Регулятор давления газа

Союз Советских Социалистических Республик(и) 74646 О 61) Дололнител 22) Заявлено 0 соединением заявки 6 05 0 16 0 ый комите Робретенийытий арстве(72) Авторы изобретения Государствен по проектиро благоустройс утлексного 1 Заявите гипроинжпроект"(54) РеГулЯТОР ДАВлениЯ ГА момент к области вания идля автомабжения мелых потребиИзобретение относитс автоматического регулир может быть использовано тизации процесса газосн ких промышленных и быто телей. я ленияус с двуторых снабатрубками, пусом инную мем- связанным Известен регулятор да газа 111, содержащий корп мя крышками, первая иэ ко жена входным и выходным и установленную между ко первой крышкой подпружин брану с жестким центром, с первым клапаном. т также распотсечную и уплотпривод отсечноковой фиксацирными пружинами,давления, в двухрасположены рапаны, регулиса газа в атмосния. Регулятор ложенные в ко нительную мем го устройства ей, силовыми ор3 А-А жен р иг. 2 ь регуляподвижныхразнымидлитель жнос чием ми с стью ит корпус 1 с крышка 2 снаб ходньщ 5 патру содержирпусе обраны,с шарии подпотри камеры среднегоиз которых отдельнобочий и отсечной.клаРуемый дроссель сброферу и редуктор питаНедостаточная надтора обусловлена налдеталей между полостдавлениями и возможн ое к авт. сеид-ву 77 ( 21) 2551988/18-2 Папуш и М.И. Лейдерма й республиканский инстнию газоснабжения и коа городов и поселков ного сброса газа до а отсечки.Целью изобретения являетс 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, и со вторым клапаном, соединяющим полость корпуса с входным патрубком, а короткое плечо - с третьим клапаном, соединяющим полость корпуса с атмосферой. На жестком центре мембраны сд стороны первой крышки выполнен кольцевой выс-. туп, против которого установлено уплотнительное кольцо,На фиг. 1 изобра егулятф разре давления газа; нафиг.1,Регулятор содердвумя крышками 2,3жена входным 4 и выхами, установленную между корпусом 1 и крышкой 2 мембрану 6 с пружи" ной 7 и жестким центром 8, связанным с клапаном 9, уплотнительное кольцо 10, шток 11 с профилированным концом 12, установленные на крышке 3 клапаны 13 и 14 и разноплечий рычаг .15 с пружиной 16,длинное плечо 17 которого-"установлено с возможностью контакта с профилированным концом 12 штока 11,закрепленного на жестком центре 8 мембраны 6, и с клапаном 13, соединяющим полость корпуса 1 с входным патрубком 4, а короткое плечо 18 - с клапаном 14, соединяющим полость корпуса 1 с атмосферой, На жесткам центре 8 мембраны 6 со стороны крышки 2 выполнен кольцевой выступ 19, против которого установлено уплотнительное кольцо 19.Шток 11 закреплен на жестком центре 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 шток с пяточком 27, два уплотнительных резиновых .кольца 28, нажимной гриб 29 и отжимную пружину 30, Клапаны 13, 14 и пусковая кнопка закрытыкрышками 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 4имеется штуцер 42, На крышке 2 по всей окружности выполнен конический снос с цилиндрическим уступом43. Поджимная гайка 44 имеет направляющее отверстие для штока 11,Боковой штуцер 45 клапана 13 соединен со штуцером 42 импулЬсной трубкой 46 с помощью накидных гаек 47. Длинное плечо 17 рычага 15 имеетвыступ 48.Регулятор давления газа работаетследующим образомГаэ иэ сети среднего давления(от 0,5 до 3 кгс/см) поступает через входной патрубок 4 регулятора,дросселируется клапаном 9 до низкогодавления (обычно 130-200 мм вод,ст.),попадает в подмембранное пространство и через выходной патрубок 5поступает к потребителю. Процесс регулирования состоит в том, что мембрана 6 под действием усилия пружины 7 с одной стороны и давлениявыходного газа с другой постояннонаходится в положении динамического равновесия, При нарушении равновесиямембрана, смещаясь, перемещает клапан 9 таким образом, чтобы изменив расход, восстановить давление и тем самым состоянйе равновесия. Прнработе устройства в таком режиме,т,е. при регулировании (стабилизирует) давления газа на выходе длинное плечо 17 рычага 15 находится взацеплении (скользит) с профилированным выступом 22 штока 11, а короткое плечо 18 нажимает на, штокклапана 14, поддерживая его в открытом состоянии, т.е, надмембранное пространство соединено с атмосферой,Однако возможны аварийные отклонения выходного давления газа ниже,(например, при разрыве выходноготрубопровода) или выше (например,э при засорении рабочего клапана) допустимого диапазона,при котором регулирующая часть устройства не может обеспечить нормальную работу. Вэтих случаях для обеспечения безо 20 пасности происходит .автоматическоеотключение потребителя (отсечкагаза).В начале процесса снижение выходного давления компенсируетсяувеличением степени открытия клапана, Однако когда степень открытиядостигает 0,2-0,3 диаметра сеченияклапана (в нашем случае 1,5-1 мм),дальнейшее его открытие практически не приводит к увеличению расхода,давление на выходе начинает падать.Соответственно смещается (на Фиг.1вниз) мембрана и соединенная жестко с ней профилирующая насадка. Вопределенный момент выступ 48 большого плеча 17 рычага 15 выходит из .зацепления с выступом 22 штока 11,Рычаг поворачивается вокруг своейоси под действием пружины 16 (нафиг.1 по часовой стрелке) и занима 40 ет положение, показанное пунктиром.Короткое плечо 18 освобождает штокклапана 14. Он закрывается под действием своей пружины, а плечо 17рычага 15 нажимает на шток клапана45 13, и он открывается. Надмембранноепространство через импульсную трубку 46 оказывается соединенным совхбдом регулятора. Так как сбросотсутствует, то давление над мембраной возрастает до среднего сетевого. Под действием нарастающегозначительного перепада давления мембрана 6 сдвигается вниз до посадкивыступа 19 на уплотнительное кольцо10. При этом мембрана 6 плотно ложится на конический скос 43 крышки2, а в уступ (углубление) крышкиукладывается жесткий центр 8 мембраны 6.Таким образом, только узкое60 кольцо мембранного полотна шириной1-2 мм оказывается под действиемсреднего давления. Возникающие приэтом разрывные усилия значительнониже прочностных характеристик65 мембранного полотна.Надежность 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 противодействующее 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 прикрывается, и давление восстанавливается (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 смещаться. В определенный момент этого процесса выступ 48 плеча 17 соскальзнет с выступа 22 штока 11 и попадет в проточку 23, Это приведет к повороту рычага 15 и отсечке газа, как было описано выше.После устранения причины аварии для приведения регулятора в действие, т.е. перевода в режим регулирования, необходимо нажать на нажимной гриб пружины 30 пусковой кнопки, предварительно сняв крышку 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 над 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 рычага15 своим выступом входит в зацепле- ние с выступом 22 штока 11, а кнопка под действием своей пружины 30возвращается в исходное положение.Крышку 32 устанавливают на местои на этом процесс включения регулятора заканчивается,Заданный уровень стабилизациивыходного давления устанавливаетсяизменением степени поджатия пружины 7 гайкой 44. Пределы аварийногосрабатывания по снижению и повышениюдавления устанавливаются путем смещения штока 11 с дальнейшей фиксацией его контргайкой 21, а такжевыбором насадка с определенной высотой выступа 22.Эффективность изобретения заключается в повышении надежности при относительной простоте конструкции.Это снижает расходы на изготовление,эксплуатацию и ремонт.ФорМУла изобретенияРегулятор давления газа, содержащий корпус с двумя крышками, перваяиз которых снабжена входным и выходным патрубками и установленную междуЗО корпусом и первой крышкой подпружиненную мембрану с жестким центром,связанным с первым клапаном, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности регулятора, он35 содержит уплотнительное кольцо,шток с профилированным концом и установленные на второй крышке второйи третий клапаны и подпружиненный разноплечий рычаг, длинное плечо которо 4 го установлено с воэможностью контактас профилированным концом штока, закрепленного на жестком центре мембраны, и со вторым клапаном, соединяющимполость корпуса с входным патрубком,а короткое плечо в .с третьим клапа 45ном, соединяющим полость корпуса сатмосферой, причем на жестком центремембраны со стороны первой крышкивыполнен кольцевой выступ, противкоторого установлено уплотнительноекольцо.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Газовая промышленность,Р 2, 1977, с. 54 (прототип).