Регулятор уровня сжиженных газов

 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в системах управления процессами охлаждения, дозирования подъема давления, транспортирования сжиженных газов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей регулятора за счет перенастройки уровня и регулирования давления. Регулятор содержит корпус 1, перегородку 2 с отверстиями 3 и 4, клапан 5, тягу 6, сильфон 7, конденсационный датчик 8, конденсатор 9, сильфон 10, третий сильфон, соединительный элемент 12, трубопроводы 14 и 13, вентиль 15, трубопроводы 16 и 17, вентиль 18, трубопровод 19 и вентиль 20. 2 ил.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в системах управления процессами охлаждения, дозирования, подъема давления, транспортирования сжиженных газов.

Известен регулятор уровня сжиженных газов, содержащий корпус с верхним и нижним днищами, разделенный на верхнюю и нижнюю полости перегородкой с отверстием, являющимся седлом клапана, затвор которого закреплен на тяге, связанной с подвижными торцами трех сильфонов, первый из которых установлен в верхней полости и соединен своей полостью с полостью конденсационного датчика, закрепленного на верхнем днище, второй закреплен на одной из сторон перегородки и его полость сообщена с одной из полостей корпуса, а третий закреплен на нижнем днище в нижней полости, причем верхняя и нижняя полости соединены соответственно с трубопроводами отвода и подвода рабочей среды.

Недостатком известного регулятора является отсутствие возможности перенастройки уровня, выполнение только одной функции регулирование уровня.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей регулятора за счет перенастройки уровня и регулирования давления.

Поставленная задача достигается тем, что в известном регуляторе уровня сжиженных газов, содержащем корпус с верхним и нижним днищами, разделенный на верхнюю и нижним днищами, разделенный на верхнюю и нижнюю полости перегородкой с отверстием, являющимся седлом клапана, затвор которого закреплен на тяге, связанной с подвижными торцами трех сильфонов, первый из которых установлен в верхней полости и соединен своей полостью с полостью конденсационного датчика, закрепленного на верхнем днище, второй закреплен на одной из сторон перегородки и его полость сообщена с одной из полостей корпуса, а третий закреплен на нижнем днище в нижней полости, причем верхняя и нижняя полости соединены соответственно с трубопроводами отвода и подвода рабочей среды, согласно изобретению полость третьего сильфона соединена через трубопроводы с вентилями с атмосферой, нижней и верхней полостями.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый регулятор с сильфонами, расположенными на перегородке снизу; на фиг.2 то же, расположенными на перегородке сверху.

Регулятор содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 с отверстиями 3 и 4 на полости А и Б, которые соединяются через клапан 5, установленный в отверстии 3 и связанный тягой 6 с сильфоном 7 конденсационного датчика 8, параллельно которому расположен конденсатор 9, и управляющим сильфоном 10 с эффективной площадью, равной эффективной площади сильфона 7, а внутренние полости сильфонов 1 с суммарной эффективной площадью, равной эффективной площади сильфонов 7 или 10, закрепленных на перегородке 2, соединены с полостью Б (фиг.1) или с полостью А (фиг.2) через отверстия 4 и своими подвижными торцами связаны соединительным элементом 12 с тягой 6. Полость А соединена трубопроводом 13 подвода жидкости с сосудом-накопителем, а трубопроводом 14 и вентилем 15 с полостью сильфона 10, полость Б соединена с парогазовой зоной сосуда-накопителя трубопроводом 16 отвода жидкости, а трубопроводом 17 и вентилем 18 с полостью сильфона 10, которая трубопроводом 19 с вентилем 20 соединена с атмосферой.

Регулятор работает следующим образом.

По трубопроводу 13 подвода жидкости под действием гидростатического давления хладагент поступает в полость А, а затем через клапан 5 в полость Б регулятора.

При заполнении полостей регулятора хладагентом происходит предварительное его захолаживание. Конденсационный датчик 8 закреплен таким образом, что нижний конец конденсатора 9 расположен ниже сильфона 7 и остается неподвижным при сжатии или растяжении сильфона 7.

По достижении хладагентом уровня, при котором он начинает омывать конденсатор 9, давление внутри конденсационного датчика 8 становится тем меньше, чем большего уровня достигает хладагент в полости Б, т.е. чем большая часть конденсатора омывается хладагентом. Из-за уменьшения давления в конденсационном датчике 8 сильфон 7 сокращается и клапан 5 закрывается.

Высота уровня хладагента в полости Б зависит от величины давления в полости управляющего сильфона 10 и от жесткости системы упругих элементов (сильфоны 7, 10 и 11), связанных с клапаном 5.

В процессе работы регулятора жесткость сильфонов 7, 10, и 11 не изменяется, давление в полости сильфона 10 изменяют вентилями 15, 18 и 20. При этом возможны следующие варианты работы регулятора от исходного положения, когда вентили 15, 18 и 20 открыты и хладагент не поступает в регулятор.

1. Вентили 15, 18 и 20 закрыты. При поступлении хладагента в регулятор в процессе захолаживания регулятора давление в полости управляющего сильфона 10 уменьшается пропорционально отношению температур хладагента и атмосферы. Такому положению вентилей соответствует наибольший уровень хладагента в полости Б.

2. Вентили 15 и 18 закрыты, вентиль 20 открыт и полость управляющего сильфона 10 соединена с атмосферой. При поступлении хладагента в регулятор и его захолаживании давление в полости управляющего сильфона 10 остается равным атмосферному. Такому положению вентилей соответствует уменьшенный уровень хладагента в полости Б.

3. Вентили 15 и 20 закрыты, вентиль 18 открыт и полость управляющего сильфона 10 соединена с парогазовой зоной сосуда-накопителя. При поступлении хладагента в регулятор и его захолаживании в полости управляющего сильфона 10 устанавливается давление, равное давлению в парогазовой зоне сосуда-накопителя. Такому положению вентилей соответствует малый уровень хладагента в полости Б и при таком положении вентилей регулятор уровня выполняет и функцию регулятора давления в парогазовой полости сосуда-накопителя без учета давления столба жидкости.

Закрывая вентиль 18 при выбранном давлении, оператор может перенастраивать уровень хладагента в полости Б в диапазоне между уменьшенным и малым уровнями хладагента.

4. Вентили 18 и 20 закрыты, вентиль 15 открыт и полость управляющего сильфона 10 соединена с сосудом-накопителем. При поступлении хладагента в регулятор и его захолаживании в полости управляющего сильфона 10 устанавливается давление равное суммарному давлению в парогазовой зоне и давлению столба жидкости сосуда-накопителя. Такому положению вентилей соответствует минимальный уровень хладагента в полости Б и при таком положении вентилей регулятор уровня выполняет и функцию регулятора давления в парогазовой полости сосуда-накопителя с учетом давления столба жидкости.

Формула изобретения

РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ, содержащий корпус с верхним и нижним днищами, разделенный на верхнюю и нижнюю полости перегородкой с отверстием, являющимся седлом клапана, затвор которого закреплен на тяге, связанной с подвижными торцами трех сильфонов, первый из которых установлен в верхней полости и соединен своей полостью с полостью конденсационного датчика, закрепленного на верхнем днище, второй закреплен на одной из сторон перегородки и его полость сообщена с одной из полостей корпуса, а третий закреплен на нижнем днище в нижней полости, причем верхняя и нижняя полости соединены соответственно с трубопроводами отвода и подвода рабочей среды, отличающийся тем, что полость третьего сильфона соединена через трубопроводы с вентилями с атмосферой, верхней и нижней полостями.

РИСУНКИ

Рисунок 1