Устройство для регулирования давления

Устройство для регулирования давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Социалмстнчесиик

Республик (ii) 691811

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 23,05.77 (21) 2490146/18-24 (51)M. Кл.

G 05 Д 16/00 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Гкудзрстааккый каивтат

СССР па делам кэобретеакй в аткрмткй

Опубликовано.15.10.79. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 20.10.79 (53) УДК 621.646..4 (088.8) П. И, Алешко, В. A. Соколов и B. Н. Черныш (72) Авторы изобретения.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматического регулирования давлений и может быть использовано в системах регулирования давления природного газа на выходе газо-распределительных станций.

Известны устройства, преднаэначенЮ ные 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 fl, 2).

Известные устройства громоздки, сложны и небезопасны, так как предполагают использование электрических сигналов.

Системы не обеспечивают, изменения пределов регулирования давления на выходе и неустойчивы, так как не имеют обратной связи по отклонению давления и уст ройства для регулирования пределов дав\ ленин на выходе.

Отсутствие регулирования по отклонению давления в этих системах обуславливают воэможность регулирования лишь на докритических режимах истечения газа (т. е. в области небольших перепадов давления на входе и выходе, .когда отношение этих давлений составляет не более

0,528), 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 исполнительный механизм с камерой управления, связанной с выходной камерой пилотного клапана командного блока, канал питания которого соединен со входом исполнитель ного механизма, и задатчик, соединенный

Регулятор 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 камера

26, вход 8 и выход 13 исполнительного механизма 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 клапана образуются кольцевые зазоры 41 и 42, а при работе регулятора перепада образуется зазор 43.

Устройство работает следующим образом.

Поддержание постоянного давления на выходе 13 осуществляется перекрытием регулирующим стаканом 21 проходных отверстий 19, для чего рабочую камеру

3 управления сообщают с давлением выходной камеры 4 пилотного клапана 5, изменяющимся в зависимости от величины отклонения давления на выходе 1 3 от заданного давления путем дросселироваПри отсутствии газа в трубопроводе действием сжатой при"установке пружины

24 занимает крайнее правое положение, перекрывай регулирующим стаканом 21 проходные отверстия 19.

При подаче газа в трубопровод 1 и открытии вентиля 40 газ под давлением и 28, сообщенные с камерой 26 через отверстия 27 и радиальные зазоры между подвижным цилиндром 20 и корпусом исполнительного 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 полости входа 8 и пружины 24 и.стакан 21, соединенный с цилиндром 20, перемещается в левое положение, открывая проходные отверстия 19.

3 69181 1 4 с одной камерой чувствительного элемента командного блока, другая камера КоТОрОгО соединена с Выходом исполнительного механизма Э .

Недостатком известного устройства является недостаточная точность регулирования, так как величина отклонения давления передается: в командный блок

1 беэ усиления.

Ilem,ю изобретения является устране- 10 ние указанного недостатка, т. е. повышение точности устройства.

Для этого в устройство введен регулятор перепада давления, управляющая камера которого соединена со входом испол-1 нительного механизма, а входной и выходной каналы соединены соответственно с каналом сброса пилотного клапана и вьиодом исполнительного механизма.

На чертеже изображено устройство для регулирования давления.

Устройство содержит установленный в трубопроводе 1 исполнительный механизм

2 с камерой 3 управления, связанной с

25 выходной камерой 4 пилотного клапана

5 командного блока 6, канал питания 7 которого соедийен со входом 8 исполнительного механизма 2, и эадатчик 9, соединенный с камерой 10 чувствительного

30 элемента 11 командного блока 6, камера

12 которого соединена с выходом 13 исполнительного механизма 2, регулятор

14 перепада давления, управляющая каме ния давления входа 8 золотником 32 в ра 15 которого соединена со входом 8 пилотном клапане.

35 исполнительного механизма 2, а входной

16 и выходной 17 каналы соединены co-, или перекрытии вентиля 40 устройство ответственно с каналом 18 сброса пилоч разгружено и силовой цилиндр 20 под ного 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 24 сжатия установленную между силовым по трубкам 39 и каналу 31 поступает

45 " цилиндром 20 и поршнем 22 с "предвари- в рабочую камеру 26 и в полости 29 тельным сжатием уплотнения 25, рабочую камеру 26, камеру 27 обогрева, Для уравновешивания стакана 21 полость

28 сообщена с камерой 26 отверстиями

27. Силовой цилиндр 20, установленный в цилиндрической камере 26, жестко соединен с регулирующим стаканом 21 и образует замкнутые полости 28, 29, ка- превышает суммарное осевое усилие на меру 3 управления и рабочую 26 камеру сообщение каналами 30, 31 соответственно с выходной камерой 4 пилотного клапана 5 и давлением на входе 8 исполнительного механизма 2.

11 б ния газа входа 8 в рабочей камере 26, оставшегося постоянным, переместит регулируютпий стакан 21 в промвжуточнов левое положение, т. е. открытая площадь проходных окон 19 увеличится и давление газа на выходе повысится, восстанавливаясь до прежней, установленной заданным давлением задатчика 9, величины.

В случае, если часть потребителей будет отключена, расход газа снизится, давление на выходе 13 возрастет и мембрана 34 переместит золотник 32 вверх.

При этом кольцевой зазор 41 в пилотном клапане 5 увеличится и давление в камере 4 возрастет, а следовательно, усилие на силовой цилиндр 20 также возрастает и регулирующий стакан 21, перемещаясь вправо, частично перекроет проходные отверстия 19. Расход газа через эти отверстия уменьшится- и давление Иа 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 43 в регуляторе 14 перепада. Так при уменьшении давления выхода 13 зазор 42 увеличивается, а зазор 43 уменыпается, следовательно, пропорционально измеряются и перепади давления в этих зазорах, но на золотнике 32, за счет изменения расхода газа через зазор 43 сохранится постоянный перепад давления. Этим обеспечиваетса 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 пределах регулирования, так как регулятор .перепада давления позволяет использовать дла выходного давления пилотного клапана неполный перепад давлений входа 8 и выхода 13, а часть его, усиливаемую на золотнике 32 пилотного клапана 5. Следовательно, даже при малых значениях отклонения давления в полости выхода

13 изменение усилия на подвижном цилин- дре 20 становится достаточным, чтобы переместить регулирующий стакан и восстановить заданное давление. Сообщение внешней камеры 26 силового цилиндра с давлением на входе в регулятор уравновешивает стакан и создает избыточное усилие,. перемещающее его в положение полного открытия проходных окон, сооб-.

5 6918

По 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 Зуправления,,образованную внут ренней поверхностью цилиндра 20 и поверхностью неподвижного поршня 22 со штоком 23. 15

Под действием выходного давления пилотного клапана регулирующий стакан

21 перемешается вправо в промежуточное положение, определяемое величиной этого давления, Степень перекрытия про- 20 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 дла повышения

25 точности регулирования (обеспечением постоянного перепада давления) осуществляется обратная связь по давлению регулятора 14 перепада давления и полостей входа 8 и выхода 13.

Ивлев дросселем 35 устанавливают в надмембранной камере 10 элемента

11 сравнений постоянное давление, равное заданному в полости выхода 13, Под действием давления в камере 10 эолоч ник 32 перемещается в положение, определяемое кольцевым зазором 41, величина .которого обуславливается отклонением давления выхода 13 в камере 12 под

Ф 40 мембраной 34 от заданного давления (равному установленному, технологически необходимому), в камере 10.

Например, при увеличении расхода газа потребителями давление выхода 13

45 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 32

50 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 давлв7 69 щение управляющей камеры 3 с давлением пилотного клапана позволяет, учитывая достаточную площадь торца подвижйого 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 изобретения

Устройство для регулирования давления, содержащее, установленный в трубопроводе исполнительный механизм с камерой управления, связанной с выходной камерой пилотного клапана командного

1811 8 блока, канал питания которого соединен со входом исполнительного механизма, и эадатчик, 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 механизма..

)5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 547734, кл. 8 05 -l1 16/20, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 327453, кл.. Q 05 5 16/20, 1970., 3. Патент Франции ¹ 2245221, кл. F 15 В 7/00, 1975.

Составитель Г. Сидоров

Редактор Ю. Челюканов Техред 3. Фанта Корректор М- аро пи

Заказ 6214/37 Тираж 1015 Подписное

UHHHITH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4