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

- . Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для автоматизации процесса газоснабжения мелких промышленных и бытовых потребителей . - Известен регулятор давления газа ll, содержащий корпус с двумя крышками, первая иэ которых снаб жена входным и выходным патрубками, и установленную между корпусом и первой крышкой подпружиненную мембрану с жестким центров, связанным с первым клапаном. Регулятор содержит также расположенные в корпусе отсечную и уплот нительную мембраны, привод отсечного устройства с шариковой фиксацией, силовыми и подпорными пружинами три камеры среднего давления, в дву из которых отдельно расположены рабочий и отсечной .клапаны, регулируемый дроссель сброса газа в атмос феру и редуктор питания. Недостаточная надежность регулятора обусловлена наличием подвижных деталей между полостями с разными давлениями и возможностью длительного, сброса газа до момента отсечки. . Целью изобретения является повышение надежности регулятора. Эта цель достигается тем, что предложенный регулятор -содержит уплотнительное кольцо, шток с профилированным концом и установленные на второй крышке второй и третий клапаны и подпружиненный разноплечий рычаг, длинное плечо которого установлено с возможностью контакта с профилированным концом штока, закрепленного на жестком центре мембраны, исо вторым клапаном, соединяющим полость корпуса с входным патрубком, а короткое плечо - с третьим клапаном, соединяющим полость корпуса с атмосферой. На жестком центре мембраны cd стороны первой крышки выполнен кольцевой высттуп, против которого установлено уплотнительное -кольцо. На фиг. 1 изображен регулятор давления газа, на фиг. 2 разрез А-А фиг.1. Регулятор содержит корпус 1 с двумя крышками 2,3, крышка 2 снабжена входным 4 и ВЫХОДНЫК1 5 патрубами, установленную между корпусом и крышкой 2 йембрану б с пружиой 7 и жестким центром 8, связаным с клапаном 9, уплотиительное ольцо 10, шток 11 с профилированным онцом,12, установленные на крышке 3 клапаны 13 и 14 и разноплечий рычаг 5 с пружиной 16,длинное плечо 17 коорого установлен о с возможностью гонтакта с профилированным концом 12 тока 11,закрепленно о на ентре 8 мембраны 6, и с клапаном 13, соединяющим полость корпуса 1 с входным патрубком 4, а короткое плечо 18 - с клапаном 14, соединяюим полость корпуса 1 с атмосферой. На жестком центре 8 мембраны 6 со стороны крышки 2 выполнен кольцевой выступ 19, против которого установлено уплотнительное кольцо 1р.

Шток 11 закреплен на жестком 8 мембраны 6 с помощью винта 20 и контр-гайки 21. Профилированный конец 12 имеет выступ 22 и проточку 23. Рычаг 15 установлен на приливе 24 крышки 3 на оси 25 и снабжен выступом 26. На крышке 3 установлена также пусковая кнопка, содержащая штокс пяточком 27, два уплотнительных резиновых :кольца 28, нажимной гриб 29 и отжимную пружину 30, Клапаны 13, 14 и пусковая кнопка закрыты-крышками 31,32,33 с уплотнениями соответственно 34, 35,36.

Клапан 9 расположен внутри входного патрубка 4. Он имеет седло 37, шток 38, шайбу с направляющим отверстием 39, пружину 40 и поджимную шайбу 41. На входном патрубке 4 имеется штуцер 42. На крышке 2 по всей окружности выполнен конический снос с цилиндрическим уступом 43. Поджимная гайка,44 имеет направляющее отверстие для штока 11. Боковой штуцер 45 клапана13 соединен со штуцером 42 импульсной трубкой 46 с помощью накидных гаек 47. Длинное плечо 17 рычага 15 имеет выступ 48.

Регулятор давления газа работает следующим образом. . . .

Газ из сети среднего давления (от О,5 до 3 кгс/см) поступает через входной патрубок 4 регулятора, дросселируется клапаном 9 до низкого давления (обычно 130-200 мм вод.ст.), попадает в подмембранное пространство и через выходной патрубок 5 поступает к потребителю. Процесс регулирования состоит в том, что мембрана 6 под действием усилия пружи ны 7 с одной стороны и давления выходного газа с другой постоянно находится в положении динамического равновесия. При нарушении равновесия мембрана, смещаясь, перемеацает клапан 9 таким образом, чтобы изменив расход, восстановить давление и тем

самым состояние равновесия. При работе устройства в таком режиме, т.е. при регулировании (стабилизирует) давления газа на выходе длинное плечо 17 рычага 15 находится в зацеплении (скользит) с профилированным выступом 22 штока 11, а короткое плечо 18 нажимает на, шток клапана 14, поддерживая его в открытом состоянии, т.е, надмембранное пространство соединено с атмосферой .

Однако возможны аварийные отклонения выходного давления газа ниже, (например, при разрыве выходного трубопровода) или выше (например, при засорении рабочего клапана) допустимого диапазона,при котором регулирующая часть устройства не может обеспечить нормальную работу, В этих случаях для обеспечения безопасности происходит .автоматическое отключение потребителя (отсечка газа), ..

В начале процесса снижение выходного давдения компенсируется увеличение степени открытия клапана. Однако когда степень открытия достигает 0,2-0,3 диаметра сечения клапана (в нашем случае 1,5-1 мм), дальнейшее его открытие практически не приводит к увеличению давление на выходе начинает падать Соответственно смещается (на фиг,1 вниз) мембрана и соединенная жестко с ней профилирующа.я насадка. В определенный.момент выступ 48 большого плеча 17 рычага 15 выходит из зацепления с выступом 22 штока 11. Рычаг поворачивается вокруг своей оси под действием пружины 16 (на фиг.1 по часовой стрелке) и занимает положение, показанное пунктиром Короткое плечо 18 освобождает шток клапана 14, Он закрывается под действием своей пружины, а плечо 17 рычага 15 нажимает на шток клапана 13, и он открывается. Надмембранное пространство через импульсную трубку 46 оказывается соединенным со . входом регулятора. Так как сброс отсутствует, то давление над мембраной возрастает до среднего сетевого, -Под действием нарастающего значительного перепада давления мембрана 6 сдвигается вниз до посадки выступа 19 на уплотнительное кольцо 10, При этом мембрана 6 плотно ложится на конический скос 43 крышки 2, а в уступ (углубление) крышки укладывается жесткий центр 8 мембраны 6, .-, Таким образом, толькоузкое кольцо мембранного полотна шириной 1-2 мм оказывается под действием среднего давления. Возникающие при этом разрывнЬае усилия значительно ниже прочностных характеристик мембранного полотна.

Нащежность посадки выступа 19 на кольцо 10 (запирания отсечного клапана) обеспечивается тем, что запирающее усилие от среднего давления действует (на фиг. 1 сверху вниз) на эффективную площадь мембраны 6, которая значительно больше площади отсечного клапана, к которой приложено противодействукадее усилие от среднего давления (на чертежеснизу вверх).

Рассмотрим процессы, сопровождающие рост выходного давления. Например, в режиме регулирования при снижении нагрузки возникает тенденция повышения давления. При этом мембрана несколько смещается (на фиг.1 вверх), клапан 9 прикры вается, и давление восстанавливаетс (с точностью до дифференциала регулирования, для данного устройства не более 30 мм вод.ст.). Однако если с момента отрыва жесткого центра 8 мембраны 6 от штока 38 клапан 9 не закроется полностью под действием своей пружины 40 (например,из-за

попадания постороннего предмета в уплотнение),процесс роста давления может продолжаться. В этом случае мембрана 6, преодолевая усилие пружины 44, будет продолжать смещатся. В определенный момент этого процесса выступ 48 плеча 17 соскальзне с выступа 22 штока 11 и попадет в проточку 23. Это приведет к поворот рычага 15 и отсечке газа, как было описано выше.

После устранения причины аварии для приведения регулятора в действи т.е. перевода в режим регулирования необходимо нажать на нажимной гриб, пружины 30 пусковой кнопки, предварительно сняв крьиику 32. При этом пятачок 27 будет нажимать на выступ 26 рычага, что приведет к повороту последнего (на фиг.1 против часовой стрелки из положения, показанного пунктиром). В результате клапан 13 закроется, клапан 14 откроется, и давление нгщ мембраной 6 снизится до атмосферного. Под действием сетевого давления на площадь,ограниченную выступом 19 (тарелку отсечного клапана), последний откроется, а клапан 9 включится в работу. Мембрана, а. вместе с ней шток 11 сместятся в рабочее положение. Затем

кнопку отпускают, плечо 17 рычага 15 своим выступом входит в зацепление с выступом 22 штока 11, а кнопка под действием своей пружины 30 возвращается в исходное положение. Крышку 32 устанавливают на место и на этом процесс включения регулятора заканчивается.

Заданный уровень стабилизации выходного давления устанавливается изменением степени поджатия пружи0ны 7 гайкой 44. Пределы аварийного срабатывания по снижению и повышению давления устанавливаются путем смещения штОка 11 с дальнейшей фиксацией его контргайкой 21, а также

5 выбором насадка с определенной высотой выступа 22.

Эффективность изобретения заключается в повышении надежности при относительной простоте конструкции.

0 Это снижает расходы на изготовление, эксплуатацию и ремонт.

изобретения

5

Регулятор давления газа, содержащий корпус с двумя крышками, первая из которых снабжена входным и выходным патрубками и установленную между

0 корпусом и первой крышкой подпружиненную мембрану с жестким центром, связанным с первым клапаном, от л ичающийся тем, что, с целью повыгления надежности регулятора, он

5 содержит уплотнительное кольцо, шток с профилированным концом и установле.нные на второй крышке второй и третий клапаны, и подпружиненный рйзнрплечий рычаг,длинное плечо которого установлено с возможностью контакта

0 с профилированным концом штока, закрепленного на жестком центре мембраны, и со вторым клапаном, соединяющим полость корпуса с входным патрубком, а короткое плечо - с третьим клапа5ном, соединяющим полость корпуса с -атмосферой, причем на жестком центре мембраны со стороны первой крышки выполнен кольцевой выступ, против которого установлено уплотнительное

0 кольцо.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Газовая промышленность, № 2, 1977, с.. 54 (прототип).

/J J/ J« «