CS248312B1

CS248312B1 - Pressure governor

Info

Publication number: CS248312B1
Application number: CS967184A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Kubin
Original assignee: Miroslav Kubin
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Řešení spadá do oboru armatur a řeší konstrukcí regulátoru tlaku, zejména regulátoru tlaku plynu. Podstatou řešení je, že u regulátoru tlaku je hlavní ventil spojen s výstupním hrdlem pomocného regulátoru přes vzdušník, přičemž vstupní hrdlo pomocného regulátoru je napojeno na tlakové potrubí před hlavním ventilem. Vnitřní prostor pomocného regulátoru je pak rozdělen na tři komory opatřené hrdly pro spojení s dalšími prvky regulované soustavy.The solution falls into the field of fittings and solves the design of a pressure regulator, especially a gas pressure regulator. The essence of the solution is that in the pressure regulator, the main valve is connected to the outlet port of the auxiliary regulator via an air tank, while the inlet port of the auxiliary regulator is connected to the pressure pipe in front of the main valve. The internal space of the auxiliary regulator is then divided into three chambers equipped with ports for connection to other elements of the regulated system.

Description

Vynález se týká regulátoru tlaku, zejména regulátoru tlaku plynu.The invention relates to a pressure regulator, in particular to a gas pressure regulator.

V současné době se používají pro regulaci tlaku plynu v podstatě dva typy regulátorů, a to s funkcí čistě proporcionální nebo s funkcí proporcionálně integrační. V prvním případě se jedná o regulátory se vzdušníkem, které jsou značně konstrukčně a funkčně jednoduché, mají výhodné, dynamické vlastnosti, především schopnost reagovat na změny zatížení regulované soustavy bez dopravního zpoždění a se zanedbatelnou časovou konstantou. Jejich velkou funkční nevýhodou je trvalá regulační odchylka při změnách zatížení regulované soustavy. ^u druhého typu regulátorů se zabudovaným řídícím regulátorem, tedy pilotem, je trvalá regulační odchylka potlačena na minimum, ale jejich dynamické vlastnosti jsou výrazně horší, nebo jsou docilovány značně komplikovanými a náročnými způsoby.Presently, two types of regulators are used for regulating the gas pressure, with a purely proportional function or a proportionally integrating function. In the first case, these are air-flow regulators, which are considerably structurally and functionally simple, have advantageous, dynamic properties, in particular the ability to react to changes in the load of the controlled system without transport delay and with a negligible time constant. Their big functional disadvantage is the permanent control deviation when the load of the controlled system changes. ^{in the} second type of controllers with a built-in pilot regulator, the pilot, the permanent control deviation is suppressed to a minimum, but their dynamic properties are significantly worse or are achieved in complicated and demanding ways.

Uvedené nevýhody odstraňuje v podstatě vynález, kterým je regulátor tlaku, tvořený hlavním ventilem, vzdušníkem a pomocv ným regulátorem opatřeným alespoň vstupním hrdlem, výstupním hrdlem a výpustným hrdlem, kde hlavní ventil je uložen na tlakovém potrubí, a jeho podstata spočívá v tom, že hlavní ventil je spojen s výstupním hrdlem pomocného regulátorů přes vzdušník, přičemž vstupní hrdlo pomocného regulátoru je napojeno na tlakové potrubí před hlavním ventilem.Essentially, the invention is a pressure regulator comprising a main valve, an air reservoir and an auxiliary regulator provided with at least an inlet port, an outlet port and an outlet port, wherein the main valve is mounted on a pressure line, and is based on the main the valve is connected to the outlet throat of the auxiliary regulators via an air reservoir, the inlet throat of the auxiliary regulator being connected to a pressure line upstream of the main valve.

Další podstatou vynálezu je, že pomocný regulátor je tvořen redukčním ventilem s dvojčinným regulačním orgánem.It is a further object of the invention that the auxiliary regulator is a pressure-reducing valve with a double-acting control element.

Další podstatou vynálezu je, že v plášti pomocného regulátoru je uchycen pohyblivý tlakoměmý prvek rozdělující vnitřní prostor pomocného regulátoru na komory, kde spodní komora je opatřena vstupním hrdlem a výstupním hrdlem, střední komora výpustným hrdlem a vrchní komora přídavným hrdlem.It is a further object of the invention to provide a movable pressure-metering element dividing the interior of the auxiliary regulator into chambers in the housing of the auxiliary regulator, wherein the lower chamber is provided with an inlet throat and an outlet throat.

Další podstatou vynálezu je, že výpustné hrdlo sřřední komory je napojeno přímo a přídavné hrdlo vrchní komory přes škrtící orgán na tlakové potrubí za hlavním ventilem.It is a further object of the invention that the central chamber discharge port is directly connected and the top chamber additional port is connected via a throttle to a pressure line downstream of the main valve.

Konečně je podstatou vynálezu, že hlavní ventil je tvořen regulačním ventilem s reverzní funkcí a dvojčinným membránovým pohonem, jehož komora nad membránou je spojena se vzdušníkem a'komora pod membránou je opatřena ovládací pružinou pro řízení závěrné funkce regulačního ventilu.Finally, it is an object of the invention that the main valve is a reversing function control valve and a double-acting diaphragm actuator whose chamber above the diaphragm is connected to an air receiver and the chamber below the diaphragm is provided with a control spring for controlling the closing function of the control valve.

- 2 248 312- 2 248 312

Proti dosud užívaným řešením dosahuje se podle vynálezu vyššího účinku v tom, že při zachování konstrukční jednoduchosti a výborných dynamických vlastností je potlačena trvalá regulační odchylka na minimum nebo je úplně odstraněna.Compared with the solutions used hitherto, according to the invention, a higher effect is achieved in that, while maintaining design simplicity and excellent dynamic properties, the permanent control deviation is minimized or is completely eliminated.

Konkrétní příklad provedení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde obr. 1 zobrazuje základní schéma regulátoru tlaku a obr. 2 alternativní zapojení regulátoru tlaku při požadavku dalšího zlepšení dynamických vlastností.A particular embodiment of the invention is schematically illustrated in the accompanying drawing, wherein Fig. 1 shows a basic diagram of a pressure regulator; and Fig. 2 shows an alternative connection of a pressure regulator in order to further improve the dynamic properties.

Podle vynálezu je na tlakovém potrubí 1 uložen hlavní ventil 2, který je přes vzdušník £ spojen s pomocným regulátorem který je rovněž, napojen na tlakové potrubí 1, a to před hlavním ventilem 2. Hlavní ventil 2 je tvořen regulačním ventilem 21 a dvojčinným membránovým pohonem 22, jehož membrána 221 je mechanicky spojena s kuželkou 2ll regulačního ventilu 21« Pomocný regulátor £ i^e tvořen pláštěm 41« ve kterém je uchycen pohyblivý tlakoměrný prvek 42, rozdělující vnitřní prostor 43 pomocného regulátoru 4 na spodní komoru 431« střední komoru 432 a vrchní komoru w, přičemž komory 431« 433 jsou propojeny přepouštěcím kanálkem 421. Spodní komora 431 je opatřena vstupním hrdlem 44 a výstupním hrdlem 43 a je v ní uložen dvojčinný regulační orgán 46 umožňující spojitou regulaci průtoku vstupním hrdlem 44 a přepouštěcím kanálkem 421« Střední komora 432 je opatřena výpustným hrdlem 47 a vrchní komora 433 přídavným hrdlem 48, přičemž je v ní uložena předepjatá funkční pružina 49« Při vzájemném spojení členů 2, 2» 1 vzdušník 3 napojen mezi komorou nad membránou 221 dvojčinného membránového pohonu 22 hlavního ventilu 2 a výstupním hrdlem 43 spodní komory pomocného regulátoru £, přičemž komora pod membránou 221 dvojčinného membránového pohonu 22 je spojena s tlakovým potrubím 1 za hlavním ventilem 2, Vstupní hrdlo 44 pomocného regulátoru 4 je napojeno na tlakové potrubí 1. Výpustné hrdlo 47 a přídavné hrdlo 48 jsou spojeny s atmosférou.According to the invention, a main valve 2 is mounted on the pressure line 1, which is connected via an air reservoir 6 to an auxiliary regulator which is also connected to the pressure line 1, upstream of the main valve 2. The main valve 2 is formed by a control valve 21 and a double acting diaphragm actuator. 22, the diaphragm 221 is mechanically connected to cone 2LL regulating valve 21 «auxiliary controller £ i ^e a casing 41" in which is mounted a movable pressure measuring element 42, dividing the inner space 43 of the auxiliary controller 4 to the lower chamber 431 «middle chamber 432 and the upper The lower chamber 431 is provided with an inlet throat 44 and an outlet throat 43 and accommodates a double-acting control member 46 allowing continuous flow control through the inlet throat 44 and the overflow duct 421. it is provided with an outlet orifice 47 and an upper chamber and 433 via an additional orifice 48, wherein a biased functional spring 49 is received therein. When the members 2, 2, 1 are connected together, the air receiver 3 is connected between the chamber above the diaphragm 221 of the double-acting diaphragm actuator 22. wherein the chamber below the diaphragm 221 of the double-acting diaphragm actuator 22 is connected to the pressure line 1 downstream of the main valve 2. The inlet orifice 44 of the auxiliary regulator 4 is connected to the pressure line 1. The outlet orifice 47 and the additional orifice 48 are connected to the atmosphere.

V alternativním provedení podle obr. 2 je dvojčinný membránový pohon 22 hlavního ventilu 2 opatřen v komoře pod membránou 221 ovládací pružinou 222 umožňující uzavření regulačního ventilu 21 při poklesu průtoku v tlakovém potrubí 1 za hlavním ventilem 2 na nulovou hodnotu. Dále je pak zde pomocný regulátor 4 spojen z výpustného hrdla 47 přímo a z přídavného hrdla 48 přes škrtící orgán £ s tlakovým potrubím 1 za hlavnímIn the alternative embodiment of Fig. 2, the double-acting diaphragm actuator 22 of the main valve 2 is provided with a control spring 222 in the chamber below the diaphragm 221 allowing the control valve 21 to close when the flow in the pressure line 1 downstream of the main valve 2 is zero. Furthermore, the auxiliary regulator 4 is connected directly from the discharge orifice 47 and from the additional orifice 48 via the throttle element 8 to the pressure line 1 downstream of the main

- 3 ventilem 2. 248 312- 3 valve 2. 248 312

Při napojení regulátoru tlaku dle obr. 1 na tlakové potrubí se nastaví funkční pružinou 49 silové poměry v pomocném regulátoru 4 tak, aby při konstantních poměrech soustavy bylo zaručeno nastavení kuželky 211 regulačního ventilu 21 v poloze zajištující požadovaný tlak v tlakovém potrubí 1 za hlavním ventilem 2. Při kolísání tlaku před nebo za hlavním ventilem 2 způsobeném například změnami průtoku v tlakovém potrubí 1, je vzájemným spřažením dvojčinného regulačního orgánu 46, pohybli vého tlakoměrného prvku 42 a vzdušníku 2 udržován v komoře nad membránou 221 dvojčinného membránového pohonu 22 konstantní tlak, a to bez ohledu na okamžitou hodnotu vnitřního objemu, jejíž velikost je proměnná v důsledku změny poloh membrány 221 Výsledný regulační zásah regulátoru tlaku je úměrný velikosti změny zatížení regulované soustavy, například změny průtoku v tlakovém· potrubí 1 za hlavním ventilem 2.When the pressure regulator according to FIG. 1 is connected to the pressure line, the force ratios 49 are set in the auxiliary regulator 4 so that, at constant system ratios, the valve plug 211 is set in the position ensuring the desired pressure in the pressure line 1 downstream of the main valve 2. In the case of pressure fluctuations upstream or downstream of the main valve 2 caused, for example, by changes in flow in the pressure line 1, a constant pressure is maintained in the chamber above the diaphragm 221 of the double-acting diaphragm actuator 22 by interlocking the double-acting regulator 46, the movable pressure gauge irrespective of the instantaneous value of the internal volume, the magnitude of which varies due to the change in diaphragm positions 221 The resulting control of the pressure regulator is proportional to the magnitude of the change in load of the controlled system, for example .

V alternativním zapojení pomocného regulátoru £ podle obr. 2 je výsledný regulační zásah úměrný rychlosti změny žatí žení regulované soustavy.In the alternative connection of the auxiliary regulator 6 of FIG. 2, the resulting control intervention is proportional to the rate of change in the load on the controlled system.

Popsané provedení není jediným řešením podle vynálezu, ale například pohyblivý tlakoměrný prvek 42 pomocného regulátoru £ opatřený membránami může být nahrazen funkčně rovnocennou dvojicí vlnovců nebo pístů, dvojčinný regulační orgán 46 šoupátkem nebo funkční pružina 49 hmotou závaží či působením dalšího tlakoměrného prvku.The described embodiment is not the only solution according to the invention, but for example, the diaphragm movable pressure element 42 of the auxiliary regulator 6 may be replaced by a functionally equivalent pair of bellows or pistons, a double-acting regulator 46 by slide or functional spring 49 by mass.

Claims

A pressure regulator comprising a main valve, an air reservoir and at least an inlet port, an outlet port and an outlet port, wherein the main valve is mounted on a pressure line, characterized in that the main valve (2) is connected to the outlet port (45). the auxiliary regulator (4) via the air reservoir (3), the inlet throat (44) of the auxiliary regulator (4) being connected to the pressure line (1) upstream of the main valve (2).

The pressure regulator according to claim 1, characterized in that the auxiliary regulator (4) is formed by a pressure reducing valve with a double-acting control element (46).

Pressure regulator according to Claims 1 and 2, characterized in that in the housing (41) of the auxiliary regulator (4) a movable pressure measuring element (42) dividing the interior space (43) of the auxiliary regulator (4) into chambers (431, 432) 433), wherein the lower chamber (431) is provided with an inlet orifice (44) and an outlet orifice (45), a central chamber (432) with an outlet orifice (47) and an upper chamber (433) with an additional orifice (48).

Pressure regulator according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the outlet orifice (47) of the central chamber (432) is connected directly and the additional orifice (48) of the upper chamber (433) via the throttle (5) to the pressure line (1). ) after the main valve (2).

Pressure regulator according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the main valve (2) comprises a control valve (21) with a reverse function and a double-acting diaphragm actuator (22) whose chamber above the diaphragm (221) is connected to an air reservoir. (3) and the chamber below the diaphragm (221) is provided with a control spring (222) for controlling the shut-off function of the control valve (21).