Регулятор давления газа

 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах газоснабжения котельных и других промышленных и коммунальных объектах. Техническим результатом является повышение точности поддержания выходного давления в широком диапазоне изменения расхода газа за счет компенсации изменений усилия пружины задания сервопривода. Сущность изобретения: регулятор давления газа содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами, седло 4, регулирующий 5 и отсечной 17 клапаны, сервопривод, включающий корпус 6, в управляющей полости 8 которого расположен регулирующий орган в виде мембраны 9, закрепленной на корпусе 6 и подпружиненной пружиной 10, двуплечий рычаг 11, шток 12 и компенсационная пружина растяжения 13. 2 ил.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах газоснабжения котельных и других коммунальных объектов.

Известны пружинно-рычажные регуляторы давления газа [1] Недостатком таких регуляторов является изменение выходного давления с изменением расхода газа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство для регулирования давления газа [2] Устройство содержит корпус с входной и выходной камерами, между которыми последовательно расположено седло отсечного клапана, связанного с узлом установки этого клапана в открытое положение, и седло регулирующего клапана, шток которого связан с первым плечом двуплечего рычага, второе плечо которого связано с мембраной, нагруженной пружиной задания и образующей с корпусом управляющую полость, которая сообщена через импульсную трубку с выходной камерой.

Недостатком этой конструкции является изменение выходного давления с изменением расхода газа, обусловленное перемещением центра подпружиненной мембраны при изменении зазора клапана.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности поддержания выходного давления в широком диапазоне изменения расхода газа за счет компенсаций изменений усилия задающей пружины сервопривода при различных расходах.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор содержит компенсационную пружину растяжения, один конец которой соединен со вторым плечом двуплечего рычага, а второй конец соединен с корпусом на расстоянии от штока регулирующего клапана большем, чем расстояние от этого штока до оси поворота двуплечего рычага.

Анализ патентных информационных и каталожных материалов по регуляторам давления газа по фондам областной научно-технической библиотеки г.Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым.

Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по регуляторам давления газа по фондам областной научно-технической библиотеки г.Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым.

Кроме того, предлагаемый регулятор давления газа не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.

Практика эксплуатации регуляторов давления газа свидетельствует о том, что предлагаемое решение обладает промышленной полезностью.

На фиг.1 изображена схема регулятора; на фиг.2 представлены зависимости задающих усилий пружин от изменения расхода.

Регулятор давления газа (фиг.1) содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами, седло 4, регулирующий клапан 5 и отсечной клапан 17, сервопривод, состоящий из корпуса 6, и крышки 7, в управляющей полости 8 которого расположен регулирующий орган в виде мембраны 9, закрепленной на корпусе 6 и подпружиненной пружиной 10, двуплечего рычага 11, штока 12 и компенсационной пружины растяжения 13. Управляющая полость 8 сервопривода сообщена с нагрузкой за регулятором давления газа (не показано).

График 14 фиг. 2 характерен для пружинных регуляторов давления газа и состоит из двух участков: первый участок зона малых расходов (зона герметизации), когда регулирующий клапан 5 прижат к седлу 4, зазоры отрицательны и жесткость уплотнения регулирующего клапана 5 формирует усилие на мембране 9; второй участок зона рабочих расходов при положительных зазорах, когда усилие на мембране 9 формируется жесткостями пружины 10 и мембраны 9. График 15 образован компенсационной пружиной растяжения 13 и определяется усилием растяжения этой пружины и взаимным расположением пружины относительно оси вращения двуплечего рычага 11. График 16 характеризует суммарное усилие на мембране 9 от изменения расхода.

Регулятор давления газа работает следующим образом.

В исходном состоянии отсечной клапан 17 установлен с помощью узла установки (не показан) в открытое положение. Усилие от входного давления, действующее на регулирующий клапан 5, передается через шток 12 и двуплечий рычаг 11 на мембрану 9, суммируется с усилиями задания пружины 10 и мембраны 9 (график 14), а также с натяжением компенсационной пружины растяжения 13, формирующей вращающий момент относительно оси вращения двуплечего рычага 11 (график 15), и в установившемся режиме уравновешивается давлением газа в управляющей полости 8 сервопривода. Суммарное усилие, соответствующее данному расходу, определяется алгебраической суммой составляющих усилий (график 16). Давление в управляющей полости 8, а следовательно в нагрузке, определяется суммарным усилием и эффективной площадью мембраны 9.

При изменении расхода выходное давление изменяется, равновесие сил на мембране 9 нарушается, что приводит к ее перемещению и соответствующему изменению положения регулирующего клапана 5, восстанавливающему заданный уровень давления газа. Например, в случае увеличения расхода уменьшается давление в нагрузке, а следовательно и в управляющей полости 8, что приводит к перемещению мембраны 9 вниз. При этом усилие задающей пружины 10 уменьшается, а усилие от компенсационной пружины растяжения 13 увеличивается, так как увеличивается плечо приложения силы этой пружины к оси вращения двуплечего рычага 11, а суммарное усилие остается постоянным.

Таким образом, в рабочем диапазоне изменения расходов суммарное усилие будет стабилизировано, а следовательно будет стабилизировано и выходное давление.

Формула изобретения

РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА, содержащий корпус с входной и выходной камерами, между которыми последовательно расположены седло отсечного клапана, связанного с узлом установки этого клапана в открытое положение, и седло регулирующего клапана, шток которого связан с первым плечом двуплечего рычага, второе плечо которого связано с мембраной, нагруженной пружиной задания и образующей с корпусом управляющую полость, которая сообщена через импульсную трубку с выходной камерой, отличающийся тем, что он содержит компенсационную пружину растяжения, один конец которой соединен с вторым плечом двуплечего рычага, а другой конец соединен с корпусом на расстоянии от штока регулирующего клапана большем расстояния от этого штока до оси поворота двуплечего рычага.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2