Устройство для регулирования давления с ограничением расхода

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ С ОГРАНИЧЕНИЕМ РАСХОДА, содержащее устайовленяый между первыми входным и выходным патрубками первый регулирующий орган, соединенный с первым мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходом первого командного прибора, камера отрицательной обратной связи которого соединена с первым выходным патрубком, .отлмчаюм ееся тем, что, с целью снижения автоколебаний и повышения экономичности устройства, оно содержит второй командный прибор и установленный между вторыми входным и выходным патрубками второй регулирующий .орган, соединенный с вторым мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходом второго командного прибора, камера отрицательной обратной связи которого соединена с вторым выходным патрубком, и установленный между первым выходным и вторым входным патрубками газовый диод, причем в управляющей полости первого мембранного исполнительного механизма установлен ограничитель хода, регулирующего органа. 2- Устройство по п. 1, отличающееся тем, что газовый диод состоит из цилиндра, (Л в котором установлены по ходу газа коническое .сопло и конический рассекатель. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соотношение диаметров выходного отверстия конического сопла и основания конического рассекателя газового диода выполнено в диапазоне 0,75-1,25. О) IND О) а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС1 1УБЛИН

„„SU„„1062661 з<юG 05 D 16/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ... -.: Ù Ãll

I <: j(- Я Ф с р ( дЯ .", Яф» (я, К ABTOPCH0IViV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИ РОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ С ОГРАНИЧЕНИЕМ РАСХОДА, содержащее установленный между первыми входным и выходным патруб- ками первый регулирующий орган, соединенный с первым мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходом первого icoмандного прибора, камера отрицательной обратной связи которого соединена с первым (21) 3504171/18-24 (22) 25.10.82 (46) 23.12.83. Бюл. № 47 (72) В. А. Меняйло и Б. М. Павловский (71) Украинский государственный проектный и научно-исследовательский институт по газосяабжеяию, теплоснабжеяию и комплексному благоустройству городов и поселков Украины (53) 621.646.4 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 890370, кл. G 05 D 16/06, 1979.

2. Сладков С. П. Автоматизация и телемеханизация газового хозяйства. М., Стройиздат, 1977, с. 123 (прототип). выходяым патрубком, . отличающееся тем, что, с целью снижения автоколебаний и повышения экояомичности устройства, оио содержит второй командный прибор и установленный между вторыми входным и выходным патрубками второй регулирующий орган, соединенный с вторым мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходом второго командного прибора, камера отрицательной обратной связи которого соединена с вторым выходным патрубком, и установленяый между первым выходным и вторым входным патрубками газовый диод, причем в управляющей полости первого мембранного исполнительного механизма установлен ограничитель хода, регулирующего органа.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что газовый диод состоит иэ цилиндра, в котором установлены по ходу газа коническое сопло и комический рассекатель.

3. Устройство по п. l, отличающееся тем, что соотношение диаметров выходного отверстия конического сопла и основания конического рассекателя газового диода выполнено в диапазоне 0,75 — 1,25.

1062661!

Изобретение относится к техническим средствам автоматического регулирования и может быть использовано в городских системах распределения природного газа, Известно устройство для регулирования давления, содержащее установленный между входным и выходным патрубками регулирующий орган, соединенный с мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходным патрубком (1(.

Однако устройство входит в автоколебания при больших расходах газа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для регулирования давления, содержащее установленный между входным и выходным патрубками регулирующий орган, соединенный с мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходом командного прибора, камера отрицательной обратной связи которого соединена с выходным патрубком (2).

Недостатками известного устройства являются: неустойчивость его работы при резком изменении нагрузки, когда создаются режимы автоколебаний устройства, что приводит к нарушению бесперебойной подачи газа потребителю, и неэкономичность его работы, так как устройство не позволяет ограничивать расход при лимитированной подаче газа, что приводит к резкому ухудшению режимов работы системы газоснабжения.

Кроме того, устройство не снабжено ограничителем хода регулирующего органа на его закрытие, что увеличивает трудоемкость настройки при запуске и не обеспечивает нижний уровень подачи газа в случае отказа.

Целью изобретения является снижение автоколебаний и повышение его экономичности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования давления с ограничением расхода, содержащее установленный между первыми входным и выходным патрубками .первый регулирующий орган, соединенный с первым мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходом первого командного прибора, камера отрицательной обратной связи которого соединена с первым выходным патрубком, содержит второй командный прибор и установленный. между вторыми входным и выходным патрубками второй регулирующий орган, соедийенный с вторым мембранным исполнительным механизмом, управляющая полость которого соединена с выходом второго командного прибора, камера отрицательной обратной связи которого соединена- с вторым выходным патрубком и установленный между пер-. вым выходным и вторым входным патрубками газовый диод,,состоящий из цилиндра, в котором установлены по ходу газа коническое сопло и конический рассекатель. Причем в управляюшей полости первого мем-. бранного исполнительного механизма установлен ограничитель хода регулирующего органа. Соотношение диаметров выходного отверстия конического сопла и основания конического рассекателя, газового диода выполнено в диапазоне 0,75 — 1,25.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — схема ограничителя хода регулирующего органа; на фиг. 3 — схема газового диода; на фиг. 4— разрез А-А на фиг. 3.

Устройство состоит из двух регулирующих органов i и 2, соединенных с мембранными исполнительными механизмами (MHM)

3 и 4, причем регулирующий орган 1 соединен с МИМ 3 через шток 5, поджатый пружиной 6, а регулирующий орган 2 с МИМ 4 через шток 7. Регулирующие органы 1 и 2 установлены между входными и выходными патрубками: регулирующий орган — между входным 8 и выходным 9, а регулирующий орган 2 — между входным 10 и выходным 11. Управляющая полость 12 МИМ 3 соединена импульсной трубкой 13 с выходом командного прибора 14, 25 а управляющая полость 15 МИМ 4 импульсной трубкой 16 — с выходом командного прибора 17. Камера 18 отрицательной обратной связи командного прибора 14 соединена импульсной трубкой 19 с выходным патруб ком 9, а камера 20 — с выходным патрубком !1. Командные приборы 14 и 1.7 запитаны через импульсные трубки 21 — 23 от входного патрубка 8. Между выходным 9 и входным 10 патрубками установлен газовый диод 24, состоящий из цилиндра 25, в котором установлены по ходу газа коническое сопло 26 и конический рассекатель 27. В управляющей полости 12 МИМ 3 установлен ограничитель 28 хода регулирующего органа 1. Ограничитель 28 исключает случаи пслного прекращения подачи газа к регули-

40 рующему органу 2, существенно облегчая запуск устройства и обеспечивая нижний уровень подачи газа в случае отказа, например, при нарушении герметичности импульсной трубки 13.

Соотношение диаметров выходного от4> верстия конического сопла 26 и основания конического рассекателя 27 выполнено в диапазоне 0,75 — 1,25.

Командные приборы 14 и 17 содержат дросселирующие клапаны 29 и 30, расположенные в головках 31 и 32, к нижней части которых прикреплены мембранные коробки

33 и 34. с измерительными мембранами 35 и 36 и регулировочными стаканами 37 и 38 с пружинами 39 и 40. Полость 41 МИМ 4 соединена с выходным патрубком 11 импульс55 ной трубкой 42.

Для обеспечения устойчивой работы устройство снабжено демпфирующими дросселями 43 — 46.

1062661

Зля контроля давления Р1 перед входным патрубком 8 подключен манометр 47, для контроля давления Р„ перед входным патрубком 10 — манометр 48, для контроля давления Р после выходного патрубка 11— манометр 49, а для контроля расхода через устройство — дифференциальный . манометр 50.

Ограничитель 28 состоит из штока 51 с ручкой 52, уплотнительной резиновой прокладки 53, шайбы 54 и прижимной гайки 55.

Шток 51 имеет резьбу и ввинчивается в мембранную коробку 56.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент стаканы 37 и 38 командных приборов 14 и 17 находятся в положении полного расслабления регулируемых пружин 39 и 40. На входе устройства перед входным патрубком 8 есть входное давление Р,, а давление Р,„, Р и расход газа Q отсутствуют. При этом ограничитель

28 находится в верхнем положении.

Вращая ручку 52 и шток 51 ограничителя 28, переводят регулирующий орган в открытое положение. Перед входным патрубком 10 установится давление Р „р, равное Р,.

Для установления определенного давления Р необходимого потребителю, медленно ввертывают стакан 38 командного прибора 17, контролируя это давление по манометру 49. При достижении заданного значения давления Р прекращают настройку командного прибора 17. При этом может быть три режима по расходу. Первый: расход газа потребителя равен плановому значению. Второй: расход газа больше планового значения. Третий: расход газа меньше планового значения.

Положение ограничителя 28 выбирается следующим образом. Шток 51 вывинчивается, давая возможность регулирующему органу 1 закрыться. Как только установился расход на 15 — 20 /р меньше планового, положение штока 51 фиксируется прижимной гайкой 55.

Для восстановления расхода Q, равного заданному плановому значению, необходимо, ввертывая стакан 37 командного прибора 14, установить после регулирующего органа 1 такое давление Pjjp контролируя его по манометру 48, при котором расход газа потребителя станет равным плановому значению. В таком режиме давление за регулирующим органом I будет равно величине необходимого ограничительного давления Рщ и устройство в дальнейшем будет выполнять все свои функции. При установлении Р,г> с помощью командного прибора 14 и резких изменениях расхода газа потребителем могут возникнуть значительные колебания давления между регулирующими органами I и 2, что может нарушить устойчивую работу устройства.

Наличие газового диода 24 обеспечивает ослабление импульса давления, распростраияемого при изменении нагрузки в сторону, противоположную течению газа, за счет большого гидравлического сопротивления газового диода 24 в этом направлении. Малое сопротивление газового диода 24 в направлении движения газа обеспечивает ми10 нимальиые потери давления на нем.

При первом и втором режимах регулирующий орган 1, управляемый МИМ 3 и командным прибором 14, работает в нормальном режиме, поддерживая стабильное ограничительное давление Р гр при опре15 деленных колебаниях входного давления Р, в диапазоне

Рогр Pi Ртах где Рщ„— допустимое давление для данной сети подводящих газопроводов.

МИМ 4 при первом и втором режимах

20 оказывается в состоянии, когда его регулирующий орган 2 находится в верхнем положенин и представляет собой пассивный нерегулируемый дроссель.

При этом в момент возникновения перерасхода газа выше установленного значения

25 технологическое давление Р начинает уменьшаться, что нарушает режим работы газоиспользующих агрегатов потребителя. И только нри снижении расхода газа до велив .устройствах регулирования давления с ограничением расхода оценивается в диапазоне от нескольких десятков до сотни штук.

Ущербы в народном хозяйстве от недоподачи газа одним потребителям, вызванные нарушением лимитной дисциплины другими потребителями, оцениваются в сотни тысяч рублей для одного промышленного города в год. чины установленного планового значения давление Р автоматически восстанавливает- ся что является важным дисциплинирующйм фактором, т. е. за перерасход газа потребитель сам себя наказывает существенным ухудшением технологических режимов.

В третьем режиме оба регулирующие органы I и 2 работают в нормальных режимах, поддерживая стабильные выходные давления Р и Q при колебаниях давления

Р, в указанйых выше пределах и изменении

40 расхода газа потребителем практически от нуля до установленного планового значения.

Таким образом, предложенное устройство за счет поддержания заданной величины давления Рг перед регулирующим органом 2 позволяет ограничивать расход газа

4> отдельным потребителям сверх установленного лимита, В системах распределения природного газа средних и крупных городов потребность

l06266l

Составитель Е. Долгий, Редакгор О. Юрковенкая Текред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 10217/48 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Рвушска» наб., д. 4/5

Филиал ППП кПэтентэ, r. Ужгород, ул. Проектная, 4