Регулятор давления Советский патент 1979 года по МПК G05D16/16 

Изобретение относится к устройствам для снижения и автоматического поддержания на заданном уровне давления газообразных и жидких сред при автоматизации технологических процессов трубопроводного транспорта, например, в газовой и нефтяной промышленности (на газораспределительных станциях, пунктах редуцирования газа компрессорных станций и других объектах). Известен прямоточный регулятор давления с мембранным приводом и управляющим органом выполнения в виде вибратора с золотником 1. Пружиниые регуляторы давления прямого действия с мембранным приводом имеют низкий диапазон настройки регулируемого давления, который зависит от силовой характеристики пружины и поэтому не могут быть использованы в сетях высокого давления. Из известных регуляторов давления наиболее близким по технической сущности является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, между которыми размещены связанный с корпусом обтекатель и подвижная втулка. срязанная с чувствительным элементом, разделяющим полость корпуса на две камеры, к одной из которых подключен канал параметра, а к другой -канал задания 2. Указанный регулятор предназначен для регулирования давления, преимущественно жидкого топлива при заправках самолетов, где расходы топлива сравнительно невелики. В этих случаях не требуются регуляторы больщих размеров, а вместе, с Ними и большие объемы камеры давления. Для использования этих регуляторов на объектах газовой промыщленности, где расходы достигают десятков и даже сотен тйсяч , необходимо увеличить проходные сечения ре гулятора. При заданной точности регулирования увеличение проходного сечения влечет за собой пропорциональное увеличение площади чувствительного .элемента и хода подвижной втулки, и, следовательно, приводит к значительному увеличеник) объема камеры задания и всего регулятора в целом. Для обеспечения указанных выще расходов объем камеры задания достигает 100-150 литров, что существенно усложняет изготовление регулятора и увеличивает его металлоемкость.

Первоначальное давление в камере задания при установке таких регуляторов в неотапливаемых помещениях или на открытых площадках отклоняется от заданного при изменении температуры окружающей среды, что влияет на точность регулирования

Кроме того, проходные сечения регуляторов давления при работе ка природных или попутных газах в зимний и осенневесенний периоды (при низких температурах окружающей среды) засоряются кристаллогидратами, что приводитК Отказам регуляторов.

Целью предполагаемого изобретения является повыщение точности работы регуляторов..

Для достижения этой цели в регуляторе давления установлена термоизолйрованная камера, подкл|(Э«ГеШ1ая к каййлу задания. Дополнительным отличием является то, что термоизолированная камера размещена на одном из патрубков регулятора.

На чертеже изображена контрукция регулятора давления с вариантом размещения термоизолированной камеры на входном патрубке.

Регулятор состоит из разъемного корпуса 1, в котором размещены неподвижный обтекатель 2 и подвижная втулка 3, жестко связанная с Чувствительным элементом (мембраной) 4, разделяющим полость корпуса на камеру 5, к которой подключен канал регулируемого параметра Рп и камеру 6, к которой подключен канал задания Рз. Регулятор содержит термоизолированную камеру 7, также подключенную к каналу задания Она вынесена из корпуса и расположена на вь1ходном патрубке 8. Камеры б и 7 связаны между собой каналом 9 через запорный клапан 10, предназначенный, для заполнения, освобождения и плотнос й запйранИя дйтвленйя задания в камерах б и 7. Камера 7 может размещаться также на входном патрубке и за пределами регулятора (в том числе погружаться в грунт).

В корпусе регулятора 1 выполнена полость 11 для введения теплоносителя. Входной патрубок 12 на рисунке показан пунктиром.

Регулятор работает следующим образом.

При подаче давления Рп в канал регулируемого параметра регулятора подвижная втулка 3 с чувствительным элементом 4 перемещается в крайнее правое положение, что соответствует полному закрытию проходного сечения, которым является кольцевой зазор между торцом подвижной втулки 3 и конусной частью неподвижного обтекателя 2.

Для запуска регулятора в работу необходимо с помощью запорного клапана 10 заполнить камеры б и 7 газовой средой до заданного значения давления Рз. Под действием давления Рз подвижная втулка 3 с чубствителъным элементом 4 перемещается

влево, открывая проходное сечение регулятора. Перемещение происходит до тех пор, пока не установится равновесие сил, действуюш;их на чувствительный элемент, и регулятор не выйдет на заданный режим работы. - .:-:J.:.v :.--:-;.,. V;;, . . V,

Увеличение Давления на вйходе регулятора, приводит к увеличению давления в камере 5, перемещению подвижной втулки 3 с чувствительным элементом 4 вправо, прикрытию проходного сечения, и тем самым, ограничению роста давления и на выходе регулятора.

При уменьщений давления на выходе происходят обратные процессы.

5 Для термоизолированной камеры может быть использован любой пригодный для этого сосуд, покрытый термоизолирующим материалом или погруженный в грунт. Для термоизолированной камеры также может быть использован трубопровод, на который

0 «одевается отрезок трубы больщого диаметра с заглущками, образуя емкость типа «труба в трубе. При этом по внутреннему трубопроводу (входному или выходйому патрубку) протекает поток регулируемой среды,

25 а внещний трубопровод образует термоизолированную камеру. В этом случае температура среды в термоизолированной камере будет близкой к температуре регулируемой среды и будет мало зависеть от темпер туры окружающей среды, так как коэффициент теплопередачи от движущегося потока значительно превосходит коэффициент теплопередачи от неподвижной окружающей среды.

Размещение теплоизолированной камеры на выходном патрубке регулятора позволяет получить эффект вза имной компенсации отклонений Рз в ней от изменения объема камеры задания при перемещениях подвижной втулки и мембраны, с одной стороны, и температуры газа на выходе из регулятора, передаваемой замкнутому в этом объеме газу, с другой стороны. Это объясняется тем, что, например, уменьшение газопотребления или повышение входного давления приводит к увеличению перепада давлений на регуляторе (АР Рвх-Рвых), перемещению втулки ,3 с мембраной 4 вправо и росту Рз. Увеличение же перепада давлений (Д Р), согласно эффекту Джоуля-Томпсона, приводит к понижению температуры газа на выходе регулятора, и, следовательно,

Q температуры газа в камере задания и уменб- щению Рз.,.::,. . : :Этот эффект позволяет не только увеличить точность работы регулятора, но и сократить объем камеры задания.

Использование предложенного регулятора позволяет с наименьщими экономическими затратами расширить область применения наиболее прогресс.ивной конструкции прямого регулятора давления.

Формула изобретения

{. Регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, между которыми размещены связанный с корпусом обтекатель и подвижная втулка, связанная с чувствительным элементом, разделяющим полость корпуса на две камеры, к одной из которых подключен канал параметра, а к другой - канал задания, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности работы регулятора, в нем установлена

термоизолированная камера, подключенная к каналу задания.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что термоизолированная камера размещена на одном из патрубков регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 383015, кл. G05 D 16/06, 1972.

2.Патент ФРГ № Г523434, кл. 42 m 16/18, 1972.

Давление ДаЁление с Вывода р„ задания Р. регулятора (регули- pyenot Заиление) Вход теплоносители ЁР: Выход inen/ioHocurne/ifi CSpoc ffaSneHUfi S amffoc/pepy