Газовый редуктор

 

< 911485

Союз Советски н

Социалистические

Республик

ОПИСАНИЙ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) 3asemeeo 2 1.1 279 (21)28gr 395/18-24 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 070382. Бюллетень М9

Дата опубликования описания 080382 (51)М. Кл.

r, 05 В 16/06

Гееудерственный комитет

СССР (53) УДК 621-525 (088. 8) до делам нзебретеннй и еткрытнй (72) Авторы изобретения

И.П.Елаев, В.К.Дейкун, А.Н.Казанский, Н.М.Капранов и Г.И.Родинкова

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский

1 институт автогенного машиностроения 1 е:

1 (71) Заявитель (54) ГАЗОВЫЙ РЕДУКТОР

Изобретение относится к устройствам снижения давления газов и стабилизации выходного рабочего давления и может быть применено при высоких уровнях давлений и больших расходах газа.

Известны газовые редукторы, со держащие основной редуктор и пусковой редуктор для задания уровня управляющего давления (1).

1О

Ввиду того, что управляющее давление в подмембранной полости основного редуктора практически постоянное точность стабилизации рабочего давления определяется площадью чувствительного элемента мембраны основного редуктора, при прекращении отбора газа изменение рабочего давления может превышать на порядок величину изменения рабочего давления на расходном режиме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является га= зовый редуктор, содержащий основной редуктор с управляющей камерой и рабочей камерой, соединенной с выходным трубопроводом, пусковой редуктор с пружиной задания, управляющей камерой, рабочей камерой и входной камерой, подключенной к входному трубопроводу, и регулятор, выполненный с соплом питания, соединенным с рабочей камерой пускового редуктора, соплом сброса, камерой обратной связи (2).

К недостаткам этого устройства относится существенная погрешность стабилизации рабочего давления иэ-за значительной жесткости регулирующей пружины регулятора.

Целью изобретения является повышение точности поддержания выходного давления.

Указанная цель достигается тем, что в известном газовом редукторе, содержащем основной редуктор с управляющей камерой и рабочей камерой, соединенной с выходным трубопроводом,пус" ковой редуктор с пружиной задания, 3 91148 управляющей камерой, рабочей камерой и входной камерой, подключенной к входному трубопроводу, и регулятор, выполненный с соплом питания, соеди. ненным с рабочей камерой пускового

Ю редуктора, соплом сброса, камерами обратной связи, соединенными через инерционные звенья с межсопловой камерой редуктора и с управляющей камерой основного редуктора, регулятор снабжен задающей камерой, соединенной с управляющей камерой пускового редуктора, усковой редуктор снабжен подпружиненными клапанами, один из которых соединен с рабочей и управ"

1ляющей камерами пускового редуктора, а второй с управляющей камерой пускового редуктора и с атмосферой.

Кроме того, сопла питания и сброса регулятора расположены соосно, причем сопло сброса соединено с межсопловой камерой и камерой отрицательной обратной связи, Новым является также выполнение газового редуктора с двумя нормально закрытыми электропневмоклапанами, один из которых установлен между рабочей и управляющей камерами пускового редуктора, а другой - на выходе иэ управляющей камеры пускового редуктора в атмосферу.

На чертеже изображена пневматическая схема газового редуктора, отражающая связи между основными устройствами редуктора.

Газовой редуктор включает основной редуктор 1, пусковой редуктор 2 и регулятор 3.

Основной редуктор 1 состоит иэ ра" юо бочей 4 и управляющей 5 камер, разделенных мембраной 6. Усилие мембраны 6 передается на клапан 7 через толкатель

8. Клапан 7 прижимается к седлу 9 запорной пружиной 10. Газ к редуктору

15 подается через входной трубопровод 11, а через выходной трубопровод 12 поступает к потребителю.

Пусковой редуктор 2 состоит из рабочей 13 и управляющей 14 камер, разделенных мембраной 15.Усилие мембраны -. 5в

15 передается на клапан 16 через толкатель 17. Клапан 16 прижимается к седлу 18 запорной пружиной 19 и от.жимается от седла пружиной 20 задания, размещеннои в управляющей ка 55 мере 14 и предназначенной для установки в рабочей камере 13 начального уровня давления.

4

Управление клапанами 2 1 и 22 (т.е. повышение и понижение давления в камере 14)выполняется передаточным механизмом 23.

Регулятор 3 состоит из камер отрицательной обратной связи 24 и задающей 25, разделенных мембраной 26, межсопловой камеры 27 и корректирующих камер 28- 29, разделенных мембранйым блоком 30. В камере 27 установлены входное сопло (питания ) 31 и сопло 32 сброса. Иежсопловая камера 27 наполняется через входное сопло 31 и опоражнивается через сопло 32. Клапан 3 прижимается к соплу 31 запорной пружиной 34. При отсутствии зазора между клапаном 33 и входным соплом 3 l, зазор между клапанам 35 и соплом 32 максимальный. Усилие мембраны 26 через клапан 35, передаточный механизм 36 передается на клапан 33 и мембранный блок 30. При этом перемещения клапанов 33 и 35 равнозначны, а за— воры, образованные ими между соплами

31 и 32 соответственно), обратно пропорциональны друг другу. Трубка 37 коммутирует рабочую камеру 13 пускового редуктора 2 с входным соплом

31 регулятора 3. Трубка 38 коммутирует управляющую камеру 14 пускового редуктора 2 с задающей камерой 25 регулятора 3. Трубка 39 коммутирует рабочую камеру 4 основного редуктора 1 с камерой отрицательной обратной связи 24 регулятора 3. Трубка 40 коммутирует управляющую камеру 5 основного редуктора 1 с межсопловой камерой 27 регулятора 3. Трубки 41 и 42 коммутируют управляющую камеру 5 и межсопловую камеру 27 с корректирующими камерами 28 и 29.

Пневматическая связь между камерами 13 и 14 выполнена через клапан 21 и нормально закрытой электропневмоклапан 43, предназначенные для наполнения камеры 14. Подпружиненный клапан 22 и нормально закрытый электропневмоклапан 44 предназначены для опорожнения камеры 14.

Устройство работает. следующим образом.

При подаче газа во входной трубопровод 11 в рабочую камеру 4 основного редуктора газ не поступает, так как клапан 7 прижат к седлу 9 запор.ной пружиной 10. В рабочую камеру 13 пускового редуктора гаэ поступает, так как пружина 20 настроена на начальный уровень давления. В межсопло5 91148 вую камеру 27 регулятора газ не поступает, так как клапан 33 прижат к входному соплу 31 запорной пружиной

34. В управляющую камеру 14 пускового редуктора газ не поступает, так как клапан 21 и электропневмоклапан 43 . закрыты.

Режим установки рабочего давления, Для поступления газа в рабочую камеру 4 основного редуктора 1 и к потребителю необходимо отжать клапан

7 от седла 9 путем подачи газа в управляющую камеру 5. Поэтому для установки заданного уровня рабочего давления редуктора передаточным меха- 15 низмом 23 открывают клапан 21 или включают электропневмоклапан 43 и газ из камеры 13 перетекает в камеры 14 и 25. Увеличение давления в камере 14 приводит к перемещению мембраны 15 и через толкатель 17 клапана 16. Отжатие клапана 16 от седла 18 открывает доступ газа в рабочую камеру 13 и приводит к росту давления в камерах 13, 14 и 25. Возраста- 25 ние давления в задающей камере 25 регулятора 3 до уровня, обеспечивающего отжатие клапана 33 от входного сопла 31, открывает доступ газа в межсопловую камеру 27 и через трубку 5В

40 в управляющую камеру 5 основного редуктора l. Возрастание давления в камере 5 приводит к перемещению мембраны 6 и через толкатель 8 клапана

7, Отжатие клапана 7 от седла 9 открывает доступ газа в рабочую камеру и к потребителю.

В этом режиме до установления тре" буемой величины рабочего давления редуктора клапан 21 или электропневмо- 4 клапан 43 удержиьают открытым.

При поступлении газа потребителю давление в управляющей камере 5 превышает рабочее давление в камере 4 (на величину силы сжатия пружины 10, 45 в свою очередь зависящей от расхода газа1, что обеспечивается соответствующим распределением расходов газа через сопла 31 и 32, т.е. соответствующим перемещением клапанов 33 и 35 согласно усилию на мембране 26; так как мембранный блок 30 в установившемся режиме уравновешен.

Режим стабилизации рабочего давления. ,55

Например, при увеличении по каким- либо причинам рабочего давления про" исходит перемещение мембран 6 и 26: мембран 6 — в сторону закрытия седла

5 6

9, а мембраны 26 - e сторону закрытия сопла 31 и отверстия сопла 32. Перемещение мембраны 6 при увеличении рабочего давления приводит к падению давления в рабочей камере 4, однако большее изменение давления происходит вследствие того, что давление в управляющей камере 5 падает, сообщая дополнительное перемещение мембране 6. Дав.ление в управляющей камере 5 падает эа счет уменьшения притока газа через входное сопла 31 и увеличения сброса через сопла 32 из межсопловой камеры 27, а следовательно, и из управляющей камеры 5.

Изменение давления в управляющей камере продолжается до установки заданного уровня рабочего давления.

При уменьшении рабочего давления регулирующие воздействия имеют противоположное описанному направление.

Большая эффективность регулирующего воздействия за счет изменения давления в управляющей камере 5 объясняется тем, что чувствительность регулятора

3 к изменению рабочего давления выше чувствительности основного редуктора,.

Необходимо отметить, что и изменение давления в рабочей камере 13 пускового редуктора 2 компенсируется регулятором, так как величина давления в за" дающей камере 25, с которой сравнивается рабочее давление редуктора, остается неизменной.

К дополнительным преимуществам предлагаемого устройства относится по вышение чувствительности регулятора при прежней площади чувствительного элемента за счет снижения жесткости упругих элементов. Повышение чувствительности регулятора позволяет существенно уменьшить и площадь мембраны основного редуктора без снижения точности стабилизации рабочего давле" ния. Это особенно выгодно при изготовлении крупногабаритных газовых редукторов на расходы сотни тысяч метров кубических в час. Соосное расположение сопел регулятора упрощает конструкцию, снижает требования к точности установки мембран, повышает надежность эа счет исключения уплат" нения подвижных частей регулятора, расширяет возможности корректирующего узла.

Связь управляющей камеры пускового редуктора с задающей камерой регулятора и наличие электропневмоклапанов для наполнения и опорожнения

91148 этих камер позволяет автоматизировать работу редуктора.

Формула изобретения

° 5

1. Газовый редуктор, содержащий основной редуктор с управляющей камерой и рабочей камерой, соединенной с выходным трубопроводом, пусковой редуктор с пружиной задания, управляющей камерой, рабочей камерой и входной камерой, подключенной к входному трубопроводу, и регулятор, выполненный с соплом питания, соединенным с рабочей камерой пускового редуктора, соплом сброса, камерами обратной связи, соединенными через инерционные звенья с межсопловой камерой регулятора и с управляющей каме рой основного редуктора, о т л и ч а- 20 ю шийся тем, что, с целью повы- . шения точности поддержания выходного давления, регулятор снабжен задающей камерой с управляющей камерой пусково го редуктора, пусковой редуктор снаб- 2$ жен подпружиненными клапанами, один из которых соединен с рабочей и г управляющей камерами пускового ре" дуктора, а другой — с управляющей камерой пускового редуктора и с атмосферой.

2. Редуктор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сопла питания и сброса регулятора расположены соосно, причем сопло сброса соедийено с межсопловой камерой и камерой отрицательной обратной связи.

3. Редуктор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в нем установлены два нормально закрытых электрьпневмоклапана, один из которых размещен между. рабочей и управляющей камерами пускового редуктора, а другойна выходе из управляющей камеры пускового редуктора в атмосферу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Машины, установки и аппаратура для газоплазменной обработки металлов. Каталог, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1977, с.70 " Редуктор ДКР-6000У".

2. "Reduxi Compteuers Schlumbergen

Division Gas", Каталог, Paris, Nov.

74 г., N 1, 2202А (прототип) .