Вихревой регулятор давления

Изобретение относится к газовой промышленности и может использоваться в системах транспортировки газа для редуцирования давления природного газа. Регулятор содержит подводящий трубопровод, соединенный каналом через узел регулирования потока газа с устройством температурного разделения, представляющим собой гофрированную трубу, гофры которой изготовлены по винтовой линии, выполненную в виде усеченного конуса, и через диафрагму - с отводящим трубопроводом, соединенным с пилотным устройством. Причем положительная обратная связь обеспечивается по "горячему" контуру каналом между трубопроводом и цилиндром температурного разделения, который содержит крестовину с профилированными лопатками, плавно выпрямляющими поток газа, и устройство перепуска "горячего" газа после крестовины в центр "холодного" вихря на оси цилиндра. Узел регулирования входного потока содержит два и более круглых сопла, равномерно расположенных по окружности, с установленными в них кольцами с переменной жесткостью стенки, эллиптического поперечного сечения, выполненных из эластичного материала, изменяемого проходного сечения. На конце устройства температурного разделения установлена головка с ребрами, выполненными в виде винта, содержащая в стенках каналы перепуска "горячего" газа, соединенные с оребренными трубками, спирально расположенными в канале вокруг цилиндра температурного разделения для обеспечения выхода перепускаемой части "горячего" газа из спиральных трубок через отверстия в корпусе регулятора в газовый эжектор, выходом соединенный с отводящим трубопроводом. Головка жестко закреплена со штоком, который, перемещаясь вдоль оси цилиндра температурного разделения, позволяет менять тем самым его длину. Узел регулирования выходного потока представляет собой эластичную трубу, установленную на выходе из цилиндра температурного разделения в тракте отводящего трубопровода и находящуюся под регулируемым давлением, что позволяет изменять проходное сечение диафрагмы. Технический результат: улучшение эксплуатационных характеристик регулятора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к газовой промышленности и может использоваться в системах транспортного газа для редуцирования давления природного газа на газораспределительных станциях (ГРС), газораспределительных пунктах (ГРП), в системах подготовки топливного и пускового газа компрессорных газоперекачивающих станций.

Известен вихревой регулятор давления газа с положительной обратной связью, содержащий подводящий трубопровод, соединенный с регулируемым тангенциальным соплом, соединенным с цилиндром температурного разделения и через диафрагму - с отводящим трубопроводом, соединенным с пилотным устройством. Между подводящим трубопроводом и цилиндром температурного разделения регулятор содержит винтовой канал, обеспечивающий положительную обратную связь по «горячему» контуру. Винтовой канал соединен с регулируемым по высоте тангенциальным соплом, обеспечивающим критическую скорость газа на срезе сопла. Цилиндр температурного разделения закрыт камерой торможения и содержит крестовину с плавно выпрямляющими поток газа профилированными лопатками и устройство перепуска «горячего» газа после крестовины в центр «холодного» вихря на оси цилиндра температурного разделения. Для более интенсивного перемешивания «горячего» и «холодного» потоков на оси цилиндра температурного разделения внутренняя поверхность устройства перепуска может быть выполнена в виде винтового канала. Положительная обратная связь по «горячему» контуру обеспечивается винтовым каналом между подводящим трубопроводом и цилиндром температурного разделения и позволяет нагревать входной газ от «горячей» стенки последнего, тем самым повышая температуру газа на выходе из регулятора [Патент РФ №2237918, МПК G05D 16/00, опубл. 10.10.2004].

Недостатком известного регулятора является невозможность поддержания минимальной разницы температур на входе и выходе регулятора, необходимой для предотвращения образования кристаллогидратов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является вихревой регулятор давления газа с положительной обратной связью, содержащий подводящий трубопровод, соединенный каналом через узел регулирования потока газа с цилиндром температурного разделения и через диафрагму - с отводящим трубопроводом, соединенным с пилотным устройством, причем положительная обратная связь обеспечивается по «горячему» контуру каналом между трубопроводом и цилиндром температурного разделения, который содержит крестовину с плавно выпрямляющими поток газа профилированными лопатками и устройство перепуска «горячего» газа после крестовины в центр «холодного» вихря на оси цилиндра, узел регулирования потока газа содержит как минимум два сопла, равномерно расположенных по окружности, и соответствующие им профилированные сопловые заслонки, установленные с возможностью поворота вокруг осей крепления для регулирования проходного сечения каждого сопла, а на «горячем» конце цилиндра температурного разделения установлена оребренная головка, содержащая в стенках каналы перепуска «горячего» газа, соединенные с трубками, расположенными в канале вокруг цилиндра температурного разделения для обеспечения выхода перепускаемой части «горячего» газа из цилиндра в газовый эжектор, выходом соединенный с отводящим трубопроводом [Патент РФ №2282885, МПК G05D 16/00, опубл. 27.08.2006].

Недостатком известного регулятора является невозможность поддержания необходимой температуры на выходе из регулятора, необходимой для предотвращения образования кристаллогидратов и создания условий изотермического дросселирования.

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик регулятора, таких как температура газа на выходе из регулятора, необходимая для предотвращения образования кристаллогидратов и создания условий изотермического дросселирования, за счет изменения соплового ввода в устройство температурного разделения, изменения самого устройства температурного разделения, а также введения дополнительных регулировочных узлов в отличие от прототипа.

Поставленная задача решается вихревым регулятором давления газа с положительной обратной связью, содержащим подводящий трубопровод, соединенный каналом через узел регулирования потока газа с устройством температурного разделения и через диафрагму - с отводящим трубопроводом, соединенным с пилотным устройством, причем положительная обратная связь обеспечена по "горячему" контуру каналом между трубопроводом и устройством температурного разделения, который содержит крестовину с плавно выпрямляющими поток газа профилированными лопатками и устройство перепуска "горячего" газа после крестовины в центр "холодного" вихря на оси цилиндра, узел регулирования потока содержит как минимум два сопла, равномерно расположенных по окружности, а на «горячем» конце цилиндра температурного разделения установлена оребренная головка, содержащая в стенках каналы перепуска «горячего» газа, соединенные с трубками, расположенными в канале вокруг устройства температурного разделения для обеспечения выхода перепускаемой части «горячего» газа из устройства температурного разделения в газовый эжектор, выходом соединенный с отводящим трубопроводом, согласно изобретению сопла выполнены круглыми, с установленными в них кольцами изменяемого проходного сечения, выполненными из эластичного материала переменной жесткости, при этом поперечное сечения кольца представляет собой эллипс, а устройство температурного разделения выполнено в виде гофрированной трубы изменяемой длины, имеющей вид усеченного конуса, гофры которой изготовлены по винтовой линии, оребренная головка жестко закреплена со штоком, с возможностью перемещения вдоль оси устройства температурного разделения, изменяя тем самым длину устройства температурного разделения, при этом ребра у оребренной головки выполнены винтовыми, а трубки, соединенные с каналами перепуска «горячего» газа, выполнены в виде спиральных оребренных трубок.

Кроме того, согласно изобретению, введен узел регулирования выходного потока, который представляет собой трубу, выполненную из эластичного материала, изменяемого проходного сечения, установленную по тракту отводящего трубопровода.

Выполнение на входе устройства температурного разделения узла регулирования потока газа с как минимум двумя круглыми соплами позволяет добиться равномерного распределения вихревого потока в устройстве температурного разделения, что повышает эффективность температурной стратификации в нем. Установка в сопла колец изменяемого проходного сечения, выполненных из эластичного материала переменной жесткости, поперечное сечение которых представляет собой эллипс, позволяет регулировать расход газа, проходящего через регулятор, при этом увеличивая температурную стратификацию в устройстве температурного разделения, и, как следствие, температуру на выходе из регулятора. Выполнение устройства температурного разделения в виде гофрированной трубы изменяемой длины, имеющей вид усеченного конуса, гофры которой изготовлены по винтовой линии, позволяет обеспечить заданные температуру и давление на выходе из регулятора. Выполнение на выходе из регулятора узла регулирования выходного потока, который представляет собой трубу, выполненную из эластичного материала, изменяемого проходного сечения, установленную по тракту отводящего трубопровода, позволяет добиться равномерного распределения перепадов давления в проточной части регулятора, что повышает эффект температурного разделения и коэффициент положительной обратной связи в нем. Кроме того, наличие вокруг цилиндра температурного разделения оребренных трубок для обеспечения перепуска части «горячего» газа из цилиндра на выход регулятора увеличивает площадь теплообменной поверхности, что в свою очередь обеспечивает дополнительный подогрев входного газа, а также позволяет добиться оптимального соотношения расходов «горячего» и «холодного» потоков газа в регуляторе для обеспечения их максимально возможной смесевой температуры. Таким образом удается поддерживать необходимую разницу температур газа на входе и выходе регулятора, предотвращая образование кристаллогидратов и тем самым улучшая его эксплуатационные характеристики.

Существо изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема вихревого регулятора давления газа, на фиг.2 - разрез регулятора в области оребренной головки, на фиг.3 - принципиальная схема узла регулирования потока газа.

Вихревой регулятор давления газа (фиг.1) содержит подводящий трубопровод 1, соединенный каналом 2 через узел регулирования потока газа 3 с устройством температурного разделения 4 и через диафрагму 5 - с отводящим трубопроводом 6, соединенным с пилотным устройством 7. Положительная обратная связь обеспечивается по «горячему» контуру каналом 2 между трубопроводом 1 и устройством температурного разделения 4, который содержит крестовину 8 с плавно выпрямляющими поток газа профилированными лопатками и устройство перепуска 9 «горячего» газа после крестовины 8 в центр «холодного» вихря на оси цилиндра 4. На «горячем» конце цилиндра температурного разделения 4 установлена оребренная головка 10, штоком 11 жестко закрепленная с первым устройством регулирования 12, содержащая в стенках каналы 13 (фиг.2) перепуска «горячего» газа, соединенные с оребренными трубками 14, расположенными в канале 2 вокруг устройства температурного разделения 4 для обеспечения выхода перепускаемой части «горячего» газа из устройства 4 в газовый эжектор 15, выходом соединенный с отводящим трубопроводом 6. Узел регулирования входного потока газа 3 (фиг.3) содержит как минимум два круглых сопла 16, равномерно расположенных по окружности, и установленные в них кольца 17, поперечное сечение которых представляет собой эллипс, выполненные из эластичного материала переменной жесткости, например резины, связанные со вторым устройством регулирования 18, установленные с возможностью изменения проходного сечения каждого из колец. Устройство регулирования выходного потока газа (фиг.1) представляет собой трубу 19, выполненную из эластичного материала, изменяемого проходного сечения, установленную по тракту отводящего трубопровода 6, и соответствующее ей пилотное устройство 7 для регулирования проходного сечения.

Регулятор работает следующим образом. Из подводящего трубопровода 1 газ поступает в канал 2, где по мере движения к узлу регулирования потока 3 нагревается от оребренной головки 10, наружной стенки устройства температурного разделения 4 и оребренных трубок 14. Далее газ через равномерно расположенные сопла 16 узла регулирования потока газа 3, обеспечивающие вихревую закрутку потока, поступает в устройство температурного разделения 4, длина которого регулируется первым устройством регулирования 12, где происходит его разделение на «горячий», двигающийся по периферии устройства температурного разделения 4 к крестовине 8 поток, и «холодный» поток, двигающийся по оси устройства температурного разделения 4 от крестовины 8 к диафрагме 5. Наличие в узле регулирования потока газа нескольких сопел обеспечивает равномерный ввод потока в устройство температурного разделения и тем самым увеличивает эффект температурного разделения в нем. «Горячий» поток, пройдя крестовину 8, плавно выпрямляется на профилированных лопатках и разделяется на два потока. Первый поток (80-95% по массовому расходу) через устройство перепуска «горячего» газа 9 направляется в центр «холодного» потока, смешиваясь с ним, тем самым повышая температуру газа на выходе из диафрагмы 5. Второй поток поступает в каналы перепуска 13 «горячего» газа оребренной головки 10, проходит по оребренным трубкам 14, при этом отдавая часть тепла входному газу, и далее направляется в газовый эжектор 15, откуда попадает в отводящий трубопровод 6, где труба 19, выполненная из эластичного материала, регулирует поток, создавая перепады давления в устройстве энергоразделения и на сопловом вводе, обеспечивая интенсивное перемешивание, повышая температуру газа на выходе из регулятора.

Таким образом обеспечивается необходимая температура газа на выходе регулятора. Второе устройство регулирования 18 управляет величиной давления во внутренней полости полых колец 17, выполненных из эластичного материала, обеспечивая регулирование величины проходного сечения сопел в зависимости от давления выходного потока для поддержания его величины и величины расхода газа на определенном уровне. А пилотное устройство 7 управляет величиной давления во внутренней полости трубы 19, выполненной из эластичного материала, обеспечивая регулирование величины проходного сечения отводящего трубопровода в зависимости от перепадов давления в проточной части регулятора для поддержания температуры на определенном уровне.

1. Вихревой регулятор давления газа с положительной обратной связью, содержащий подводящий трубопровод, соединенный каналом через узел регулирования потока газа с устройством температурного разделения и через диафрагму - с отводящим трубопроводом, соединенным с пилотным устройством, причем положительная обратная связь обеспечена по "горячему" контуру каналом между трубопроводом и устройством температурного разделения, который содержит крестовину с плавно выпрямляющими поток газа профилированными лопатками и устройство перепуска "горячего" газа после крестовины в центр "холодного" вихря на оси цилиндра, узел регулирования потока содержит как минимум два сопла, равномерно расположенных по окружности, а на «горячем» конце цилиндра температурного разделения установлена оребренная головка, содержащая в стенках каналы перепуска «горячего» газа, соединенные с трубками, расположенными в канале вокруг устройства температурного разделения для обеспечения выхода перепускаемой части «горячего» газа из устройства температурного разделения в газовый эжектор, выходом соединенный с отводящим трубопроводом, отличающийся тем, что сопла выполнены круглыми, с установленными в них кольцами изменяемого проходного сечения, выполненными из эластичного материала переменной жесткости, при этом поперечное сечение кольца представляет собой эллипс, а устройство температурного разделения выполнено в виде гофрированной трубы изменяемой длины, имеющей вид усеченного конуса, гофры которой изготовлены по винтовой линии, оребренная головка жестко закреплена со штоком с возможностью перемещения вдоль оси устройства температурного разделения, изменяя тем самым длину устройства температурного разделения, при этом ребра у оребренной головки выполнены винтовыми, а трубки, соединенные с каналами перепуска «горячего» газа, выполнены в виде спиральных оребренных трубок.

2. Вихревой регулятор давления газа с положительной обратной связью по п.1, отличающийся тем, что введен узел регулирования выходного потока, который представляет собой трубу, выполненную из эластичного материала, изменяемого проходного сечения, установленную по тракту отводящего трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах водоснабжения и других. .

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано для автоматического регулирования давления газа, преимущественно в пневмосистемах с повышенными требованиями по виброшумовым характеристикам.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для применения в качестве запорно-очистительной арматуры на трубопроводах сети холодного или горячего водоснабжения, газовой сети и т.д.

Изобретение относится к устройствам для регулирования давления неагресивных газов (природный газ, сжатый воздух, азот и другие) и может быть использовано как в газовой, так и в других областях промышленности.

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для стабилизации заданного уровня тяги двигателей коррекций движения космического аппарата.

Изобретение относится к средствам для регулирования потоков текучей среды и направлено на упрощение конфигурирования регулятора в различных условиях использования и эксплуатации, что обеспечивается за счет того, что согласно изобретению направляющая штока содержит тело, имеющее отверстие для ввода, с возможностью перемещения со скольжением, штока клапана, и наружную поверхность, на которой размещены периферийные уплотнения, обеспечивающие установку, с возможностью извлечения, тела направляющей в канал корпуса регулятора и согласование указанного тела по положению с корпусом регулятора или с клапаном.

Изобретение относится к газовым регуляторам, снабженным регулирующим клапаном со съемным клапанным портом, и направлено на повышение удобства эксплуатации и максимизацию пропускной способности регулятора при заданном выходном давлении, что обеспечивается за счет того, что устройство согласно изобретению содержит клапанный корпус, несущий клапанный порт, который задает канал, сужающийся от входной к выходной части

Изобретение относится к технике физико-химических процессов, включая проведение реакций, приготовление растворов, эмульсий, может быть использовано в качестве стенда в научно-исследовательских работах и в промышленных технологиях

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации технологических процессов транспорта природного газа по газопроводам и предназначено для автоматического управления клапаном-регулятором с электроприводом

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах водоснабжения и других

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты, включающему стадии: взаимодействия метанола с монооксидом углерода в реакционной среде, содержащей воду, йодистый метил и метилацетат в присутствии катализатора карбонилирования на основе металла VIII группы; выделения продуктов указанной реакции в летучую фазу продукта, содержащую уксусную кислоту, и менее летучую фазу; дистиллирования указанной летучей фазы в аппарате дистилляции для получения очищенного продукта уксусной кислоты и первого верхнего погона, содержащего йодистый метил и ацетальдегид; конденсации, по меньшей мере, части указанного верхнего погона; измерения плотности указанного сконденсированного первого верхнего погона; определение относительной концентрации йодистого метила, ацетальдегида или обоих в первом верхнем погоне на основании измеренной плотности; и регулирования, по меньшей мере, одного регулирующего технологического параметра, связанного с дистилляцией указанной летучей фазы, в качестве ответной реакции на указанную относительную концентрацию. Изобретение также относится к способу получения уксусной кислоты, включающему стадии: взаимодействия метанола с монооксидом углерода в реакционной среде, содержащей воду и йодистый метил в присутствии катализатора карбонилирования на основе металла VIII группы; осуществления паражидкостного разделения в указанной реакционной среде для получения паровой фазы, содержащей уксусную кислоту, йодистый метил, ацетальдегид и воду, и жидкой фазы; дистиллирования указанной паровой фазы в аппарате дистилляции для получения очищенного продукта уксусной кислоты и, по меньшей мере, первого верхнего погона, содержащего ацетальдегид и йодистый метил; конденсации указанного первого верхнего погона; экстракции указанного первого верхнего погона с водой для получения рафината, содержащего йодистый метил и водный экстракт; измерения плотности, по меньшей мере, одного потока, выбранного из группы, состоящей из указанного первого верхнего погона, указанного рафината и указанного водного экстракта; определение относительной концентрации йодистого метила, ацетальдегида или обоих в по меньшей мере указанном верхнем погоне, указанном рафинате и указанном водном экстракте на основании измеренной плотности; и регулирования, по меньшей мере, одного регулирующего технологического параметра, связанного с или дистилляцией указанной паровой фазы или экстракцией указанного первого верхнего погона, в качестве ответной реакции на указанную относительную концентрацию. Способ управления процессом разделения с целью удаления перманганатных восстановленных соединений из технологического потока в ходе процесса карбонилирования метанола, включающий стадии измерения плотности потока, содержащего ацетальдегид и йодистый метил, и вычисление относительных концентраций ацетальдегида и йодистого метила в потоке, позволяет регулировать параметры процесса дистилляции или экстракции на основе измеренной плотности или рассчитанных из нее одной или нескольких относительных концентраций. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области энерготехнологий, в частности, промышленных печей и котельных агрегатов. Способ включает задание требуемого давления в рабочем пространстве агрегата, измерение давления в рабочем пространстве агрегата, сравнение измеренного значения с заданным и формирование управляющего воздействия на шибер или заслонку в дымовом тракте. После измерения давления в рабочем пространстве агрегата измеряют концентрацию кислорода в отходящих дымовых газах, расход топлива и коэффициент избытка воздуха по соотношению "топливо - воздух для горения", после чего определяют величину подсосов атмосферного воздуха в рабочее пространство агрегата по формуле: G п = G г [ С к V 0 0,21 − C к − ( α − 1 ) L 0 ] , где Gп - объем подсосов атмосферного воздуха, м3/ч; Gг - расход топлива, м3/ч; Ск - концентрация кислорода в продуктах сгорания, объемные доли; α - коэффициент избытка воздуха по соотношению "топливо - воздух для горения"; L0 и V0 - теоретически необходимое для горения 1 м3 топлива количество воздуха и теоретический выход продуктов сгорания на 1 м3 топлива соответственно, м3/м3, и корректируют задание требуемого давления в рабочем пространстве агрегата до достижения величины объема подсосов атмосферного воздуха Gп, равной нулю. Использование изобретения обеспечивает снижение расхода топлива и повышение теплового КПД. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к устройствам, регулирующим поток текучей среды. Сущность: регулятор давления газа снабжен приводом, регулирующим клапаном и устройством нагрузки давлением. Устройство нагрузки давлением обеспечивает нагрузку давлением на поверхность мембраны привода, противодействующее выходному давлению на противоположную сторону мембраны, которое контролируется регулятором. При изменении выходного давления мембрана смещается, передвигая управляющий элемент в целях регулирования выходного давления, а устройство нагрузки давлением поддерживает заданное давление. Регулятор давления может включать регулирующий запорный механизм, компенсирующий силу входного давления на управляющий элемент. Технический результат: увеличение эффективности стандартных регуляторов давления газа. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам, регулирующим поток текучей среды. Сущность: регулятор давления газа снабжен приводом, регулирующим клапаном и устройством нагрузки давлением. Устройство нагрузки давлением обеспечивает нагрузку давлением на поверхность мембраны привода, противодействующее выходному давлению на противоположную сторону мембраны, которое контролируется регулятором. При изменении выходного давления мембрана смещается, передвигая управляющий элемент в целях регулирования выходного давления, а устройство нагрузки давлением поддерживает заданное давление. Регулятор давления может включать регулирующий запорный механизм, компенсирующий силу входного давления на управляющий элемент. Технический результат: увеличение эффективности стандартных регуляторов давления газа. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к автоматической комбинированной микропроцессорной системе регулирования давления в пневматической системе тягового транспортного средства. Автоматическая комбинированная система содержит компрессор, датчик расхода воздуха из пневматической системы, датчик температуры всасываемого воздуха и датчик давления всасываемого воздуха. Компрессор соединен с валом теплового двигателя посредством планетарной коробки перемены передач. Планетарная коробка перемены передач содержит фрикционы. Фрикционы соединены с тремя органами управления фрикционами. Компрессор связан с управляющим устройством. Датчик давления воздуха в пневматической системе связан с первым сравнивающим устройством. Датчик давления всасываемого воздуха связан с четвертым сравнивающим устройством. Датчик расхода воздуха из пневматической системы и датчик температуры всасываемого воздуха связаны со вторым и третьим сравнивающими устройствами посредством первого и второго устройств коррекции статических характеристик этих датчиков. Первое, второе, третье и четвертое сравнивающие устройства связаны соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым задающими устройствами и с устройством суммирования. Устройство суммирования связано с управляющим устройством привода компрессора. Технический результат заключается в повышении надежности. 10 ил.

Изобретение относится к системам мониторинга давления, а конкретнее к системам мониторинга давления с несколькими реле давления в общем корпусе. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы мониторинга давления. Система мониторинга давления содержит корпус, отверстие в гидросистеме, выполненное в корпусе, первое реле давления, расположенное внутри корпуса и имеющее гидравлическую связь с отверстием в гидросистеме, и второе реле давления, расположенное внутри корпуса и имеющее гидравлическую связь с отверстием в гидросистеме. Способ построения системы мониторинга давления содержит этапы, на которых: устанавливают первое реле давления внутри корпуса так, чтобы первое реле давления находилось в гидравлической связи с отверстием в гидросистеме, и устанавливают второе реле давления внутри корпуса так, чтобы второе реле давления находилось в гидравлической связи с отверстием в гидросистеме. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и может использоваться в системах транспортировки газа для редуцирования давления природного газа

Наверх