Поплавковый регулятор давления газа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик рл9283:15 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11.06,80 (2() 2940611/18-24 с присоединением заявки Й9 (511М. К .

С 05 0 16/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15 05.82, бюллетень М18

Дата опубликования описания 15.05.82

{53) УДК621.646.4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Л. Луньков и В.д. Рукавицы (71) Заявитель (54) ПОПЛАВКОВЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к автоматй- ке и может быть использовано, в частности, в системах автоматического регулирования давления газов в электролизной установке для получе- ния водорода и кислорода.

Известна электролизная установка для получения водорода и кислорода, содержащая электролизер, мембранные регуляторы давления прямого действия и блок автоматической защиты от аварийных перепадов давления, включающий отсечные поплавковые устройства. В этой установке перепад давления между водородом и кислородом регулируется мембранными регуляторами, а поплавковые устройства используются только для отсечки в аварийных режимах (1)..

Недостатком такой установки яв" ляется сложность, связанная с применением большого числа регуляторов.

Известно также устройство для регулирования давления газов в диафрагменном .электролизе, содержащее гидравлические регуляторы давления с поплавковыми .клапанами и регулятор перепада давления в виде эластичной емкости. Регулятор перепада давления осуществляет тонкое регулирование перепада, а грубое регулирование выполняется гидравлическими регуляторами с поплавковыми клапанами (2).

Недостатксм этого устройства является низкая надежность поплавковых клапанов, склонных к заклиниванию в закрытом состоянии.

Наиболее близким к изобретению является поплавковый регулятор давления, используемый в электролизной установке для получения водорода и кислорода под давлением. Регулятор содержит герметизированный корпус, барботажную трубу и регулирующий поплавок, жестко связанный с конусным штоком, который сопряжен с седлом. Два поплавковых регулятора, соединенные переточной трубой с соответствующими промывателями газов и друг с другом, осуществляют компенсацию перепада давлений в водородном и кислородном коллекторах.

Так при снижении давления в любом

25 цеховом коллекторе поднимается уровень воды в соответствующем поплав" ковом регуляторе и конусный шток перекрывает выход для газа пока давленце газов в обоих промывателях не

ЗО сравнивается Г31.

928315

Недостаток регулятора состоит в заклинивании конусного штока в седле клапана при резких колебаниях давления в газовых коллекторах. Это существенно снижает надежность регулятора и может вызвать следующие ава- 5 рийные ситуации. Так как заклинивание штока происходит при закрытом положении клапана, в регуляторах увеличивается перепад давлений между водородом и кислородом. При дости-10 жении установленногопредела перепада давлений (200-300 мм водяного столба) . срабатывает автоматическая система защиты, отключающая электролиэер, что снижает производительность уста- 15 новки. В случае отказа (несрабатывания) системы защиты происходит вытеснение газа из регулятора с большим давлением через переточную трубу в другой регулятор, что приводит к образованию взрывоопасной смеси водОрода с кислородом. Водородно-кислородные смеси в аппаратах электролиэной установки взрываются даже при отсутствии видимого импульса (искры, удара и т.п.) .

Цель изобретения — повышение надежности поплавкового регулятора давления газа.

Указанная цель достигается тем, что поплавковый регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и установленный в нем поплавок, жестко связанный через шток с конусным клапаном, установленным в выходном патрубке, содер-35

55 ти в корпусе 1. В таком режиме шток

4 с конусным клапаном 5 свободно перемещается в отверстии рычага 9. 60

Рычаг 9 не препятствует подъему поФормула изобретения

Поплавковый регулятор давления

65 газа, содержащий корпус с входным и жит дополнительный поплавок, связанный с шарнирно закрепленным в корпусе рычагом, в отверстии которого установлен шток.

На чертеже изображен поплавковый регулятор давления газа.

Регулятор содержит корпус 1, поплавок 2 поплавковую камеру 3, шток

4, конусный клапан 5, барботажную трубу б, дополнительный поплавок 7, упор 6 рычаг 9. Корпус имеет входной 10 и выходной 11 патрубки.

Регулятор работает следующим образом.

В нормальном режиме поплавок 2 поднимается при повышении уровня жидкости в корпусе 1 ° Жестко связанный с поплавком 2 через шток 4 конусный клапан 5 уменьшает выход барботируемого газа, что приводит к по. вышению давления газа в корпусе 1.

Повышение давления в свою очередь препятствует повышению уровня жидкосплавка 2, так как при повышении уровця жидкости рычаг 9 поворачивается эа счетподъема дополнительного поплавка 7. Рычаг 9 устанавливают таким образом, что даже при полном подъеме поплавка 2 между поплавком 2 и рычагом 9 сохраняется гарантированный зазор. Таким образом, система дополнительного поплавка 7 и рычага 9 не влияет ни на статические, ни на динамические характеристики регулятора. В случае заклинивания конусного клапана 5, например при полном закрытии, в корпусе 1 поднимается давление газа, вытесняющего иэ корпуса жидкость. Однако поплавок 2 не опускается в связи с заклиниванием конусного клапана 5. При этом опускающийся вместе с уровнем жидкости дополнительный поплавок 7 воздействует упором 8 на рычаг 9 и заставляет последний поворачиваться вокруг оси. После того как будет выбран гарантированный зазор, рычаг 9 упрется в поплавок 2. Вес дополнительного поплавка 7, воздействуя на большее плечо рычага 9, развивает на мень« шем плече (в точке опоры на поплавок

2) добавочное усилие, которое, суммируясь с весом поплавка 2, обеспечи вает извлечение конусного клапана 5 иэ седла и возврат всей системы в нормальный режим.

Величина добавочного усилия извлечения конусного клапана 5 при заклинивании определяется по формуле е, А .в I

1 где Д вЂ” дополнительное усилие;

Р „- вес дополнительного поплавка 7;

0„- плечо рычага 9 до точки опоры на поплавок 2; плечо рычага 9 до точки подвеса дополнительного поплавка „7с

Прижимающее усилие непосредственно перед моментом заклинивания складывается из выталкивающей силы, возникающей при затоплении поплавка, и воздействия давления газа на клапан

П = (В; Рр)+ Г где П - прижимающее усилиеВ - выталкивающая сила поплавка;

à — воздействие давления газа.

Таким образом, использование предлагаемого регулятора в электролизной установке для получения водорода и кислорода позволяет повысить надежность регуляторов давления и установок в целом. Это в свою очередь позволяет снизить число остановок электролиэеров из-за неисправности оборудования.

92831

Составитель Н. Гондаксазова

Техред С. Мигунова Корректор И- Муска

Редактор A. Гулько

Тираж 908 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3237/59

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 выходным патрубками и установленный в нем поплавок, жестко связанный через шток с конусным клапаном, установленным в выходном патрубке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, он содержит дополнительный поплавок, связанный с шарнирно закрепленным в корпусе рычагом, в отверстии которого установлен шток.

5 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свндетельство СССР

М 486784, кл ° В 01 5/00, 1921 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 404062 кл. G 05 D 16/12, 1971, 3. Гольдштейн А.Б. и др. Эксплуатация электролизных установок для получения водорода и кислорода. М,, Энергия,1969,с.26,64(прототип}.