Регулятор давления газа

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (и) 74646О (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 061277 (21) 2551988/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетень ¹ 25

G 05 0 16/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК621.646.4 (088.8) Дата опубликования описания 070780

/i

Е. A. Папуш и М.И. Лейдерман (72) Авторы изобретения

Государственный республиканский институт по проектированию газоснабжения и комплексного благоустройства городов и поселков "укргипроинжпроект" (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР дАВлЕнИя ГАЗА

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано для автоматизации процесса газоснабжения мелких промышленных и бытовых потребителей.

Известен регулятор давления газа (11, содержащий корпус с двумя крышками, первая иэ которых снабжена входным и выходным патрубками, и установленную между корпусом и первой крышкой подпружиненную мембрану с жестким центром, связанным с первым клапаном.

Регулятор содержит также расположенные в корпусе отсечную и уплотнительную мембраны, привод отсечного устройства с шариковой фиксацией, силовыми и подпорными пружинами, трй камеры среднего давления, в двух из которых отдельно расположены рабочий и отсечной .клапаны, регулируемый дроссель сброса газа в атмосферу и редуктор питания.

Недостаточная надежность регулятора обусловлена наличием подвижных деталей между полостями с разными давлениями и возможностью длительного сброса газа до момента отсечки.

Целью изобретения является повышение надежности регулятора.

Эта цель достигается тем, что предложенный регулятор содержит уплотнительное кольцо, шток с профилированным концом и установленные на второй крышке второй и третий клапаны и подпружиненный разноплечий рычаг, длинное плечо которого установлено с возможностью контакта с профилированным концом штока, закрепленного на жестком центре мембраны, и со вторым клапаном, соединяющим полость корпуса с входным патрубком, а короткое плечо — c третьим клапаном, соединяющим полость корпуса с атмосферой. На жестком центре мембраны сд стороны первой крышки выполнен кольцевой выс-. туп, против которого установлено уплотнительное кольцо.

25 На фиг. 1 изображен регулятор давления газа, на фиг. 2 разрез A-A фиг.1.

Регулятор содержит корпус 1 с двумя крышками 2,3, крышка 2 снаб3р жена входным 4 и выходньщ 5 патруб746460 хами, установленную между корпусом

"1 и крышкой 2 мембрану 6 с пружиной 7 и жестким центром 8, связанным с клапаном 9, уплотнительное кольцо 10, шток 11 с профилированным концом 12, установленные на крышке

3 клапаны 13 и 14 и разноплечий рычаг .15 с пружиной 16,длинное плечо 17 которого-"установлено с возможностью контакта с профилированным концом 12 штока 11,закрепленного на жестком центре 8 мембраны 6, и с клапаном 13, соединяющим полость корпуса 1 с входным патрубком 4, а короткое плечо 18 — с клапаном 14, соединяющим полость корпуса 1 с атмосферой.

На жесткам центре 8 мембраны 6 со стороны крышки 2 выполнен кольцевой выступ 19, против которого установлено уплотнительное кольцо 1Р.

Шток 11 закреплен на жестком центре 8 мембраны 6 с помощью винта

20 и контр-гайки 21. Профилированный конец 12 имеет выступ 22 и проточку 23. Рычаг 15 установлен на приливе 24 крышки 3 на оси 25 и снабжен выступом 26. На крышке 3 установлена также пусковая кнопка, содержащая шток с пяточком 27, два уплотнительных резиновых .кольца 28, нажимной гриб 29 и отжимную пружину 30. Клапаны 13, 14 и пусковая кнопка закрыты-крышками 31,32,33 с уплотнениями соответственно 34, 35,36.

Клапан 9 расположен внутри входного патрубка 4. Он имеет седло 37, шток 38, шайбу с направляющим отверстием 39, пружину 40 и поджимную шайбу 41. На входном патрубке 4 имеется штуцер 42. На крышке 2 по всей окружности выполнен конический снос с цилиндрическим уступом

43. Поджимная гайка 44 имеет направляющее отверстие для штока 11.

Боковой штуцер 45 клапана13 соединен со штуцером 42 импулЬсной трубкой 46 с помощью накидных гаек 47.

Длинное плечо 17 рычага 15 имеет выступ 48.

Регулятор давления газа работает следующим образом..

Гаэ иэ сети среднего давления (от 0,5 до 3 кгс/см } поступает через входной патрубок 4 регулятора, дросселируется клапаном 9 до низкого давления (обычно 130-200 мм вод.ст.), попадает в подмембранное пространство и через выходной патрубок 5 поступает к потребителю. Процесс регулирования состоит в том, что мембрана 6 под действием усилия пружины 7 с одной стороны и давления с выходного газа с другой постоянно находится в положении динамического равновесия. При нарушении равновесия мембрана, смещаясь, перемЕщает клапан 9 таким образом, чтобы изменив расход, восстановить давление и тем самым состоянйе равновесия. Прн работе устройства в таком режиме, т.е. при регулировании (стабилизирует) давления газа на выходе длинное плечо 17 рычага 15 находится в зацеплении (скользит) с профилированным выступом 22 штока 11, а короткое плечо 18 нажимает на, шток клапана 14, поддерживая его в открытом состоянии, т.е, надмембранное пространство соединено с атмосферой.

Однако возможны аварийные отклонения выходного давления газа ниже, (например, при разрыве выходного трубопровода) или выше (например, (5 при засорении рабочего клапана) допустимого диапазона,при котором регулирующая часть устройства не может обеспечить нормальную работу. В этих случаях для обеспечения безо$() пасности происходит .автоматическое отключение потребителя (отсечка газа).

В начале процесса снижение выходного давления компенсируется увеличением степени открытия клапана. Однако когда степень открытия достигает 0,2-0,3 диаметра сечения клапана (в нашем случае 1,5-1 мм), дальнейшее его открытие практически не приводит к увеличению расхода, давление на выходе начинает падать.

Соответственно смещается (на фиг.1 вниз) мембрана и соединенная жестко с ней профилирующая насадка. В определенный момент выступ 48 большого плеча 17 рычага 15 выходит из . зацепления с выступом 22 штока 11.

Рычаг поворачивается вокруг своей оси под действием пружины 16 (на фиг.1 по часовой стрелке) и занима40 ет положение, показанное пунктиром.

Короткое плечо 18 освобождает шток клапана 14. Он закрывается под действием своей пружины, а плечо 17 рычага 15 нажимает на шток клапана

4 13, и он открывается. Надмембранное пространство через импульсную трубку 46 оказывается соединенным со вхбдом регулятора. Так как сброс отсутствует, то давление над мембраной возрастает до среднего сетевого. -Под действием нарастающего значительного перепада давления мембрана 6 сдвигается вниз до посадки выступа 19 на уплотнительное кольцо

10. При этом мембрана 6 плотно ложится на конический скос 43 крышки

2, а в уступ (углубление) крышки укладывается жесткий центр 8 мембраны 6.

Таким образом, только узкое

60 кольцо мембранного полотна шириной

1-2 мм оказывается под действием среднего давления. Возникающие при этом разрывные усилия значительно ниже прочностных характеристик

65 мембранного полотна.

746460

Надежность посадки выступа. 19 на кольцо 10 (запирания отсечного клапана) обеспечивается тем, что запирающее усилие от среднего давления действует (на фиг. 1 сверху вниз) на эффективную площадь мембраны 6, которая значительно больше площади отсечного клапана, к котОрой приложено противодействующее усилие от среднего давления (на чертеже снизу вверх).

Рассмотрим процессы, сопровождающие рост выходного давления.

Например, в режиме регулирования при снижении нагрузки возникает тенденция повышения давления. При этом мембрана несколько смещается (на фиг.1 вверх), клапан 9 прикры,вается, и давление восстанавливается (с точностью до дифференциала регулирования, для данного устройства не более 30 мм вод.ст.). Однако если с момента отрыва жесткого центра

8 мембраны 6 от штока 38 клапан 9 не закроется полностью под действием своей пружины 40 (например,из-за попадания постороннего предмета в уплотнение),процесс роста давления может продолжаться. В этом случае мембрана 6, преодолевая усилие пружины 44, будет продолжать смещаться. В определенный момент этого процесса выступ 48 плеча 17 соскальзнет с выступа 22 штока 11 и попадет в проточку 23. Это приведет к повороту рычага 15 и отсечке газа, как было описано выше.

После устранения причины аварии для приведения регулятора в действие, т.е. перевода в режим регулирования, необходимо нажать на нажимной гриб пружины 30 пусковой кнопки, предварительно сняв крышку 32. При этом пятачок 27 будет нажимать на выступ

26 рычага, что приведет к повороту последнего (на фиг.1 против часовой стрелки из положения, показанного пунктиром). В результате клапан

13 закроется, клапан 14 откроется, и давление над мембраной 6 снизится до атмосферного. Под действием сетевого давления на площадь, ограниченную выступом 19 (тарелку отсечного клапана), последний откроется, а клапан 9 включится в работу. Мембрана, а вместе с ней шток 11 сместятся в рабочее положение. Затем кнопку отпускают, плечо 17 рычага

15 своим выступом входит в зацепле- ние с выступом 22 штока 11, а кнопка под действием своей пружины 30 возвращается в исходное положение.

Крышку 32 устанавливают на место и на этом процесс включения регулятора заканчивается.

Заданный уровень стабилизации выходного давления устанавливается изменением степени поджатия пружины 7 гайкой 44. Пределы аварийного срабатывания по снижению и повышению давления устанавливаются путем смещения штока 11 с дальнейшей фиксацией его контргайкой 21, а также выбором насадка с определенной высотой выступа 22.

Эффективность изобретения заключается в повышении надежности при относительной простоте конструкции.

Это снижает расходы на изготовление, эксплуатацию и ремонт.

Формула изобретения

Регулятор давления газа, содержащий корпус с двумя крышками, первая из которых снабжена входным и выходным патрубками и установленную между

ЗО корпусом и первой крышкой подпружиненную мембрану с жестким центром, связанным с первым клапаном, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, он

3$ содержит уплотнительное кольцо, шток с профилированным концом и установленные на второй крышке второй и третий клапаны и подпружиненный разноплечий рычаг, длинное плечо которо4р го установлено с воэможностью контакта с профилированным концом штока, закрепленного на жестком центре мембраны, и со вторым клапаном, соединяющим полость корпуса с входным патрубком, а короткое плечо †.с третьим клапа45 ном, соединяющим полость корпуса с

-атмосферой, причем на жестком центре мембраны со стороны первой крышки выполнен кольцевой выступ, против которого установлено уплотнительное кольцо.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Газовая промышленность, Р 2, 1977, с. 54 (прототип).