Регулятор давления газа Советский патент 1980 года по МПК G05D16/06 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

1

Изобретениеотносится к области .автоматического регулирования, может быть использовано для регулирования давления в нефтегазо;цобывающей промышленности.

Известны регуляторы давления газа, содержащие исполнительное устройство и управляющее устройство с чувствительным элементом в виде гибкой мембраны, отделяющей регулируемую газообразную среду от атмосферы. Мембрана соединена с клапаном, регулирующим давление в камере управления исполнительного механизма регулятора (|1 и 2 .

Низкая механическая прочность, свойственная мембранам, делает известные регуляторы давления непригодными для эксплуатации при высоком рабочем давлении регулируемой среды. Отсутствие предохранительных устройств у известных ;регуляторов также ограничивает выбор величины рабочего давления, так как при высоких давлениях регулируемой среды, во время резкого нарастания входного давления при пуске или резком йадении давления на выходе регулятора (напри1мер, аварийная ситуация), чувствительный элемент исполнительного устройства регулятора мОжет оказаться под перепадом давления,превышающим его прочность. .

Известен также регулятор давления газа, содержащий исполнительный механизм с входной, выходной и управлякяцей полостями, задатчик

10 давления с выходной камерой, связанной с управляющей полостью исполнительного механизма, канал питания, в котором установлен .подпружиненный регулирующий клапан, свя15занный штоком с чувствительньо элементом задатчика давления, канал сброса и дроссель 3.

Недостатком известного регулятора является отсутствие элемента,

20 ограничивающего перепад давления на чувствительном элемёнт1е исполнительного механизма..

Целью изобретения являемся повышение надежйоети регулятора.

25

Указанная цель достигается тем, что в нём установлен двухмембранный ограничитель перепада давления, входной канал и межме мбранйай камера которого соединены соответ746459

i,JГ ЛЯ nfl:--i.. -1 ----- -л - , - -- - -ственно с входной и выходной порстями исполнительного механизма, а выходнай камера с каналом питания задатчика давления, канал сброса KOTOfJoro соединен через дроссель с.выходной полостью исполнительного механизма.

На чертеже изображена конструктивная схема регулятора давления газа.

Регулятор состоит из исполнительного механизма 1 с входной 2, выходной 3 и управляющей 4 полостями, эадатчика 5 давления с выходной камерой 6, связанной с управляющей полостью 4 исполнительного механизма 1, капала 7 питания, в котором установлен регулирующий клапан 8 с пружиной 9, связан-ный штоком 10 с чувствительным элементом 11 задатчика давления, канала.12 сброса, в котором установлен дроссель 13, двухмембранного огранич:ителя 14 перепада давления, входной канал 15 и межмембранная камера 16 которого соединены соответственно с входной 2 и выходной 3 полостями исполнительного механизма, а выходная камера 17 с каналом 7 питания задатчика 5 давления, канал 12 сброса которого соединен с выходной полостью 3, исполнительного механизма.

Чувствительный элемент задатчика ;Г1авления связан со стаканом 18, нагруженным пружиной 19, усилие которой регулируется винтом 20. Ис. полнительный механизм имеет регулир ющий орган 21, пружину 22 и чувствительный элемент 23. . Двухмёмбранный ограничитель перепада давления имеет мембраны 24, полый клапан 25, пружину 26.

Мембраны 24 закреплены между крышкой 27, кольцом 28 и корпусом, на котором крепится фильтр 29.

Регулятор давления работает следующим образом.

Подвижные элементы исполнительного механизма регулятора в установившемся режиме работы находятся в равнЬвесий пЬд действием пружинь 22 , воздействующей на регулирующий ор ган 21, и перепада входного и стабилизированного управляющего давле нйя на чувствительнр м; элементе . (сильфоне) 23 исполнительного механизма. При изменений выходного да18ЛенййэтбтпёЕ1епад меняется, равновесие нарушается, регулирующий орт-аи перемещается, изменяя про- ходное ceчe1 иe двухнедельного клапана и расход газа в сторону восстановления давления на выходе, а элементы исполнительного механизма приходят в новое положение равновесия. Задатчик давлеЙйя задаёт давление в камере убавления и исполнитёльйого механизма, стабилизируя его значение независимо, от колёбаййй

давления на входе и выходе регулятра. При возрастании давления газа, поступающего с входа регулятора через ограничитель 14 перепада,увеличивается давление в выходной камере 6 и внутри чувствительного элемента 11 задатчика давления.Чувствительный элемент растягивается, шток 10 отходит от обратного клапана 8, который прикрывает проход газа в выходную камеру 6 задатчика давления и полость 4 управления исполнительного механизма 1. В случае уменьшения величины давления н входе регулятора, подаваемого к задатЧику давления, чувствительный элемент 11 будет сжиматься, воздей ствуя через шток 10 на клапан 8, который увеличивает проходное сечение. Таким образом,при любых изменениях давления на входе регулятора давление в выходной внутренней камере.6 задатчика 5 давления и в полости камеры 4 управления восстанавливается до заданного значения

Ограничитель перепада давления служит для ограничения скорости нарастания управляющего давления и не позволяет превысить допустимую величину перепада давления на чувствительном элементе 23 исполнительного механизма 1, например в период пуска регулятора в работу, или при аварийной ситуации - резком падении давления на выходе.

Газ с входа ограничителя поступает в полость пружины 26 и под крьлику 27 через канал 25 клапана, а далее к обратному клапану 8 задатчика давления. Выходное давление регулятора попадает в межмембранную полость ограничителя. В случае превышения перепада входного и выходного давления на регуляторе допустимой величины высокое входное давление, воздействуя на мембраны редуктора со стороны полостей пружины и крышки, за счет разности площадей мембран, преодолевая сопротивление воздействия выходного давления в межмембранной полости и пружины, запирает клапан 25 ограничителя до тех пор, пока перепад не стэизится до допустимой величины.

Регулятор давления газа позволяет более полно автоматизировать технологический процесс газлифтной добычи нефти. Его конструкция позволяет эксплуатацию в условиях низких температур с применением сырого газа (содержащего конденсат агрессивные и механические примеси а также дает возможность настройки регулятора в широком диапазоне рабоЧих параметров, требуемых для различных скважин.

Принцип регулирования, используемый в конструкции предлагаемого регулятора, отвечает требованиям охраны природы, экономного использования природных ресурсов , охраны труда и безопасной эксплуатации устройства. Он исключает стравливание некоторой части газа в атмосферу и сохранение высокого давления в нагрузочной камере, после отключе ния подачи газа в магистраль. Формула изобретения Регулятор давления газа, содержащий исполнительный механизм с входной, выходной и управляющей полостями, задатчик давления с выходной камерой, связанной с управляющей полостью исполнительного механизма, канал питания, в котором установлен подпружиненный клапан, связанный што ком с чувствительным элементом задат чика давления, канал сброса и дрос26 25 fff « 2ff 172779 6 Ю

i119 5

.Lll Li

/J 22 23 сель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, в нем установлен двухмембранный ограничитель перепада давления , входной канал и межмембранная KciMepa которого соединены соответственно с входной и выходной полостями исполнительного механизма, а выходная камера - с каналом питания задатчика давления, канал сброса которого соединен через дроссель с выходной полостью исполнительного механизма. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 90869, кл. G 05 О 16/06, 1950. 2.Авторское свидетельство СССР № 419857, кл. G 05 0,16/06, 1974. 3.Авторское свидетельство СССР № 480056, кл. G 05 D 16/06, 1975 (прототип).