Устройство для регулирования давления

(51) 05 Д 16/00 Гасударственный кает СССР аа делам нэебретеннй н еткрмтнй(72) Авторы изобретения И, Алешко, В. А, Соколов и В. Н. Чернь СТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА Изобретение относится к области автоматического регулирования давлений и может быть использовано в системах регулирования давления природного газа на выходе газо-распределительных станций.Известны устройства, предназначенные для регулирования давления жидкостей и газов,Известные устройства содержат регулирующие устройства (дроссели, блоки),датчики и задатчики давлений с усилите- .лями, выходы которых через исполнительный механизм соединены с регулирующими устройствами 1, 21,15Известные устройства громоздки, сложны и небезопасны, так как предполагаютиспользование электрических сигналов.Системы не обеспечивают, изменения пределов регулирования давления на выходеи неустойчивы, так как не имеют обратной связи по отклонению давления и усчройства для регулирования пределов давленни на выходе. Отсутствие регулирования по отклонению давления в этих системах обуславливают возможность регулирования лишьна докритических режимах истечения газа (т. е. в области небольших перепадовдавления на входе и выходе, .когда отношение этих давлений составляет не более0,528), так как истечение газа в проточных полостях блока управления в надкритическом режиме способствует значительному снижению температуры газа,обмерзанию проточных полостей, что приводит к выключению блока управления.Поэтому в условиях газораспределительных станций известные системы применяться не могут,Известно также устройство для регулирования давления, содержащее установпенный в трубопроводе исполнительныймеханизм с камерой управления, связанной с выходной камерой пилотного клапана командного блока, канал питания которого соединен со входом исполнительного механизма, и задатчик, соединенныйРегулятор 14 перепада давления поддерживает постоянный перепад давления на золотнике 32, при этом величина перепада определяется настройкой пружины 33, Злемент 11 сравнения установлен на пилотном клапане 5 и образует вместе командный блок 6, Мембрана 34 жестко вязана с золотником 32, Камера 10 соединена с эадатчиком 9 черездроссель: 35,Камера 3 управления, рабочая камера26, вход 8 и выход 13 исполнительногомеханизма 2 сообщены присоединительными трубами 36, 37, 38, 39 и вентилем 40 с пилотным клапаном 5 и регулятором 17 перепада давления. При работе пилотного клапана между золотником 32 и корпусом пилотного клапанаобразуются кольцевые зазоры 41 и 42,а при работе регулятора перепада образуется зазор 43,Устройство работает следующим образом.Поддержание постоянного давленияна выходе 1 3 осуществляется перекрытием регулирующим стаканом 21 проходныхотверстий 19, для чего рабочую камеру3 управления сообщают с давлением выходной камеры 4 пилотного клапана 5,изменяющимся в зависимости от величины отклонения давления на выходе 1 3 отзаданного давления путем дросселироваПри отсутствии газа в трубопроводе действием сжатой при"установке пружины 24 занимает крайнее правое положение, перекрывая регулирующим стаканом 21 проходные отверстия 19. При подаче газа в трубопровод 1 и открытии вентиля 40 газ под давлениеми 28, сообщенные с камерой 26 черезотверстия 27 и радиальные зазоры между подвижным цилиндром 20 и корпусомисполнительного механизма 2. В этом случае результирующие усилия на стакан 21 от давления газа на входе 8 во внутренних полостях 28, 29, и 26 стакан 21 от внешнего давления в полостивхода 8 и пружины 24 и.стакан 21, соединенный с цилиндром 20, перемещается в левое положение, открывая проходные отверстия 19. 3 691811 4с одной камерой чувствительного элемента командного блока, другая камера которого соединена с Выходом исполнительного механизмаЭ,Недостатком известного устройстваявляетсянедостаточная точность регулирования, так как величина отклонениядавления передается в командный блокбеэ усиления,Целью изобретения является устранение указанного недостатка, т. е. повышение точности устройства,Для этого в устройство введен регулятор перепада давления, управляющая камера которого соединена со входом испол нительного механизма, а входной и выходной каналы соединены соответственнос каналом сброса пилотного клапана ивыходом исполнительного механизма.На чертеже изображено устройстводля регулирования давления.Устройство содержит установленный втрубопроводе 1 исполнительный механизм2 с камерой 3 управления, связанной с25выходной камерой 4 пилотного клапана5 командного блока 6, канал питания 7которого соедийен со входом 8 исполнительного механизма 2, и задатчик 9, соединенный с камерой 10 чувствительного30элемента 11 командного блока 6, камера12 которого соединена с выходом 13 ис полнительного механизма 2, регулятор14 перепада давления, управляющая каме ния давления входа 8 золотником 32 вра 15 которого соединена со входом 8 пилотном клапане.35исполнительного механизма 2, а входной16 и выходной 17 каналы соединены со-, или перекрытии вентиля 40 устройствоответственно с каналом 18 сброса пилочразгружено и силовой цилиндр 20 лодного клапана 5 и выходом 13 исполнительного механизма 2,Исполнительный механизм 2 имеет проходные отверстия 19, силовой цйлиндр .20 подвижный, регулирующий стакан 21,поршень 22 со штоком 23, пружину 24сжатия установленную между силовымпо трубкам 39 и каналу 31 поступает145 "цилиндром 20 и поршнем 22 с "предвари- в рабочую камеру 26 и в полости 29тельным сжатием уплотнения 25, рабочую камеру 26, камеру 27 обогрева,Для уравновешивания стакана 21 полость28 сообщена с камерой 26 отверстиями27, Силовой цилиндр 20, установленныйв цилиндрической камере 26, жестко соединен с регулирующим стаканом 21 иобразует замкнутые полости 28, 29, ка- превышает суммарное осевое усилие намеру 3 управления и рабочую 26 камерусообщение каналами 30, 31 соответственно с выходной камерой 4 пилотного клапана 5 и давлением на входе 8 исполнительного механизма 2.11 бния газа входа 8 в рабочей камере 26,оставшеюся постоянным, переместит регулируютпий стакан 21 в промвжуточновлевое положение, т, е, открытая площадьпроходных окон 19 увеличится и давление газа на выходе повысится, восстанавливаясь до прежней, установленнойзаданным давлением задатчика 9, величины,В случае, если часть потребителейбудет отключена, расход газа снизится,давление на выходе 13 возрастет и мембрана 34 переместит золотник 32 вверх,При этом кольцевой зазор 41 в пилотномклапане 5 увеличится и давление в камере 4 возрастет, а следовательно, усилие на силовой цилиндр 20 также возрастает и регулирующий стакан 21, перемещаясь вправо, частично перекроетпроходные отверстия 19. Расход газачерез эти отверстия уменыцится- и давление На выходе также снизится до заданной величины.Отклонение давления в полости выхода 13, обуславливает перемещение золотника 32 и изменение кольцевых зазоров 41 и 42 в пилотном клайане 5,а также вызывает изменение зазора 43в регуляторе 14 перепада, Так при уменьшении давления выхода 13 зазор 42 увеличивается, а зазор 43 уменьшается,следовательно, пропорционально измеряются и перепады давления в этих зазорах,но на золотнике 32, за счет изменениярасхода газа через зазор 43 сохранится постоянный перепад давления, Этимобеспечивается обратная связь по давлению и возможность работы пилотного клапана при различных давлениях газа на. входе, на постоянном давлении на выходе и наоборот, т. е. На больших пределахрегулирования, так как регулятор перепада давления позволяет использоватьдля выходного давления пилотного клапана неполный перепад давлений входа 8 ивыхода 13, а часть его, усиливаемую назолотнике 32 пилотного клапана 5. Следовательно, даже при малых значенияхотклонения давления в полости выхода13 изменение усилия на подвижном цилин-дре 20 становится достаточным, чтобыпереместить регулирующий стакан и восстановить заданное давление. Сообщениевнешней камеры 26 силового цилиндрас давлением на входе в регулятор уравновешивает стакан и создает избыточноеусилие,. перемещающее его в положениеполного открытия проходных окон, сооб-. 5 6918По отверстиям 19 газ поступает в полость выхода 13, давление в которой должно быть постоянным, равным заданному, и не зависеть от расхода, что и осуществляется в регуляторе перекрытием проходных отверстий, т, е. изменением их сечений в зависимости от величины отклонения текущего давления в полости 13 от заданного, постоянного.Одновременно гаэ поступает из пилот- О ного клапана 5 по трубке 38 в рабочую камеру 3 управления, образованную внут ренней поверхностью цилиндра 20 и поверхностью неподвижного поршня 22 со штоком 23 15Под действием выходного давления пилотного клапана регулируюпий стакан 21 перемешается вправо в промежуточное положение, определяемое величиной этого давления, Степень перекрытия про ходных отверстий, т, в. давление в выходной камере 4 пилотного клапана зависит от величины дросселирования газа, поступающего по каналу 7 питания в пилотный клапан, при этом для повышения25 точности регулирования (обеспечением постоянного перепада давления) осуществляется обратная связь по давлению регулятора 14 перепада давления и полостей входа 8 и выхода 13.30Далее дросселем 35 устанавливают в надмембранной камере 10 элемента 11 сравнений постоянное давление, равное заданному в полости выхода 13, Под действием давления в камере 10 золотник 32 перемещается в положение, определяемое кольцевым зазором 41, величина .которого обуславливается отклонением давления выхода 13 в камере 12 под1 40 мембраной 34 от заданного давления (равному установленному, технологически необходимому), в камере 10.Например, при увеличении расхода газа потребителями давление выхода 1345 уменьшается и по трубке 38 передается в подмембранную камеру 12 элемента 11 сравнения. Мембрана 34 под действием постоянного по величине заданного давления эадатчика 9 перемешает золотник 3250 вниз, уменьшая высоту кольцевого зазора 41. При этом сопротивление истечению газа, проходящего через этот кольцевой зазор пилотного клапана под давлением входа 8, увеличивается и давление газа, выходящего из кольцевого зазора 41 и поступающего по трубке 36 в камеру управления, уменьшится, следовательно, силовой цилиндр 20 под действием давлв 7 69 щение управляющей камеры 3 с давлением пилотного клапана позволяет, учитывая достаточную площадь торца подвиж- його цилиндра, испольэовать для переме щения стакана незначительное выходйое давление пилотного клапана.Применение описанного устройства, например, на выходе газораспределительных станций позволяет повысить безопасность на станциях, автоматизировать процессы регулирования и снизить затраты труда, а также получить экономию газа и улучшить качество технологических процессов на предприятиях-потребителях газа.формула изобретенияУстройство для регулирования давления, содержащее, установленный в трубопроводе исполнительный механизм с камерой управления, связанной с выходной камерой пилотного клапана командного 18118блока, канал питания которого соединен со входом исполнительного механизма, и эа датчик, соединенный с одной камерой чувствительного элемента командного блока, другая камера которого соединена с выходом исполнительного механизма, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен регулятор перепада давления, управляющая 10 камера которого соединена со входом исполнительного механизма, а входной и выходной каналы .соединены соответствен но с каналом сброса пилотного клапана и выходом исполнительного механизма15Источники информации,принятыево внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССРСоставитель Г. СидоровТехред 3, Фанта Корректор М Челюка Редакто ПодписноСССР э 6214/37 Тираж 1015БНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж,. Раущ Зака комит открь кая наб.,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,