Устройство регулирования давления газа
Главный регулятор (21) соединен с находящейся ниже по потоку трубой (13) посредством главного контура (20) управления и управляющего работой главного клапана (11) в соответствии с заранее заданным стандартным давлением Ps управления работой. Вспомогательный регулятор (31) соединен с находящейся ниже по потоку трубой (13) посредством вспомогательного контура (30) управления, управляющего открыванием и закрыванием главного клапана (11) в соответствии с заранее заданным давлением Pss, которое выше, чем стандартное давление Ps управления работой. Обеспечивается стабильная коррекция давления газа с одновременной гарантией высокой чувствительности. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к регулятору (устройству регулирования давления газа), в котором используются регуляторы с серводвигателями для снижения первичного давления газа и т.д., транспортируемого с находящейся выше по потоку стороны, до вторичного давления для осуществляемой ниже по потоку подачи в системах подачи газа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Например, в системах подачи газа, такого как газ бытового назначения, устанавливают устройство регулирования давления газа (регулятор газа) для подачи газа с первичным давлением (высоким или средним давлением) из транспортной трубы на находящейся выше по потоку стороне (далее - находящейся выше по потоку трубой) в транспортную трубу на находящейся ниже по потоку стороне (далее - находящейся ниже по потоку трубой) со сниженным вторичным давлением, заданным заранее.
[0003] Как показано на фиг.10, обычные регуляторы газа в общем случае соединены с главным клапаном (регулирующим органом) 11, который корректирует количество газа, идущего с находящейся выше по потоку стороны на находящуюся ниже по потоку сторону, и находящейся ниже по потоку трубой 13, причем для управления регулирующим органом 11 предусмотрен регулятор 21, чтобы справиться с изменением давления P2 на находящейся ниже по потоку стороне (далее - вторичным давлением). Регулятор 21 установлен для приведения в действие главного клапана (регулирующего органа) 11 с целью подачи газа на находящуюся ниже по потоку сторону, когда вторичное давление P2 меньше, чем Ps, т.е. заранее определенное стандартное давление управления работой.
Устройство регулирования давления газа, в котором используется регулятор 21 этого типа, имеет противоречивое свойство: опрокидывание происходит проще, если он сделан более чувствительным к изменениям давления на находящейся ниже по потоку стороне, а если подавляют опрокидывание, то падает чувствительность.
[0004] В регуляторах, устанавливаемых в трубопроводах подачи газа и т.д., наступление опрокидывания не допускается. Следовательно, чтобы гарантировать расход без опрокидывания, можно рассмотреть достаточное закрывание отверстия воздуховыпускного клапана 22 регулятора 21. Однако этот способ будет чувствителен к уменьшению вторичного давления P2, приводящему к тому, что отклик открывания регулирующего органа значительно падает. В частности, когда использование устройства регулирования давления газа интенсифицируется при переходе из полностью закрытого состояния к пропуску газа, используемого на стороне находящейся ниже по потоку трубы 13, требуется некоторое время подождать для начала использования после перехода из состояния низкого вторичного давления P2 до момента, когда регулирующий орган 11 начнет работать на самом деле. Следовательно, зависимость использования объема на находящейся ниже по потоку стороне и в находящейся ниже по потоку трубе может приводить к слишком большому падению вторичного давления.
[0005] Во избежание ситуации медленного отклика, приводящего к значительному падению вторичного давления P2, как упоминалось выше, в патентном документе 1 предложено решение, которое, как показано на фиг.11, обеспечивает подавление наступления опрокидывания с одновременным повышением чувствительности.
[0006] Технология, о которой идет речь в патентном документе 1, предусматривает наличие вспомогательного регулятора SC в дополнение к главному регулятору SB. На стороне находящейся ниже по потоку трубы 13 вспомогательного регулятора SC главный трубопровод S26 управления соединяет главный регулятор SB с находящейся ниже по потоку трубой 13, а соединен он с главным трубопроводом S26 управления посредством вспомогательного трубопровода S28 управления. Кроме того, рабочее давление вспомогательного регулятора SC задают меньшим, чем рабочее давление главного регулятора SB. За счет применения этой конфигурации можно подавить опрокидывание главного регулятора SB, а чувствительность при этом повышается за счет более быстрого отклика вспомогательного регулятора SC, когда происходит падение вторичного давления P2.
ПЕРЕЧЕНЬ ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Патентный документ
[0007] Патентный документ 1: JP(UM) 1978-78637 A.
Сущность изобретения
Задача, решаемая изобретением
[0008] Хотя регулятор, о котором идет речь в патентном документе 1, обладал лучшей чувствительностью во время работы вспомогательного регулятора SC, газ вытекает из вспомогательного регулятора SC, по вспомогательному трубопроводу S28 управления и главному трубопроводу S26 управления в находящуюся ниже по потоку трубу 13. Этот поток газа влияет на вторичное давление P2, которое прикладывается к главному трубопроводу S26 управления. Поэтому когда вспомогательный регулятор SC начинает работать, вторичное давление P2 находящейся ниже по потоку трубы не удается правильно передать в главный регулятор SB, что приводит к проблеме нестабильной работы главного регулятора SB.
[0009] Это изобретение сделано ввиду вышеупомянутой проблемы. Оно имеет целью разработку устройства регулирования давления газа (регулятора газа), который подавляет наступление опрокидывания, обладая при этом оперативностью, да еще и способен гарантировать стабильный и достаточный расход газа.
Средства решения задачи
[0010] Устройство регулирования давления газа, соответствующее этому изобретению, разработано ввиду проблем, существующих в вышеупомянутой обычной технологии, и характеризуется как:
устройство регулирования давления газа, содержащее:
главный клапан, установленный в середине трубопровода, который снижает давление газа, транспортируемого с находящейся выше по потоку стороны под первичным давлением на находящуюся ниже по потоку сторону под вторичным давлением;
главный контур управления, соединяющий трубу, находящуюся выше по потоку от главного клапана и находящуюся ниже по потоку трубу, посредством ограничителя;
главный регулятор, установленный ниже по потоку от ограничителя внутри главного контура управления, который управляет расходом газа, который проходит по главному контуру управления, и управляет работой главного клапана таким образом, что вторичное давление стабилизируется, когда вторичное давление падает ниже заранее заданного стандартного давления управления работой;
вспомогательный контур управления, подсоединенный одним концом между ограничителем главного контура управления и главным регулятором, тогда как другой его конец соединен с находящейся ниже по потоку трубой по маршруту, отличающемуся от главного контура управления; и
вспомогательный регулятор, установленный во вспомогательном контуре управления, который управляет работой главного клапана, когда вторичное давление становится вторым стандартным давлением управления работой, которое выше, чем заранее установленное стандартное давление управления работой, путем управления количеством газа, проходящего по вспомогательному контуру управления.
[0011] Кроме того, путем установки трубки Вентури на стороне находящейся ниже по потоку трубы и соединения вспомогательного контура управления с малой трубкой регулятора Вентури можно дополнительно повысить чувствительность.
Эффект изобретения
[0012] Место нахождения точки соединения от вспомогательного контура управления к находящейся ниже по потоку трубе отличается от места нахождения точки соединения главного контура управления. За счет задания отличающегося независимого пути от главного контура управления, при этом вспомогательный контур управления не будет влиять на главный регулятор во время работы, внося вклад в стабильность работы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] На фиг.1 представлен схематический чертеж устройства регулирования давления газа, которое относится к этому изобретению, в одном из вариантов его осуществления.
На фиг.2 представлен схематический чертеж, иллюстрирующий пример главного клапана (регулирующего органа газа), используемого для устройства регулирования давления газа, которое относится к этому изобретению.
На фиг.3 представлены графики, схематически иллюстрирующие изменения вторичного давления как динамическую характеристику устройства регулирования давления газа в случае, если вторичное давление находится в процессе падения, когда главный клапан находится в закрытом состоянии. График (a) иллюстрирует изменение вторичного давления, когда вспомогательный регулятор отсутствует. График (b) иллюстрирует изменение вторичного давления, когда вспомогательный регулятор установлен.
На фиг.4 представлен схематический чертеж, иллюстрирующий еще один вариант осуществления устройства регулирования давления газа, которое относится к этому изобретению.
На фиг.5 представлен схематический чертеж, иллюстрирующий соединение между вспомогательным контуром управления и находящейся ниже по потоку трубой во втором и других вариантах осуществления.
На фиг.6 представлены графики, иллюстрирующие динамические характеристики P2-Q устройства регулирования давления газа в этом изобретении и обычной технологии, когда первичное давление составляет 0,2 МПа, а расход составляет 50 м3/ч на стороне находящейся выше по потоку трубы.
На фиг.7 представлены графики, иллюстрирующие динамические характеристики P2-Q устройства регулирования давления газа в этом изобретении и обычной технологии, когда первичное давление составляет 0,25 МПа, а расход составляет 50 м3/ч на стороне находящейся выше по потоку трубы.
На фиг.8 представлены графики, иллюстрирующие динамические характеристики P2-Q устройства регулирования давления газа в этом изобретении и обычной технологии, когда первичное давление составляет 0,3 МПа, а расход составляет 50 м3/ч на стороне находящейся выше по потоку трубы.
На фиг.9 представлены графики, иллюстрирующие динамические характеристики P2-Q устройства регулирования давления газа в этом изобретении и обычной технологии, когда первичное давление составляет 0,2 МПа, 0,25 МПа и 0,3 МПа на каждом графике, а расход увеличен до 100 м3/ч на каждом графике.
На фиг.10 представлен схематический чертеж, иллюстрирующий конфигурацию устройства регулирования давления газа в соответствии с обычной технологий.
На фиг.11 представлен схематический чертеж, иллюстрирующий конфигурацию устройства регулирования давления газа в соответствии с патентным документом 1.
СПОСОБ(Ы) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] Обращаясь к чертежам, приведем нижеследующее пояснение, касающееся устройства 10 регулирования давления газа в этом изобретении.
На фиг.1 показан пример конфигурации устройства 10 регулирования давления газа, на фиг.2 схематически показан пример главного клапана 11 (регулирующего органа).
Что касается устройства 10 регулирования давления газа на фиг.1, то такие же позиции, как на фиг.10, используются для деталей с такими же функциональными возможностями, как в обычной технологии.
[0015] Устройство 10 регулирования давления газа имеет главный клапан 11, установленный в середине трубопровода, который снижает давление газа, транспортируемого с находящейся выше по потоку стороны под первичным давлением P1 на находящуюся ниже по потоку сторону под вторичным давлением P2.
В этом варианте осуществления в настоящее время широко применяется регулятор с осевым направлением потока, который адаптирован в качестве главного клапана 10. Как показано на фиг.2, конструкция, если описывать ее кратко, состоит из пары барабанообразных пробок 16 с многочисленными щелями на поверхности, резинового рукава 17, который накрывает щель пробок 16 вместе с цилиндрическим корпусом 18 клапана, в котором все это находится. За счет подачи давления Pc управления в пространство между корпусом 18 клапана и рукавом 17 рукав 17 можно использовать для открывания и закрывания щели пары барабанообразных пробок 16.
[0016] В этом изобретении устройство 10 регулирования давления газа предусматривает обход главного клапана 11 путем установки контура управления, который соединяет находящуюся выше по потоку трубу 12 и находящуюся ниже по потоку трубу 13. Контур управления состоит из главного контура 20 управления и вспомогательного контура 30 управления.
[0017] Оба они - главный контур 20 управления и вспомогательный контур 30 управления - соединены с находящейся выше по потоку трубой 12 посредством точки C1 соединения, а на стороне находящейся выше по потоку трубы находится ограничитель 14. За счет установки ограничителя 14 генерируют давление Pc управления, предназначенное для управления работой главного клапана 11. Выход ограничителя 14 разделен на 2 маршрута: к главному контуру 20 управления, который соединен с находящейся ниже по потоку трубой 13 в точке C2 соединения находящейся ниже по потоку трубы 13, и к вспомогательному контуру 30 управления, который соединен с находящейся ниже по потоку трубой 13 в точке C3 соединения.
[0018] Для главного контура 20 управления, между ограничителем 14 и точкой C2 соединения установлен главный регулятор 21. Для вспомогательного контура 30 управления, между ограничителем 14 и точкой C3 соединения установлен вспомогательный регулятор 31.
[0019] Кроме того, выход ограничителя 14 соединен с главным клапаном 11 посредством трубы 40, обеспечивающей приложение давления Pc управления к главному клапану 11. Когда вторичное давление P2 падает, вспомогательный регулятор 31 и главный регулятор 21 работают, понижая давление управления, Pc. Главный клапан 1 открывается пропорционально уменьшению давления управления, Pc. Когда главный клапан 11 открывается, газ подается из находящейся выше по потоку трубы 12 в находящуюся ниже по потоку трубу 13.
[0020] Что касается главного регулятора 21, то вторичное давление P2 находящейся ниже по потоку стороны подается по главному трубопроводу 20 управления. Для главного регулятора 21, когда вторичное давление P2 падает ниже стандартного давления Ps управления работой, давление пружины и атмосферное давление используются для коррекции клапана, соединенного с внутренней диафрагмой, чтобы тот открылся. Для изменения размера при открывании с целью достижения атмосферного давления используют воздуховыпускное отверстие 22. Это может обеспечить коррекцию чувствительности главного регулятора 21.
[0021] Когда чувствительность главного регулятора 21 повысится, главный клапан 11 сразу же откроется, а это приведет к быстрому росту вторичного давления P2. Поэтому главный регулятор 21 неоднократно открывается и закрывается, увеличивая вероятность наступления опрокидывания. С точки зрения управления стабильностью опрокидывание весьма неблагоприятно для устройств регулирования давления газа. Поэтому воздуховыпускное отверстие 22 главного регулятора 21 корректируют так, чтобы подавить опрокидывание, даже если чувствительность будет проявляться в несколько более медленном отклике.
[0022] Вспомогательный регулятор 31 также имеет, по существу, такую же конструкцию и такие же функциональные возможности, как главный регулятор 21. Вместе с тем, для вспомогательного регулятора 31 функционирование воздуховыпускного отверстия не критично. Кроме того, поскольку назначение вспомогательного регулятора 31 заключается в том, чтобы способствовать чувствительности главного регулятора 21 при запуске, расход может быть меньшим, чем через главный регулятор 21. Например, расход через вспомогательный регулятор 31 может составлять приблизительно 1/3 расхода через главный регулятор 21.
[0023] Вспомогательный регулятор 31 налажен на достижение более высокого рабочего давления Pss, чем стандартное давление Ps управления работой главного регулятора, и обладает приемлемой чувствительностью. Более того, вспомогательный регулятор 31 имеет малый расход, поэтому падение давления Pc управления меньше, а наступление опрокидывания менее вероятно.
Например, давление Ps управления работой для главного регулятора можно задать составляющим 2,2 кПа, а давление Pss управления работой для вспомогательного регулятора можно задать составляющим приблизительно 2,5 кПа.
[0024] В соответствии с вышеупомянутой конфигурацией устройства 10 регулирования давления газа, когда вторичное давление P2 на находящейся ниже по потоку стороне падает ниже давления Pss управления работой вспомогательного регулятора, первый вспомогательный регулятор 31 открывается, так что газ вытекает из находящейся выше по потоку трубы 12, проходит по вспомогательному контуру 30 управления и поступает в находящуюся ниже по потоку трубу 13. Затем давление Pc управления находящейся ниже по потоку трубы 40 ограничителя 14 падает. Когда давление Pc управления главного клапана 11 падает, главный клапан 11 открывается и происходит подача газа из находящейся выше по потоку трубы 12 в находящуюся ниже по потоку трубу 13. Следует отметить, что когда нужно подавить опрокидывание так, как в случаях, подобных тому, в котором в качестве вспомогательного регулятора 31 используют регулятор с большим расходом, - в находящуюся ниже по потоку трубе 13 вспомогательного контура 30 управления можно установить регулируемое отверстие 23, как показано на фиг.1. Установку регулируемого отверстия 23 осуществляют по выбору.
[0025] После открывания вспомогательного регулятора 31 на некоторое время клапан главного регулятора 21 открывается, при этом из-за воздуховыпускного отверстия 22 становится возможным подавление чувствительности. В результате давление Pc управления главного клапана 11 дополнительно падает, а из главного клапана 11 на находящуюся ниже по потоку сторону подается большое количество газа, при этом вторичное давление P2 корректируется до достижения заранее заданного давления (стандартного давления Ps управления работой).
[0026] Для нижеследующего пояснения используется фиг.3. На фиг.3 представлен график, схематически иллюстрирующий изменение вторичного давления с переходом из состояния, когда главный клапан 11 закрыт, в рабочее состояние устройства регулирования давления газа. График (a) иллюстрирует наладку устройства регулирования давления газа в конфигурации, когда присутствует только главный контур 20 управления, а вспомогательный контур 30 управления отсутствует. График (b) иллюстрирует наладку устройства регулирования давления газа в конфигурации согласно этому изобретению - с обоими контурами, т.е. с главным контуром 20 управления и вспомогательным контуром 30 управления.
[0027] В состоянии, где главный клапан закрыт, а расход равен 0, давление из-за полного закрытия несколько выше, чем стандартное давление Ps управления работой.
Как видно на фиг.3(a), когда вспомогательный контур управления отсутствует, опрокидывание подавляется путем закрывания воздуховыпускного отверстия 22, что приводит к медленному отклику. Кроме того, когда использование на находящейся ниже по потоку стороне становится интенсивным, возможна ситуация, в которой вторичное давление P2 падает до 0.
[0028] С другой стороны, если вспомогательный контур 30 управления присутствует, то когда вторичное давление падает до давления Pss управления работой вспомогательного регулятора 31, вспомогательный регулятор 31 сразу же срабатывает, и давление Pc управления главного клапана 11 падает. В результате поскольку главный клапан 11 открывается, даже если главный регулятор 21 не реагирует немедленно, газ подается из находящейся выше по потоку трубы 12 в находящуюся ниже по потоку трубу 13. Следовательно, излишнего падения вторичного давления P2 не будет. Более того, после начала работы вспомогательного регулятора 31 через некоторое время главный регулятор 21 также срабатывает после некоторого запаздывания по времени. Следовательно, вторичное давление P2 сразу же корректируется до достижения заранее определенного давления (давления Ps управления работой), так что опрокидывание не наступит.
[0029] В результате за счет установки вспомогательного контура 30 управления, даже если чувствительность главного регулятора 21 понижают, чтобы подавить опрокидывание, можно повысить чувствительность устройства регулирования давления газа во всей системе в целом.
Более того, в этой конфигурации главного контура 20 управления и вспомогательного контура 30 управления главный регулятор 21 и вспомогательный регулятор 31 имеют разный независимый маршрут соединения с находящейся ниже по потоку трубой 13. Поэтому работа вспомогательного регулятора 31 не влияет на вторичное давление P2, которое прикладывается к главному контуру 20 управления.
Таким образом, оказывается возможным стабильное управление главным регулятором 21 посредством фактического вторичного давления P2 находящейся ниже по потоку трубы 13.
[0030] На фиг.4 показан второй вариант осуществления этого изобретения, а на фиг.5 показан схематический чертеж соединения вспомогательного контура 30 управления с находящейся ниже по потоку трубой 13 с помощью второго или иных вариантов осуществления.
[0031] Обращаясь ко второму варианту осуществления, отмечаем, что находящаяся ниже по потоку стороне труба 13 вспомогательного контура 30 управления ведет к точке C3' соединения, в которой осуществляется соединенной с малой трубкой 53 расходомера Вентури, установленного в находящейся ниже по потоку трубе. Когда главный клапан 11 открывается и происходит подача газа, хотя газ и будет проходить в находящуюся ниже по потоку трубу 13, поскольку давление в малой трубке 53 расходомера 51 Вентури ниже, чем вторичное давление P2, чувствительность вспомогательного регулятора 31 в момент сразу после отрывания главного клапана 11 повышается.
[0032] Более того, в качестве еще одной формы варианта осуществления точка соединения с находящейся ниже по потоку трубой 13 вспомогательного контура 30 управления может быть задана в месте C3ʺ, где труба, идущая от главного клапана в окрестность входа в находящуюся ниже по потоку трубу, резко расширяется. Эту конфигурацию используют, когда газ вытекает из малой трубки на выходной стороне главного клапана 11. Отрицательное давление, генерируемое при этом, воздействует на давление Ps управления работой вспомогательного регулятора 31 , и поэтому чувствительность вспомогательного регулятора 31 можно повысить.
[0033] На фиг.6-8 представлены графики, иллюстрирующие сравнение между динамическими характеристиками вторичного давления P2 и расхода Q во время регулирования давления посредством устройства регулирования давления газа согласно этому изобретению и обычного устройства регулирования давления газа.
На фиг.6-8(a) показан результат измерения динамической характеристики P2-Q с помощью конфигурации согласно этому изобретению, как показано на фиг.1 (далее - вариантом 1 осуществления) следующим образом: находящаяся ниже по потоку труба главного контура 30 управления соединена с регулятором давления, находящимся в ответвлении от точки C2, где вторичное давление P2 стабилизируется, а сторона находящейся ниже по потоку трубы вспомогательного контура 30 управления соединена с точкой C3, находящейся около выхода находящейся ниже по потоку трубы 13, а не в той же точке C2 соединения для главного контура 30 управления. На фиг.6-8(b) показан результат измерения динамической характеристики P2-Q с помощью конфигурации согласно этому изобретению, как показано на фиг.1 (далее - сравнительным примером 1) следующим образом: сторона находящейся ниже по потоку трубы главного контура 20 управления в устройстве регулирования газа согласно фиг.1 соединена с регулятором давления, как в варианте 1 осуществления, где сторона находящейся ниже по потоку трубы вспомогательного контура 30 управления соединена с регулятором давления в том же положении C2, что и главный контур 20 управления. На фиг.6-8(c) показан результат измерения динамической характеристики P2-Q с помощью устройства регулирования давления газа, где вспомогательный контур 30 управления не установлен, а для управления регулированием вторичного давления P2 (что ниже именуется «сравнительным примером 2») соответственно используется только главный контур 20 управления.
[0034] Каждый чертеж согласно фиг.6-8 иллюстрирует состояние, когда первичное давление P1 изменяется до 0,2 MПa, 0,25 MПa и 0,3 MПa соответственно. Кроме того, расход Q во всех случаях согласно фиг.6-8 составляет 50 м3/ч.
[0035] Как видно на фиг. 6-8, каждое из устройств 10 регулирования давления газа (вариант 1 осуществления) согласно этому изобретению и сравнительному примеру 1 таково, что оба они действуют сравнительно быстрее для стабилизации вторичного давления P2, если сопоставить со сравнительным примером 2. Этот эффект достигается за счет установки вспомогательного контура управления.
[0036] Более того, как видно на графике (a) согласно фиг. 6-8, в варианте 1 осуществления, после завершения переходных колебаний вторичного давления P2 стабильность вторичного давления P2 поддерживается независимо безотносительно первичного давления P1. С другой стороны, особенно для конфигураций без вспомогательного контура 30 управления (сравнительный пример 2), из результата теста динамических характеристик P2-Q, представленного на графике (c), даже после завершения переходных колебаний в начале коррекции «взлеты и падения» (колебания) вторичного давления P2 сравнительно больше (см. фиг.6-8(c)).
[0037] Хотя и не так значительно по сравнению с конфигурацией согласно сравнительному примеру 2 (см. фиг.6-8(c)), динамическая характеристика (см. фиг.6-8(b)) согласно этой конфигурации (сравнительному примеру 1), где находящаяся ниже по потоку сторона вспомогательного контура управления соединена с находящейся ниже по потоку стороной главного контура, имеет вертикальные колебания вторичного давления P2 после стабилизации P2, которые больше по сравнению с колебаниями согласно варианту 1 осуществления этого изобретения (см. фиг.6-8(a)), что демонстрирует недостаток стабильности по сравнению с вариантом 1 осуществления.
После завершения начальных переходных колебаний предпочтительна стабилизация. Этот размах (амплитуда) вертикальных колебаний имеет допустимый предел примерно 0,1 кПа, так что динамическая характеристика согласно сравнительному примеру 1 имеет некоторое предельное значение амплитуды (см., в частности, фиг.7 и 8(b)).
[0038] Более того, как видно из динамических характеристик согласно фиг.7, когда первичное давление P1 увеличивается, для сравнительных примеров 1 и 2 вторичное давление P2 сразу после закрывания главного клапана имеет увеличение, значительно большее по сравнению с динамическими характеристиками согласно варианту осуществления этого изобретения, иллюстрируемому графиком (a). Чем меньше увеличение вторичного давления P2, тем лучше. Из фиг.7, где иллюстрируются динамические характеристики, видно, что увеличение давления согласно сравнительным примерам 1 и 2 почти в 2 раза превышает увеличение давления согласно варианту 1 осуществления. Таким образом, время, необходимое для стабилизации вторичного давления, в 2 раза больше, чем соответствующее упомянутому варианту осуществления, а это демонстрирует нестабильность.
[0039] Это явление (динамическая характеристика) менее заметно, когда расход столь низок, как примерно 50 м3/ч. Вместе с тем, когда расход Q увеличивается или когда первичное давление P1 увеличивается, это явление становится весьма заметным. Для справок: на фиг.9 показана динамическая характеристика увеличенного расхода 100 м3/ч. На фиг.9(a)-(c) показаны динамические характеристики первичного давления P1, увеличиваемого до 0,2 MПa, 0,25 MПa и 0, 3MПa соответственно, когда расход Q увеличен до 100 м3/ч. На всех фиг.9(a)-9(c) показаны динамические характеристики при использовании конфигурации согласно варианту 1 осуществления в этом изобретении. Динамические характеристики согласно сравнительному примеру 1 показаны справа. С другой стороны, хотя сравнительный пример 2 на фиг.9 не иллюстрируется, отметим, что когда главный клапан 11 закрывается, резкое увеличение вторичного давления P2 в сравнительном примере 2 равно увеличению согласно сравнительному примеру 1, или больше.
[0040] Как показано на фиг.9, когда расход Q увеличивают до 100 м3/ч, или когда первичное давление P1 равно 0,2 MПa, 0,25 MПa или 0,3 MПa, увеличение давления - вторичного давления P2 - сразу после закрывания главного клапана 11 более чем в 2 раза превышает увеличение согласно варианту 1 осуществления этого изобретения. Время, необходимое для стабилизации вторичного давления P2, увеличивается примерно в 2 раза.
[0041] С другой стороны, для конфигурации согласно сравнительному примеру 1, в котором вспомогательный контур 30 управления соединен с главным контуром 20 управления на находящейся ниже по потоку стороне, даже когда главный клапан 11 не открывается, вторичное давление постоянно изменяется время от времени. Это явление весьма заметно на фиг.7(b). Оно демонстрирует нестабильное состояние с флуктуацией вторичного давления P2, когда главный клапан 11 почти закрыт, при этом расход газа из находящейся выше по потоку трубы 12 в находящуюся ниже по потоку трубу 13 незначителен - лишь около 1 м3/ч.
* Эту флуктуацию можно полностью исключить с помощью конфигурации, применяемой в данном изобретении, т.е. за счет использования отличающегося - отдельного - маршрута для находящейся ниже по потоку стороны вспомогательного контура 30 управления и для находящейся ниже по потоку стороны главного контура 20 управления (см. фиг.6-8(a) и фиг.9).
[0042] Как показано выше, за счет применения этого изобретения и использования отличающегося - независимого - маршрута для точек C2 и C3 соединения с находящейся ниже по потоку стороной главного контура 20 управления и вспомогательного контура 30 управления соответственно чувствительность повышается. Кроме того, это устройство регулирования давления газа может поддерживать некоторую величину вторичного давления P2 в устойчивом состоянии - с подавленным опрокидыванием.
[0043] Помимо этого, за счет установки расходомера 51 Вентури в находящейся ниже по потоку трубе и соединения малой трубки расходомера 51 Вентури с находящейся ниже по потоку стороной вспомогательного контура 30 управления можно дополнительно повысить чувствительность главного клапана 11 сразу же после его открывания.
[0044] В дополнение к этому, путем соединения находящейся ниже по потоку стороны вспомогательного контура 30 управления рядом с выходом главного клапана 11 управления находящейся ниже по потоку трубы также можно дополнительно повысить чувствительность главного клапана 11 сразу же после его открывания.
Пояснения символов или позиций чертежей
[0045]
10 Устройство регулирования давления газа в этом изобретении
11 Главный клапан (регулирующий орган)
12 Транспортная труба на находящейся выше по потоку стороне (находящаяся выше по потоку труба)
13 Транспортная труба на находящейся ниже по потоку стороне (находящаяся ниже по потоку труба)
14 Ограничитель
16 Пробка
17 Рукав
18 Корпус клапана
19 Соединительная труба находящейся выше по потоку стороны
20 Главный контур управления
21 Главный регулятор
22 Воздуховыпускное отверстие
23 Регулируемое отверстие
30 Вспомогательный контур управления
31 Вспомогательный регулятор
50 Устройство регулирования давления газа во втором варианте осуществления
51 Расходомер Вентури
53 Малые трубки
P1 Первичное давление
P2 Вторичное давление
Pc Давление управления
Ps Стандартное давление управления работой
Pss Давление управления работой вспомогательного регулятора
Q Расход
1. Устройство регулирования давления газа, содержащее:
главный клапан, установленный в середине трубопровода, который снижает давление газа, транспортируемого с находящейся выше по потоку стороны под первичным давлением на находящуюся ниже по потоку сторону под вторичным давлением;
главный контур управления, соединяющий трубу, находящуюся выше по потоку от главного клапана, и находящуюся ниже по потоку трубу посредством ограничителя;
главный регулятор, установленный ниже по потоку от ограничителя внутри главного контура управления, который управляет расходом газа, который проходит через главный контур управления, и управляет работой главного клапана таким образом, что вторичное давление стабилизируется, когда вторичное давление падает ниже заданного стандартного давления управления работой;
вспомогательный контур управления, подсоединенный одним концом между ограничителем главного контура управления и главным регулятором, тогда как другой его конец соединен с находящейся ниже по потоку трубой, используя маршрут, отличающийся от главного контура управления; и
вспомогательный регулятор, установленный во вспомогательном контуре управления, который управляет работой главного клапана, когда вторичное давление становится вторым стандартным давлением, которое выше, чем заданное стандартное давление управления работой, путем управления количеством газа, проходящего через вспомогательный контур управления.
2. Устройство регулирования давления газа по п.1, в котором вспомогательный контур управления имеет характеристику находящегося ниже по потоку трубопровода, соединенного с упомянутым другим концом, соединен с малой трубкой расходомера Вентури, установленного на трубах находящейся ниже по потоку стороны.
3. Устройство регулирования давления газа по п.1, в котором вспомогательный контур управления имеет характеристику находящейся ниже по потоку стороны, соединенной с упомянутым другим концом, и соединен рядом с выходом главного клапана находящегося ниже по потоку трубопровода.
