, позволяет ему быстрее выйти на рабочие параметры.

Работа ускорителя происходит следующим образом. Если усилие на подвижной системе 15, создаваемое пружиной 17 и импульсным (выходным) давлением в полости 16 уравновешивается усилием пружины 14, то клапан 18 ускорителя закрыт. В случае повышения давления в камере 16, и если усилие, создаваемое давлением, превысит усилие пружины 14, то подвижная система 15 вместе с клапаном 18 начнут движение вверх, при этом образуется зазор между клапаном 18 и седлом 21, через который камеры 22 и 16 сообщаются посредством канала 19. Вследствие чего происходит сброс управляющего давления из камеры 9, через импульсную трубку 4 в импульсную камеру 16. Под действием пружины 6 седло 7 вместе с подвижной системой 8 приводится в движение. Зазор между клапаном 11 и седлом 7 уменьшается до тех пор, пока давление после регулятора-монитора не примет значение ранее настроенного.

Отличительной особенностью использования заявляемого ускорителя от известных аналогов является наличие у него внутреннего канала 19, через который происходит сброс управляющего давления из камеры 9 исполнительного механизма, создаваемого пилотом 1 (регулятором управления), в камеру с импульсным давлением 16. Такое решение позволяет обойтись без монтажа отдельной импульсной трубки для сбрасывания управляющего давления в выходной газопровод, и, следовательно, минимизировать количество резьбовых соединений, и, соответственно, повысить надежность ускорителя.

Регулятор давления газа включает соединенные между собой в технологическом порядке посредством импульсных газопроводов исполнительный механизм, стабилизатор, пилот и монитор. Регулятор дополнительно включает ускоритель, обеспечивающий срабатывание монитора при выходе из строя регулятора, и шумоглушитель, установленный в зоне редуцирования между клапаном и подвижным седлом регулятора. Ускоритель представляет собой корпус с крышкой, между которыми закреплена подвижная система, обеспечивающая передачу усилия пружины на клапан, установленный в корпусе ускорителя. В корпусе ускорителя выполнен внутренний канал, через который происходит сброс создаваемого пилотом управляющего давления из камеры исполнительного механизма в камеру ускорителя с импульсным давлением. Шумоглушитель выполнен в виде, по меньшей мере, одного кольца из пенометалла пористостью не более 10 ppi. Обеспечиваются повышение надежности и точности редуцирования клапана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Регулятор давления газа, включающий соединенные между собой в технологическом порядке посредством импульсных газопроводов исполнительный механизм, стабилизатор, пилот и монитор, отличающийся тем, что он включает ускоритель, обеспечивающий срабатывание монитора при выходе из строя регулятора, и шумоглушитель, установленный в зоне редуцирования между клапаном и подвижным седлом регулятора, при этом ускоритель представляет собой корпус с крышкой, между которыми закреплена подвижная система, обеспечивающая передачу усилия пружины на клапан, установленный в корпусе ускорителя, при этом в корпусе ускорителя выполнен внутренний канал, через который происходит сброс создаваемого пилотом управляющего давления из камеры исполнительного механизма в камеру ускорителя с импульсным давлением.

2. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что шумоглушитель выполнен в виде, по меньшей мере, одного кольца из пенометалла пористостью не более 10 ppi.