Блок клапанов с механизмом двойного контроля

Блок клапанов с механизмом двойного контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка претендует на приоритет по предварительной заявке на патент США №61/046788, поданной 21 апреля 2008 года, под названием "Блок клапанов с механизмом двойного контроля", включенной в данный документ путем ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к устройствам, регулирующим поток жидкости, таким как регуляторы давления газа, и, в частности, к регуляторам со вспомогательными устройствами, измеряющими давление в заданных точках устройства, таких как устройство контроля избыточного давления, активатор закрытия задвижки, маркерное сигнальное устройство и тому подобных.

Уровень техники

Стандартные газораспределительные системы подачи газа могут различаться по требованиям к давлению в зависимости от нагрузки системы, климатических условий, источника снабжения и/или других факторов. При этом, большинство объектов конечного потребителя оборудовано газовыми приборами, такими как нагреватели, печи и т.д., требующими доставку газа в соответствии с установленным давлением и без превышения максимальной емкости регулятора давления газа. Таким образом, системы распределения оснащены регуляторами давления газа для обеспечения качества газа согласно требованиям устройств конечного потребления. Традиционные регуляторы давления газа, как правило, оснащены механизмом замкнутой системы управления клапанами для измерения и контроля давления поставляемого газа.

Помимо замкнутой системы управления, некоторые традиционные регуляторы газа оснащены регулирующим запорным механизмом для улучшения реакции регулятора давления газа на изменения выходного давления. Регулирующий запорный механизм применяется для уменьшения влияния входного давления на функционирование регулятора давления газа. Входное давление находится в жидкостной связи с регулирующей мембраной, которая давит с той же силой, что и выходное давление, на управляющий элемент регулятора давления газа, но в противоположном направлении. Таким образом, как только входное давление меняется, применяется соответствующее воздействие для балансировки воздействия, созданного входным давлением, так, как это описано далее, таким образом, регулятор давления газа приводится в действие только выходным давлением газа.

Некоторые традиционные регуляторы давления газа также оснащены вспомогательными устройствами, такими как устройство контроля избыточного давления, запорные механизмы, маркерное сигнальное устройство и тому подобными, которые приводятся в действие, если измеряемое входное давление, например давление потока после регулятора, отличается от заранее определенного стандартного диапазона давлений. Устройство контроля избыточного давления контролирует давление на выходе из регулятора в случае, если регулятор неисправен и выходное давление увеличивается до нежелательного уровня. В случае неисправности регулятора и роста выходного давления выше заранее заданного значения, устройство контроля избыточного давления закрывает отверстие в регулирующем клапане и перекрывает поток газа, поступающий в нижеследующие узлы газораспределительной системы. Как только потребление увеличивается и/или проблема с регулятором устраняется, т.е. выходное давление падает, устройство контроля открывает отверстие клапана и, соответственно, обеспечивает дальнейшее движение газа в системе.

В других моделях, регуляторы давления газа нуждаются в дополнительных предохранительных устройствах, перекрывающих газовый поток в случае неисправности регулятора, или в других условиях, провоцирующих рост или падение давления на выходе регулятора давления газа. Обычно быстродействующие предохранительные запорные клапаны используются для того, чтобы перекрыть газовый поток в случае возникновения одной (или более) из таких ситуаций. Предохранительный запорный клапан обычно располагается на входе в регулятор давления таким образом, чтобы не допустить попадания газа в редуктор давления газа в случае повышенного или пониженного давления. Предохранительный запорный клапан контролирует давление на выходе регулятора, чтобы оно оставалось в пределах между максимальным и минимальным допустимыми значениями. Если выходное давление превышает максимально допустимое или падает ниже минимального заданного значения, предохранительный запорный клапан закрывается, перекрывая газовый поток в регулятор давления газа и предотвращая нежелательную утечку газа. Закрывшись, быстродействующий запорный клапан обычно остается в закрытом состоянии до того момента, пока не будет произведен ремонт и клапан не будет открыт вручную. В других моделях может использоваться другое вспомогательное устройство - маркерное сигнальное устройство, которое не сбрасывает давление в случае его превышения, а вместо этого сбрасывает некоторое количество газа до появления запаха, предупреждающего конечного пользователя о необходимости связаться с поставщиком газа для ремонта и обслуживания регулятора давления газа.

На фиг.1 (закрытое положение) и 2 (полностью открытое положение) показан традиционный регулятор давления газа 10. Регулятор 10 в общих чертах состоит из привода 12 и регулирующего клапана 14. Регулирующий клапан 14 контролирует поступление газа на входе 16 из, например, газораспределительной системы, и поступление газа на выходе 18, к объектам конечного потребителя, таким как фабрики, рестораны, жилые здания и т.д., имеющим один или более газовый прибор. Кроме того, регулирующий клапан 14 включает в себя клапанное окно 20, расположенное между входом 16 и выходом 18. Газ перемещается от входа 16 до выхода 18 только через клапанное окно 20 регулирующего клапана 14.

Привод 12 связан с регулирующим клапаном 14 для обеспечения давления на выходе 18 регулирующего клапана 14, т.е. выходного давления в соответствии с требуемым выходным или контрольным давлением, т.е. так называемым заданным давлением. Следовательно, привод 12 находится в жидкостной связи с регулирующим клапаном 14 через отверстие клапана 22 и отверстие привода 24. В приводе 12 находится узел управления 26 для измерения и регулировки выходного давления из регулирующего клапана 14. В частности, узел управления 26 содержит мембрану 28, поршень 30 и рукоятку управления 32, с функционально связанной клапанной тарелкой 34. Традиционная конструкция клапанной тарелки 34 регулирующего запорного механизма включает в себя, как правило, цилиндрический корпус 36 и герметизирующую вставку 38, прикрепленную к корпусу 36. Узел управления 26 также может быть оснащен регулирующим запорным механизмом 40 с регулирующей мембраной 42 для выравнивания силы, оказываемой давлением на входе на клапанную тарелку 34. Мембранный механизм 28 измеряет давление на выходе регулирующего клапана 14 с помощью трубки Пито 44, при этом выход 18 находится в жидкостной связи с полостью привода 12 и нижней частью мембраны 28. Далее в узле управления 26 находится регулирующая пружина 46, сцепленная с верхней частью мембраны 28 и предназначенная для компенсации измеряемого выходного давления. Таким образом, требуемое выпускное давление, которое также называется контрольным давлением, или заданным давлением привода, устанавливается при помощи соответствующей регулирующей пружины 46.

Мембрана 28 функционально соединена с рукояткой управления 32, и, таким образом, клапанная тарелка 34 посредством поршня 30 контролирует открытие регулирующего клапана 14, основываясь на измеренном выпускном давлении. Например, в случае, если конечный пользователь использует такой прибор, как, например, обогреватель, увеличивая, таким образом, потребность в газе в распределительной системе на выходе регулятора 10, выходной поток увеличивается, уменьшая тем самым выпускное давление. Соответственно, мембрана 28 фиксирует это уменьшение выпускного давления. Это позволяет регулирующей пружине 46 расшириться и передвинуть поршень 30 и правую часть рукоятки управления 32 в нижнее положение, относительно расположения на фиг.1. Это перемещение рукоятки управления 32 отодвигает клапанную тарелку 34 от отверстия клапана 20, что открывает регулирующий клапан 14. На фиг.2 показана клапанная тарелка 34 в нормальном, открытом рабочем положении. Прибор, настроенный таким образом, может проводить газ через клапанное окно 20 на выход 18 регулирующего клапана 14.

В стандартном регуляторе давления газа 10, показанном на фиг.1 и 2, узел управления 26 функционирует в дальнейшем как перепускной клапан, как показано выше. В частности, узел управления 26 оснащен уравновешивающей пружиной 48 и выпускным клапаном 50. Мембрана 28 содержит отверстие 52, в середине которого, а также через поршень 30 проходит уплотняющая манжета 54. Уравновешивающая пружина 48 находится между поршнем 30 и мембраной 28 для того, чтобы в нормальном режиме эксплуатации смещать мембрану 28 относительно уплотняющей манжеты 54 для перекрытия отверстия 52. В случае возникновения неполадок, таких как поломка рукоятки управления 32, клапанная тарелка 34 более не может напрямую контролировать узел управления 26, следовательно, входной поток передвигает клапанную тарелку 34 до предельно открытого положения. Это позволяет максимальному количеству газа попадать в привод 12. Таким образом, как только газ заполняет привод 12, давление на мембрану 28 возрастает, выдавливая мембрану 28 из уплотняющей манжеты 54, тем самым воздействуя на отверстие 52. Вследствие этого газ проходит через отверстие 52 в мембрану 28 и по направлению к выпускному клапану 50. Выпускной клапан 50 состоит из стержня клапана 56 и оттяжной пружины 58, давящей в закрытом положении на стержень клапана 56. В случае если давление внутри привода 12 и близлежащего выпускного клапана 50 достигает заданного предела, стержень клапана 56 смещается вверх относительно положения оттяжной пружины 58 и открывается, тем самым выпуская газ в атмосферу и уменьшая давление в регуляторе 10.

Несмотря на то что выпускной клапан 50 выпускает газ из привода 12, он обычно не сбрасывает давление в достаточной степени, и выходное давление не падает ниже верхнего предела значений, для контроля которых разработан регулятор давления газа 10. Для такой ситуации существуют вспомогательные устройства, рассмотренные выше, которые могут обеспечить контроль и перекрыть поток газа или, как минимум, предупредить пользователя о превышении допустимого давления. В конструкции, показанной на фиг.1 и 2, контроллер избыточного давления 60 срабатывает после поломки регулятора давления газа 10 и перекрывает поток газа через регулирующий клапан 14 до тех пор, пока выходное давление не упадет. В проиллюстрированном примере контроллер 60 имеет такую же конфигурацию, как и привод 12. Контроллер 60 связан с регулирующим клапаном 14 напротив привода 12 и на входе в отверстие клапана 20. Вследствие этого, контроллер 60 находится в жидкостной связи с регулирующим клапаном 14 через впускное отверстие клапана 62 и отверстие устройства контроля 64, связанных с корпусом контроллера 66. Контроллер 60 имеет узел управления 68 для измерения давления после регулирующего клапана 14 и закрытия клапана 14, если выходное давление достигает контрольного заданного значения или давления отсечки. Узел управления 68 состоит из мембраны 70, поршня 72 и рукоятки управления 74 с функционально связанной с ней клапанной тарелкой 76. Контроллер 60 имеет регулирующий запорный механизм, а клапанная тарелка 76 состоит из основного цилиндрического корпуса 78 и герметизирующей вставки 80, прикрепленной к корпусу 78. Регулирующий запорный механизм включает в себя регулирующую мембрану 82 для уравновешивания силы, прикладываемой входным давлением к клапанной тарелке 76.

Мембрана контроллера 70 измеряет давление на выходе из регулирующего клапана 14 посредством внешнего трубопровода обратной связи по давлению на выходе 84, соединенному с отверстием 86 корпуса контроллера 66. Трубопровод обратной связи 84 перемещает выходную точку из регулирующего клапана 14 в жидкостную связь с внутренней частью контроллера 60 и нижней частью мембраны контроллера 70. Узел управления 68 также включает в себя регулирующую пружину 88, сцепленную с верхней частью мембраны 70, предназначенную для выравнивания измеряемого выходного давления. Необходимое заданное давление или давление отсечки устанавливается путем выбора и сжатия регулирующей пружины 88. Мембрана 70 в рабочем состоянии соединена с рукояткой управления 74, и, таким образом, клапанная тарелка 76, посредством поршня 72, контролирует закрытие регулирующего клапана 14 в ситуации повышенного давления. Уравновешивающая пружина 90 оказывает давление на клапанную тарелку 76 для того, чтобы привести ее в открытое положение, а поршень 72 и рукоятка управления 74 соединены таким образом, что рукоятка управления 74 приводится в движение только тогда, когда мембрана 70 фиксирует превышение выходного давления над давлением отсечки и сгибается (это не проиллюстрировано) в верхнем направлении, приводя в движение поршень 72. Мембрана 70 и поршень 72 также реагируют на падение давления, но поршень 72 не двигает рукоятку управления 74, если выходное давление меньше значения давления отсечки. На случай отказа контроллера 60, контроллер 60 может включать в себя выпускной клапан 90, идентичный выпускному клапану 50 привода 12, для сбрасывания газа в атмосферу.

У регулятора давления газа 10 с приводом 12 и контроллером избыточного давления 60, описанным выше, имеются две основные функции. Во-первых, регулятор давления газа 10 перекачивает объем поступающей жидкости, поддерживая постоянное выпускное давление. Во-вторых, регулятор давления газа 10 прекращает пропускать поток жидкости в последующие блоки распределительной сети, если регулятор 10 больше не может поддерживать выпускное давление. Что касается первой функции, то ключевой параметр работы регулятора 10 - это количество объема жидкости при сохранении постоянного давления. Для оптимизации объема жидкости предпочтительно измерять выходное давление так, как показано на фиг.1 и 2 внутри выхода 18. Трубка Пито 44 при таком положении обеспечивает быструю ответную реакцию на изменения выходного давления для узла управления 26 и устраняет необходимость установки внешнего трубопровода обратной связи по выходному давлению. В настоящее время, такая внутренняя индикация не имеет широкого распространения на таких вспомогательных устройствах, как, например, контроллер 60.

Функционирование может быть нарушено, если привод 12 и вспомогательное устройство используют разные положения индикации, при этом внешняя индикация все еще используется чаще всего на контроллерах избыточного давления, запорных механизмах, маркерных сигнальных устройствах и других вспомогательных устройствах. Использование внешней индикации на вспомогательных устройствах ведет к возникновению различных проблем. Например, напорные линии подачи газа требуют дополнительного обслуживания и могут оказаться слишком дорогостоящими для газовых компаний с большим количеством регуляторов давления в эксплуатации. Кроме того, открытые напорные линии, при наличии повреждений, могут вывести из строя вспомогательные устройства. Если вспомогательное устройство не может измерить выходное давление, то оно не может перекрыть поток жидкости или иным образом предупредить о наличии проблемы, что может ввести операторов в заблуждение относительно исправности регулятора давления газа 10. Таким образом, существует необходимость в усовершенствованном регуляторе, получающем измерения внутреннего давления и от привода, и от вспомогательного устройства.

Измерение внутреннего давления для вспомогательного устройства обеспечивается регулирующим клапаном, сконфигурированным для управления потоком жидкости для более точной индикации давления на выходе 18. Благодаря доведению жидкости до требуемого состояния жидкость быстро преобразуется из турбулентного режима потока в ламинарный поток с целью обеспечения более точной индикации выходного давления. В одном из примеров режима потока, показанном на фиг.3, регулирующий клапан 14 регулятора 10 имеет модифицированный выход 92, настроенный для получения контроля над потоком вспомогательным блоком. Вспомогательный блок контроля потока состоит из сетчатого фильтра 94, который состоит из множества перегородок или ячеечного экрана, полукруглого сита 96 с множеством отверстий и центральной измерительной трубки 98. Внутренний конец измерительной трубки 98 находится в жидкостной связи с внутренней частью привода 12 и внутренней частью контроллера 60 посредством трубок 100, 102 соответственно; окно 86 закрыто с целью предотвращения протечек. Поток жидкости преобразуется из турбулентного режима потока в ламинарный поток, когда жидкость проходит через сетчатый фильтр 94 и сито 96, что приводит к более точному измерению выходного давления в контрольной точке на измерительной трубке 98. Принцип доведения потока до необходимого состояния доказал свою эффективность, однако блок режима потока довольно дорог в производстве. Более того, этот блок требует значительных и дорогостоящих модификаций стандартного корпуса регулятора и не может быть с легкостью изменен под другие размеры корпуса. Таким образом, существует необходимость в разработке внутреннего механизма двойного контроля для привода и вспомогательного устройства в регуляторе давления газа, который был бы менее дорогостоящим в производстве и легко модифицировался под различные размеры регулирующего клапана и типы корпусов.

Раскрытие изобретения

В одном аспекте изобретение относится к жидкостным регуляторам, которые могут включать в себя регулирующий клапан, имеющий вход, выход и отверстие клапана, расположенное между входом и выходом; привод, связанный с регулирующим клапаном и укомплектованный клапанной тарелкой привода, которая расположена внутри регулирующего клапана и перемещается между закрытым положением, закрывающим выпускную сторону клапанного отверстия, и открытым положением, расположенным удаленно от клапанного отверстия; и вспомогательное устройство, связанное с регулирующим клапаном и настроенное на измерение входного давления и соответствующее реагирование, если полученное входное давление отличается от заданного давления вспомогательного устройства. Жидкостный регулятор далее может состоять из трубки Пито, имеющей первый конец с точкой измерения, расположенной внутри выхода регулирующего клапана, первого патрубка, протянутого по направлению к приводу, и второго патрубка, протянутого в сторону вспомогательного устройства. Первый конец и первый патрубок трубки Пито могут приводить точку измерения и выход в жидкостную связь с внутренней частью привода, а первый конец и второй патрубок трубки Пито могут приводить точку измерения и выход в жидкостную связь с внутренней частью вспомогательного устройства. Привод может быть сконфигурирован так, чтобы двигать клапанную тарелку привода в сторону отверстия клапана, если давление на точке измерения трубки Пито возрастает, и отодвигать клапанную тарелку привода от отверстия клапана, если давление на контрольной точке падает, с целью поддержания давления за жидкостным регулятором приблизительно равным заданному значению давления регулятора, а давление на точке измерения может быть входным давлением на вспомогательном устройстве.

В другом аспекте изобретение относится к жидкостным регуляторам, которые могут быть оснащены регулирующим клапаном, имеющим вход, выход и отверстие клапана, расположенное между входом и выходом; привод, связанный с регулирующим клапаном и укомплектованный клапанной тарелкой привода, которая расположена внутри регулирующего клапана и перемещается между закрытым положением, закрывающим выпускную сторону клапанного отверстия, и открытым положением, расположенным удаленно от клапанного отверстия; и вспомогательное устройство, связанное с регулирующим клапаном и настроенное таким образом, чтобы измерять входное давление и производить соответствующие действия, если полученное входное давление отличается от заданного давления вспомогательного устройства. Жидкостный регулятор далее может состоять из трубки Пито, имеющей первый конец с точкой измерения, расположенной внутри выхода регулирующего клапана, первого патрубка, протянутого по направлению к приводу, и второго патрубка, протянутого в сторону вспомогательного устройства. Первый конец и первый патрубок трубки Пито могут приводить точку измерения и выход в жидкостную связь с внутренней частью привода, а первый конец и второй патрубок трубки Пито могут приводить точку измерения и выход в жидкостную связь с внутренней частью вспомогательного устройства. Привод может быть сконфигурирован так, чтобы двигать клапанную тарелку привода в сторону отверстия клапана, если давление на точке измерения трубки Пито возрастает, и отодвигать клапанную тарелку привода от отверстия клапана, если давление на точке измерения падает с целью поддержания давления за жидкостным регулятором приблизительно равным заданному значению давления регулятора, а давление на точке измерения может быть входным давлением на вспомогательном устройстве.

В еще одном аспекте изобретение относится к механизмам двойного контроля для жидкостных регуляторов, которые могут быть оснащены регулирующим клапаном, имеющим вход, выход и отверстие клапана, расположенное между входом и выходом; привод, связанный с регулирующим клапаном и укомплектованный клапанной тарелкой привода, которая расположена внутри регулирующего клапана и перемещается между закрытым положением, закрывающим выпускную сторону клапанного отверстия, и открытым положением, расположенным удаленно от клапанного отверстия; и вспомогательное устройство, связанное с регулирующим клапаном и настроенное таким образом, чтобы измерять входное давление и производить соответствующие действия, если полученное входное давление отличается от заданного давления вспомогательного устройства. Механизм двойного контроля может содержать трубку Пито, имеющую первый конец с точкой измерения, расположенной внутри выхода регулирующего клапана, первый патрубок, протянутый из трубки Пито по направлению к приводу, при этом трубка Пито и первый патрубок приводят точку измерения и выход в жидкостную связь с внутренней частью привода; второй патрубок, протянутый из трубки Пито по направлению к вспомогательному устройству, при этом трубка Пито и второй патрубок трубки Пито приводят точку измерения и выход в жидкостную связь с внутренней частью вспомогательного устройства. Привод может быть сконфигурирован так, чтобы двигать клапанную тарелку привода в сторону отверстия клапана, если давление на точке измерения трубки Пито возрастает, и отодвигать клапанную тарелку привода от отверстия клапана, если давление на точке измерения падает с целью поддержания давления за жидкостным регулятором приблизительно равным заданному давлению регулятора, а давление на точке измерения может быть входным давлением на вспомогательном устройстве.

Дополнительные аспекты изобретения определены в формуле изобретения данного патента.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображен регулятор давления газа в боковом поперечном сечении в закрытом положении, с приводом и контроллером избыточного давления.

Фиг.2 - регулятор давления газа в боковом поперечном сечении, изображенный на фиг.1, в полностью открытом положении.

Фиг.3 - регулятор давления газа в боковом поперечном сечении, со вспомогательным блоком контроля потока, в полностью открытом положении.

На фиг.4 показан регулятор давления газа в боковом поперечном сечении, с двойной индикацией давления для привода и контроллера избыточного давления, в соответствии с данным описанием, в закрытом положении.

Фиг.5 - регулирующий клапан регулятора давления газа, изображенного на фиг.4, в боковом поперечном сечении.

На фиг.6 показан регулятор давления газа в боковом поперечном сечении, с двойной индикацией давления для привода и предохранительного запорного механизма, в соответствии с данным описанием; предохранительный запорный механизм находится в закрытой позиции.

Фиг.7 - чертеж со вскрытием внутренней части верхней обшивки предохранительного запорного механизма, показанного на фиг.6.

Фиг.8А - вид мембраны в разрезе, расположенной между верхней обшивкой и корпусом клапана предохранительного запорного механизма, изображенного на фиг.6.

Фиг.8В - вид мембраны, изображенной на фиг.8А, в разрезе, в конфигурации, работающей при низком давлении.

Фиг.8С - вид мембраны, изображенной на фиг.8А, в разрезе, в конфигурации, работающей при высоком давлении.

Фиг.9А представляет собой вид в вертикальном разрезе блока клапанов предохранительного запорного механизма, изображенного на фиг.6, с выделенным возвратным валиком в положении возврата.

На фиг.9В показан вид в вертикальном разрезе блока клапанов предохранительного запорного механизма, изображенного на фиг.6, с выделенным возвратным валиком в обратном запертом положении.

Осуществление изобретения

Хотя приведенный ниже текст содержит подробное описание множества различных вариантов осуществления изобретения, нужно понимать, что законную силу имеет объем изобретения, определенный в формуле изобретения, приведенной в конце этого патента. Следует понимать, что подробное описание изобретения содержит только примеры, а не все возможные варианты воплощения данного изобретения, так как описание всех возможных вариантов было бы если не невозможным, то, по крайней мере, практически нецелесообразным. Многочисленные альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения, которые могли бы реализовываться с помощью существующих технологий или технологий, которые будут разработаны после даты подачи этой заявки на патент, все равно попадают в объем притязаний, определенный формулой данного изобретения.

Также нужно понимать, что, за исключением случаев, когда термин определен в настоящем патенте в явной форме с использованием фразы «Для целей настоящей заявки термин '__' используется в следующем значении…» или подобной фразы, значение такого термина не ограничивается, ни явно, ни косвенно, простым и обыкновенным значением, и значение такого термина не должно ограничиваться каким-либо утверждением, приведенным в любом разделе этого описания изобретения (кроме формулы изобретения). Термины, перечисленные в формуле изобретения в конце этого документа, упоминаются в описании изобретения каждый в своем единственном значении лишь для ясности, чтобы не запутать читателя, и не предполагается, что такие термины, перечисленные в формуле изобретения, должны ограничиваться (подразумеваемым или иным образом) таким единственным значением. Наконец, за исключением случаев, когда элемент формулы изобретения определен упоминанием слова "означает" и функцией без описания какой-либо структуры, не предполагается интерпретировать полное значение какого-либо элемента формулы изобретения на основании использования Свода законов США, раздел 35, §112, шестой абзац.

На фиг.4 и 5 изображен регулятор давления газа 110, сконструированный в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Данный регулятор давления газа 110 состоит, главным образом, из привода 112 и регулирующего клапана 114. Регулирующий клапан 114 имеет вход 116, куда поступает газ, например, из газораспределительной системы, и выход 118 для доставки газа, например, к объекту, имеющему один или более газовых приборов. Привод 112 соединен с регулирующим клапаном 114 и имеет узел управления 120 с таким управляющим элементом, как клапанная тарелка 122. В условиях так называемого первого или нормального режима эксплуатации, узел управления 120 измеряет давление на выходе 118 регулирующего клапана 114, т.е. выпускное давление, и управляет положением клапанной тарелки 122 так, чтобы выпускное давление было приблизительно равным заранее определенному заданному значению - контрольному значению давления. Кроме того, в случаях возникновения неполадок в системе, регулятор 110 выполняет предохранительную функцию, которая в целом соответствует предохранительной функции, описанной выше со ссылкой на регулятор 10, изображенный на фиг.1 и 2.

Далее, с отсылкой на фиг.4, регулирующий клапан 114 определяет размер соединительной части 124 и отверстия клапана 126. Соединительная часть 124 расположена между входом 116 и выходом 118 с клапанным отверстием 128. Для перемещения между входом 116 и выходом 118 газ должен пройти через клапанное отверстие 128 регулирующего клапана 114. Клапанное отверстие 128 можно извлечь из регулирующего клапана 114 и заменить другим клапанным отверстием, имеющим другой внутренний диаметр или конфигурацию трубы, для соответствия параметрам потока и эксплуатационным характеристикам регулирующего клапана 114 для конкретной области применения. В описываемой модификации отверстие клапана 126 определяет размер отверстия, расположенного вдоль оси, перпендикулярной оси входа 116 и выхода 118 регулирующего клапана 114.

Привод 112 состоит из корпуса 130 и узла управления 120, как уже упоминалось выше. Корпус 130 состоит из верхней части корпуса 130а и нижней части корпуса 130b, скрепленных между собой, например, множеством скоб. Нижняя часть корпуса 130b изменяет размер контрольной полости 132 и отверстия привода 134. Отверстие привода 134 соединено с отверстием 126 регулирующего клапана 114 для обеспечения жидкостной связи между приводом 112 и регулирующим клапаном 114. Верхняя часть корпуса 130а изменяет размер предохранительной полости 136 и выпускного отверстия 138. Кроме того, верхняя часть корпуса 130а имеет элемент башенного типа 140, в котором находится элемент узла управления 120, назначение которого будет описано ниже.

Узел управления 120 состоит из мембранного узла 142, диска и балансировочного узла 144, а также выпускного клапана 146. Мембранный узел 142 состоит из мембраны 148, поршня 150, регулирующей пружины 152, уравновешивающей пружины 154, гнезда комбинированной пружины 156, гнезда уравновешивающей пружины 158, гнезда пружины регулятора 160 и направляющей поршня 162.

В частности, мембрана 148 состоит из мембраны круглой формы, определяющей размер отверстия соответствующей центральной части. Мембрана 148 сделана из гибкого, практически воздухонепроницаемого материала, ее край плотно закреплен между верхней 130а и нижней 130b частями корпуса 130. Таким образом, мембрана 148 отделяет предохранительное отверстие 136 от контрольной полости 132.

Гнездо комбинированной пружины 156 расположено на верху мембраны 148 и образует отверстие, расположенное коаксиально относительно мембраны 148. Как изображено на фиг.4, гнездо комбинированной пружины 156 поддерживает регулирующую пружину 152 и уравновешивающую пружину 154.

Поршень 150 в изложенном варианте реализации изобретения включает обычно продолговатую стержнеобразную деталь, имеющую часть уплотнительной манжеты 164, хомут 166, резьбовую часть 168 и направляющую часть 170. Часть уплотнительной манжеты 164 является вогнутой и, в целом, имеет форму диска, и продолжается по окружности до средней части поршня 150, и расположена чуть ниже мембраны 148. Хомут 166 включает полость, соответствующую размерам соединительной муфты 172, соединенной с диском и балансировочным узлом 144, который обеспечивает соединение между узлом мембраны 142 и диском и балансировочным узлом 144, как будет описано далее.

Направляющая часть 170 и резьбовая часть 168 поршня 150 проходят через отверстия в мембране 148 и гнезде комбинированной пружины 156 соответственно. Направляющая часть 170 поршня 150 подвижно располагается в полости направляющей поршня 162, которая обеспечивает осевое центрирование поршня 150 и оставшейся части узла управления 120. Уравновешивающая пружина 154, гнездо уравновешивающей пружины 158 и муфта 174 расположены на резьбовой части 170 поршня 150. Муфта 174 удерживает уравновешивающую пружину 154 между гнездом комбинированной пружины 156 и гнездом уравновешивающей пружины 158. Регулирующая пружина 152 расположена в верхней части гнезда комбинированной пружины 156, как было упомянуто, и в башенной части 140 верхнего элемента 130а корпуса. Гнездо регулирующей пружины 160 ввинчивается в башенную часть 140 и прижимает регулирующую пружину 152 вплотную к гнезду комбинированной пружины 156. В представленном варианте реализации изобретения регулирующая пружина 152 и уравновешивающая пружина 154 включают в себя цилиндрические пружины сжатия. Таким образом, регулирующая пружина 152 устанавливается против верхнего элемента корпуса 130а и прикладывает направленную вниз силу к гнезду комбинированной пружины 156 и к мембране 148. Уравновешивающая пружина 154 устанавливается против гнезда комбинированной пружины 156 и прилагает направленную вверх силу к гнезду уравновешивающей пружины 158, которая, в свою очередь, прилагает силу к поршню 150. В представленном варианте реализации изобретения, силу, образованную регулирующей пружиной 152, можно регулировать путем изменения положения гнезда регулирующей пружины 160 в башенной части 140 и, таким образом, контролировать давление в регуляторе 110.

Регулирующая пружина 152 противодействует давлению в контрольной полости 132, которое измеряется мембраной 148. Как уже было отмечено, это давление равно давлению на выходе 118 регулирующего клапана 114. Соответственно, сила, создаваемая регулирующей пружиной 152, устанавливает давление в выходном отверстии в соответствии с заданным значением или в соответствии с контрольным давлением для регулятора 110. Узел 142 мембраны функционально соединяется с диском и балансировочным узлом 144, как упомянуто выше, через хомут 166 поршня 150 и соединительную муфту 172, и посредством рукоятки управления 176.

Диск и балансировочный узел 144 включает шток привода 178, который приводится в действие рукояткой управления 176 и приводит в движение клапанную тарелку 122, перемещающуюся из открытого положения в закрытое и обратно, при сгибании мембраны 148 под влиянием изменения выходного давления. В частности, шток привода 178, как правило, представляет собой длинный стержень, торцевая поверхность которого соединена с рукояткой управления 176. Рукоятка управления 176 представляет собой слегка искривленный стержень с опорной точкой 176а и свободным концом 176b. Опорная точка 176а шарнирно соединена с нижней частью корпуса 130b и включает палец 180, имеющий скругленный конец и сцепляющийся с торцевой поверхностью штока привода 178. Свободный конец 176b расположен между верхней частью и стержнем соединительной муфты 172, которая соединена с хомутом 166 поршня 150. Таким образом, соединительная муфта 172 и рукоятка управления 176 функционально соединяют диск и балансировочный узел 144 с узлом мембраны 142.

Клапанная тарелка 122 диска и балансировочного узла 144 функционально соединяется со штоком привода 178 и содержит герметизирующую вставку 182, которая соединяется с выходом клапанного отверстия 128 и перекрывает поток жидкости через регулирующий клапан 114. Клапанная тарелка 122 соединяется со штоком привода 178 через отверстие регулирующего штока 184 и гнезда 186 балансировочной пружины, эти элементы осуществляют прямолинейное движение при помощи направляющей штока 188, стопорной планки 190, стопорного кольца регулирующей мембраны 192 и корпуса регулирующего канала 194. Направляющая штока 188 без зазора входит во входное отверстие привода 134 и состоит из цилиндрической внутренней части, которая удерживает шток привода 178. Направляющая штока 188, кроме того, включает каналы 196, посредством которых создается участок пути, помещающий выход 118 в жидкостную связь с контрольной полостью 132, как будет показано ниже.

Направляющая штока 188 сцепляется со стопорной планкой 190, которая расположена между направляющей штока 188 и корпусом балансировочного канала 194, чтобы удерживать стопорную планку 190 и корпус балансировочного канала 194 на месте во входном отверстии клапана 126. Стопорная планка 190 обычно бывает круглой и включает центральное отверстие, через которое проходит шток балансировочного канала 184. Корпус регулирующего канала 194, как правило, цилиндрической формы и полый, он доходит до клапанного отверстия 128 и имеет внутренний диаметр, соответствующий размеру клапанной таре