Газовый редуктор

и 911485 Союз Советски нСоциалистическиеРеспублик ОПИСАНИЙИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУдо делам нзфбретеннй и еткрытнй(5 Й) ГАЗОВЫЙ выше у является га=щий основной Изобретение относится к устройствам снижения давления газов и стабилизации выходного рабочего давления и может быть применено при высоких уровнях давлений и больших расходах газа.Известны газовые редукторы, содержащие основной редуктор и пусковой редуктор для задания уровня управляющего давления 1.1 ОВвиду того, что управляющее давление в подмембранной полости основного редуктора практически постоянное точность стабилизации рабочего давления определяется площадью чувствительного элемента мембраны основного редуктора, при прекращении отбора газа изменение рабочего давления может превышать на порядок величину изменения рабочего давления на расходном режиме,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемомзовый редуктор, содержа редуктор с управляющей камерой и рабочей камерой, соединенной с выходным трубопроводом, пусковой редуктор с пружиной задания, управляющей камерой, рабочей камерой и входной камерой, подключенной к входному трубопроводу, и регулятор, выполненный с соплом питания, соединенным с рабочей камерой пускового редуктора, соплом сброса, камерой обратной связи 2,К недостаткам этого устройства относится существенная погрешность стабилизации рабочего давления иэ-за значительной жесткости регулирующей пружины регулятора.Целью изобретения является по ние точности поддержания выходного давленияУказанная цель достигается тем, что в известном газовом редукторе, со держащем основной редуктор с управляю щей камерой и рабочей камерой, соединенной с выходным трубопроводом,пус" ковой редуктор с пружиной задания,3 91148управляющей камерой, рабочей камеройи входной камерой, подключенной квходному трубопроводу, и регулятор,выполненный с соплом питания, соединенным с рабочей камерой пусковогоредуктора, соплом сброса, камерамиобратной связи, соединенными черезинерционные звенья с межсопловой камерой редуктора и с управляющей камерой основного редуктора, регуляторснабжен задаоцей камерой, соединеннойс управляющей камерой пускового редуктора, усковой редуктор снабженподпружиненными клапанами, один изкоторых соединен с рабочей и управ"1 ляющей камерами пускового редуктора,а второй с управляющей камерой пускового редуктора и с атмосФерой.Кроме того, сопла питания и сброса регулятора расположены соосно,причем сопло сброса соединено с межсопловой камерой и камерой отрицательной обратной связи,Новым является также выполнение газового редуктора с двумя нормальнозакрытыми электропневмоклапанами,один из которых установлен между рабо.чей и управляющей камерами пускового редуктора, а другой - на выходеиэ управляющей камеры пускового редуктора в атмосферу.На чертеже изображена пневматическая схема газового редуктора, отражаю.щая связи между основными устройствами редуктора.г 35Газовой редуктор включает основнойредуктор 1, пусковой редуктор 2 ирегулятор 3. Основной редуктор 1 состоит иэ ра"юобочей 4 и управляющей 5 камер, разделенных мембраной 6, Усилие мембраны 6передается на клапан 7 через толкатель8, Клапан 7 прижимается к седлу 9 запорной пружиной 10, Газ к редуктору45подается через входной трубопровод 11,а через выходной трубопровод 12 поступает к потребителю.Пусковой редуктор 2 состоит из рабочей 13 и управляющей 14 камер, разделенных мембранрй 15.Усилие мембраны - 5 в15 передается на клапан 16 через толкатель 17. Клапан 16 прижимается кседлу 18 запорной пружиной 19 и от,жимается от седла пружиной 20 задания, размещеннои в управляющей кач55мере 14 и предназначенной для установки в рабочей камере 13 начальногоуровня давления,54Управление клапанами 2 1 и 22 ( т.е.повыщение и понижение давления в камере 14)выполняется передаточным механизмом 23,Регулятор 3 состоит из камер отрицательной обратной связи 24 и задающей 25, разделенных мембраной 26, межсопловой камеры 27 и корректирующихкамер 28- 29, разделенных мембранйымблоком 30. В камере 27 установленывходное сопло питания ) 31 и сопло 32сброса. Иежсопловая камера 27 наполняется церез входное сопло 31 и опоражнивается через сопло 32. Клапан 3прижимается к соплу 31 запорной пружиной 34. При отсутствии зазора междуклапаном 33 и входным соплом 31, зазор между клапаном 35 и соплом 32 максимальный. Усилие мембраны 26 черезклапан 35, передатоцный механизм 36передается на клапан 33 и мембранныйблок 30. При этом перемещенияклапанов 33 и 35 равнозначны, а за -воры, образованные ими между соплами31 и 32 соответственно), обратно пропорциональны друг другу. Трубка 37коммутирует рабочую камеру 13 пускового редуктора 2 с входным соплом31 регулятора 3. Трубка 38 коммутирует управляющую камеру 14 пусковогоредуктора 2 с задающей камерой 25 регулятора 3. Трубка 39 коммутирует рабочую камеру 4 основного редуктора 1с камерой отрицательной обратной связи 24 регулятора 3. Трубка 40 коммутирует управляющую камеру 5 основногоредуктора 1 с межсопловой камерой 27регулятора 3, Трубки 41 и 42 коммутируют управляющую камеру 5 и межсопловую камеру 27 с корректирующими камерами 28 и 29.Пневматицеская связь между камерами 13 и 14 выполнена через клапан 21и нормально закрытой электропневмоклапан 43, предназначенные для наполнения камеры 14, Подпружиненный клапан 22 и нормально закрытый электропневмоклапан 44 предназначены для опорожнения камеры 14.Устройство работает. следующим образом.При подаче газа во входной трубопровод 11 в рабочую камеру 4 основного редуктора газ не поступает, таккак клапан 7 прижат к седлу 9 запорной пружиной 10. В рабочую камеру 13пускового редуктора гаэ поступает,так как пружина 20 настроена на начальный уровень давления. В межсопло5 69, а мембраны 26 - в сторону закрытия сопла 31 и отверстия сопла 32. Перемещение мембраны 6 при увеличении рабочего давления приводит к падению давления в рабочей камере 4, однако большее изменение давления происходит вследствие того, что давление в управляющей камере 5 падает, сообщая дополнительное перемещение мембране 6. Дав.- ление в управляющей камере 5 падает эа счет уменьшения притока газа через входное сопла 31 и увеличения сброса через сопла 32 из межсопловой камеры 27, а следовательно, и из управляющей камеры 5.Изменение давления в управляющей камере продолжается до установки заданного уровня рабочего давления, При уменьшении рабочего давления регулирующие воздействия имеют противоположное описанному направление. Большая эффективность регулирующего воздействия за счет изменения давления в управляющей камере 5 объясняется тем, что чувствительность регулятора 3 к изменению рабочего давления выше чувствительности основного редуктора,. Необходимо отметить, что и изменение давления в рабочей камере 13 пускового редуктора 2 компенсируется регулятором, так как величина давления в за" дающей камере 25, с которой сравнивается рабочее давление редуктора, остается неизменной.К дополнительным преимуществам предлагаемого устройства относится по вышение чувствительности регулятора при прежней площади чувствительного элемента за счет снижения жесткости упругих элементов. Повышение чувствительности регулятора позволяет существенно уменьшить и площадь мембраны основного редуктора без снижения точности стабилизации рабочего давле" ния. Это особенно выгодно при изготовлении крупногабаритных газовых редукторов на расходы сотни тысяч метров кубических в час. Соосное расположение сопел регулятора упрощает конструкцию, снижает требования к точности установки мембран, повышает надежность эа счет исключения уплат" нения подвижных частей регулятора, расширяет возможности корректирующего узла.Связь управляющей камеры пускового редуктора с задающей камерой регулятора и наличие электропневмоклапанов для наполнения и опорожнения 5 91148вую камеру 27 регулятора газ не поступает, так как клапан 33 прижат квходному соплу 31 запорной пружиной34, В управляющую камеру 14 пусковогоредуктора газ не поступает, так какклапан 21 и электропневмоклапан 43закрыты.Режим установки рабочего давления,Для поступления газа в рабочую камеру 4 основного редуктора 1 и к 1 опотребителю необходимо отжать клапан7 от седла 9 путем подачи газа вуправляющую камеру 5. Поэтому дляустановки заданного уровня рабочегодавления редуктора передаточным механизмом 23 открывают клапан 21 иливключают электропневмоклапан 43 игаз из камеры 13 перетекает в камеры 14 и 25, Увеличение давления вкамере 14 приводит к перемещениюмембраны 15 и через толкатель 17 клапана 16, Отжатие клапана 16 от седла 18 открывает доступ газа в рабочую камеру 13 и приводит к росту давления в камерах 13, 14 и 25. Возраста эние давления в задающей камере 25Регулятора 3 до уровня, обеспечивающего отжатие клапана 33 от входногосопла 31, открывает доступ газа вмежсопловую камеру 27 и через трубку зо40 в управляющую камеру 5 основногоредуктора 1. Возрастание давления вкамере 5 приводит к перемещению мембраны 6 и через толкатель 8 клапана7, Отжатие клапана 7 от седла 9 открывает доступ газа в рабочую камеру и к потребителю,В этом режиме до установления тре"буемой величины рабочего давления редуктора клапан 21 или электропневмоклапан 43 удерживают открытым.При поступлении газа потребителюдавление в управляющей камере 5 превышает рабочее давление в камере 4на величину силы сжатия пружины 10,в свою очередь зависящей от расходагаза что обеспечивается соответствующим распределением расходов газачерез сопла 31 и 32, т.е. соответствующим перемещением клапанов 33 и 35согласно усилию на мембране 26; таккак мембранный блок 30 в установившемся режиме уравновешен,Режим стабилизации рабочего давления.,55Например, при увеличении по каким-либо причинам рабочего давления про"исходит перемещение мембран 6 и 26:мембран 6 - в сторону закрытия седлаэтих камер позволяет автоматизироватьработу редуктора. Формула изобретения51. Газовый редуктор, содержащий основной редуктор с управляющей камерой и рабочей камерой, соединенной с выходным трубопроводом, пусковой редуктор с пружиной задания, управляющей камерой, рабочей камерой и входной камерой, подключенной к входному трубопроводу, и регулятор, выполненный с соплом питания, соединенным с рабочей камерой пускового ре дуктора, соплом сброса, камерами обратной связи, соединенными через инерционные звенья с межсопловой камерой регулятора и с управляющей каме рой основного редуктора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повы-, шения точности поддержания выходного давления, регулятор снабжен задающей камерой с управляющей камерой пусково го редуктора, пусковой редуктор снаб жен подпружиненными клапанами, один из которых соединен с рабочей иг управляющей камерами пускового ре"дуктора, а другой - с управляющейкамерой пускового редуктора и с атмосферой.2. Редуктор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сопла питанияи сброса регулятора расположены соосно, причем сопло сброса соедийенос межсопловой камерой и камеройотрицательной обратной связи,3. Редуктор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в нем установлены два нормально закрытых электрьпневмоклапана, один из которых размещен между. рабочей и управляющей камерами пускового редуктора, а другойна выходе из управляющей камеры пускового редуктора в атмосферу,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Машины, установки и аппаратура для газоплазменной обработки металлов. Каталог, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ,1977, с.70 " Редуктор ДКРУ".2 Жених Сощрйецегз ЯсЫцаЬегдепРЫдядоп Саз", Каталог, РагЫ, Иоч.74 г У 1, 22021 (прототип) .