Поплавковый регулятор давления газа

(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07. 08. 81 (21) 3323892/18 с присоединениет заявн М(51) М,05 2 веей вттятп вуде 3) П риоритет - Опубликовано 30,01 ь.Р в иаатт язебратаий и втхрьтийетень М 4 53) УДК 621.646, .4(088.8) та опубликования описания 30. 01. 83 2) Авторы ньков и В.Д. Рукавиц зобретени аявнтел(54) ПОПЛАВКОВЫЙ РЕГУЛЯТОР ЕНИЯ ГРЗ Изобретение относится к автоматике и может быть использовано, в частности, в системах автоматического регулирования давления газов в электролизной установке для получения водорода и кислорода. 5Известно устройство для регулирования давления газов в диафрагменном электролизере, содержащее гидравлические регуляторы давления с поплавковыми клапанами и регулятор перепада авления в виде эластичной емкоснен" . ару-репая, осуе перевыполня- т 5 рами с оролизорода я пус, й по ти ,11Регулятор перепада давлениществляет тонкое регулированипада, а грубое регулированиеется гидравлическими регулятопоплввковыми клапанами.Известен поплавковый регулдавления, используемый в элекной установке для получения вои кислорода под давлением. Ре.содержит герметизированный кобарботажную трубу и регулируем лавок, жестко связанный с конусным штоком, который сопряжен с седлом Два поплавковых регулятора, соеди ные переточцой трубой с соответствую щими промывателями газов и друг с гом, осуществляют компенсацию пе да давлений в водородном и кислород-.ном коллекторах 2.Недостаток известных регуляторов состоит в заклинивании конусного то ка в седле клапана при резких колеба ниях давления в газовых коллекторах. Это существенно снижает надежность регуляторов и может вызвать аварийную ситуацию.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является по лавковый регулятор давления газа; со держащий герметизированный от внешней среды корпус, в котором установ лен поплавок, жестко связанный со вто ком конусного клапана, и дополнитель ный поплавок, связанный с варнирно закрепленным в корпусе рычагом, в от 993217 4верстии которого установлен шток конусного клапана 3.8 нормальном режиме работы поплавкового регулятора наличие дополнительного поплавка и рычага не влияют ни %на статические, ни на динамическиехарактеристики регулятора. Пои заклинивании штока рычаг воздействует наупор, расположенный на штоке, и усилием, равным весу дополнительного поп"10лавка, умноженному на соотношениеплеч рычага извлекает шток иэ клапана.Недостатком регулятора являетсяего сложность, обусловленная, например, наличием дополнительного поплавка,Цель изобретения - упрощение конструкции и уменьшение габаритных размеров регулятора. 20Поставленная цель достигается тем,что в поплавковом регуляторе давлениягаза, содержащем герметичную емкость,внутри которой установлены в направляющих поплавок и шток, одним концом щсвязанный с конусным клапаном, а другим шарнирно по меньшей мере с однимнеравноплечим рычагом установлена поменьшей мере одна тяга, шарнирно связанная с поплавком и с большим пле- звчом неравномерного рычага.На чертеже изображен поплавковыйрегулятор давления газа.Регулятор содержит герметичную емкость 1, регулирующий поплавок 2, поп 35лавковую камеру 3, конусный клапан 4со штоком 5, барботажную трубу 6, не- .равноплечий рычаг 7, упор 8, тягу 9направляющие 10 и 11, шарниры 12- 14.Устройство работает следующим образом.Газ через барботажную трубу 6 поступает в емкость 1 и выходит из неечерез конусный клапан 4, При снижениидавления газа в емкости 1 уровень жид 45кости в ней, а следовательно, и в поплавковой камере 3, повышается. Приэтом регулирующий поплавок 2, перемещаясь в направляющих 10, поднимаетопирающийся на него под действиемсобственного веса и веса рычага 70шток 5, который другим концом связанс конусным клапаном 4. Проходное сечение конусного клапана 4 уменьшается, давление газа в емкости 1 возрастает и подъем уровня жидкости прекра- ффщается. При повышении давления газав емкости 1 процесс регулированияидет в обратном направлении. Однако нормальная работа регулятора может быть нарушена заклиниванием конусного клапана 4, При этом давление газа в емкости 1 возрастает и уровень жидкости снижается, но шток 5 не опускается, так как его веса (вместе с рычагом 7) недостаточно для открытия клапана 4. В таком случаевес поплавка 2, опускающегося по мере снижения уровня жидкости, скатывается приложенным к большему плечу рычага 7 через тягу .9 и шарниры 12 и 14. Рычаг 7 поворачивается в шарнире 13 до касания упора 8. После этого на меньшем плече рычага (в шарнире 13) развивается усилие, направленное вниз и имеющее величину большую веса поплавка 2 во столько раэ, во сколько длина большего плеча (от точки касания упора 8 до шарнира 12) больше длины меньшего плеча (от точки касания упора 8 до шарнира 12) большедлины меньшего плеча (от точки касания упора 8 до шарнира 13). Такогоусилия достаточно для открытия заклиненного клапана 4. После открытия клапана 4 устройство возвращается в исходное положение и продолжает функционировать в нормальном режиме. Для уменьшения трения свободный конец рычага 7 может быть .снабжен роликом.Поперечные усилия на направляющие 10 и 11 штока 5 и поплавка 2, возникающие в случае заклинивания клапанамогут быть при необходимости компенсированы установкой и рычагов 7 с соответствующим количеством тяг 9 симметрично относительно вертикальнойоси штока 5 и поплавка 2. Равновесиешарнира 14 достигается взаимной компенсацией следующих сил: веса поплавка 2, реакции тяги 9 и реакции направляющей 10. Наличие реакции направляющей 10 вызывает при перемещении поплавка появление силы трения, на уравновешивание которой расходуется часть веса поплавка 2, Таким образом, наполезное (извлекающее) усилие прихо"дится только часть веса поплавка 2, причем полезная часть тем меньше, чем больше коэффициент трения в направляющих 10. Для устранения силы трения в направляющей 10 устройство может быть оснащено двумя тягами 9, расположенными в одной плоскости. При этом возникает равновесие между реакциями тяг и весом поплавка, а реакция направляющей 10 отсутствует. Однако прибдает воэможность уменьшить диаметр емкости. Кроме того, при одинаковых параметрах рычажной системы высвобождающее от заклинивания усилие увеличивается на 20-30 за счет того, что на рычаг действует основной поплавок, вес которого больше веса. дополнительного поплавка.Использование устройства в электролизных установках для получения водорода и кислорода позволит повысить надежность регулятора давления и установки в целом. В свою очередь это позволит снизить число аварийных остановок электролизеров иэ-за неисправности оборудования. формула изобретения Поплавковый регулятор давления газа, содержащий герметичную емкость, внутри которой установлены в направляющих поплавок и шток, одним концом связанный с конусным клапаном, а другим шарнирно по меньшей мере с одним неравноплечим рычагом, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и уменьшения габаритных размеров регулятора, в нем установлена по меньшей мере одна тяга, шарнирно связанная с поплавком и с большим плечом неравноплечего рычага. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 404062, кл. С 05. 0 16/12, 1971.2. Гольдштейн А.Б Серебрянский Ф,З.Зксплуатация электролизных установокдля получения водорода и кислорода,И., "Знергия", 1969, с. 26, 64.3. Авторское свидетельство СССР позаявке Р 2940611/18-24, кл. С 05 016/12,1980 (прототип) . 5 99321этом сохраняется необходимость в направляющей 10 для штока поплавка 2,так как не ограничивается перемещение шарнира 14 в направлении, перпен-,дикулярном плоскости цертежа. 5В случае установки в устройстветрех тяг 9, расположенных в плане подуглом 120 ф друг относительно друга нетолько исключается реакция направляющей 1 О, но и отпадает необходимость: 1 фв последней. Ось штока поплавка 2удерживается на месте самим рычажныммеханизмом, состоящим иэ тяг 9 и ры- .чагов 7. Выбор количества тяг 9 приреализации устройства определяет конструктивные особенности элементов регулятора в каждом конкретном случае.В частности, если конструкция направ"ляющей 1 О гарантирует малый коэффициент трения, устройство может содер- Южать одну тягу. При этом не будетзначительных потерь извлекающего усилия. В .случае, если конструкция нап-равляющей 10 обладает значительнымкозффициентом трения, приводящим к 25ощутимым потерям извлекающего усилия,или величина коэффициента трения может меняться с течением времени, илине исключена возможность заклинивания штока поплавка 2 в направляю- З 6.щей. 10 в связи с перекосами, целесообразно использовать вариант с двумятягами 9. С целью исключения направляющей 1 О может быть использован вариант с тремя тягами 9.35Дальнейшее увеличение количестватяг нецелесообразно, так как не ведетк упрощению конструкции,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет исключить дополнительный поплавок, цто существенно упрощает конструкцию и обслуживание регулятора давления. Сокращаются габа-ритные размеры устройства, так какисключение дополнительного. поплавка993217 Составитель В. СкибенкоРедактор Е. Лушникова Техред К.Мыцьо Корректор М. Шароши 455/63 а 4/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 872 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 035, Москва, Ж, РауПодписное комитета ССС открытий кая наб., д