CS256012B1

CS256012B1 - Device for gas outlet overpressure regulation with membrane gas pressure regulator

Info

Publication number: CS256012B1
Application number: CS852422A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Pala; Jan Malik; Ilja Richtr
Original assignee: Miloslav Pala; Jan Malik; Ilja Richtr
Priority date: 1985-04-02
Filing date: 1985-04-02
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS242285A1

Abstract

Zařízení pro regulaci výstupního přetlaku plynu u membránového regulátoru plynu změnou tlaku působícího na jeho membránu v závislosti na množství plynu protékajícího membránovým regulátorem tlaku plynu nebo v závislosti na programovém řízení, vyznačené tím, že prostor nad membránou membránového regulátoru je spojen s vyrovnávací nádobou, dále se vstupním hrdlem membránového regulátoru, jakož i s výstupním hrdlem membránového regulátoru nebo s okolním ovzdušímApparatus for regulating the output gas overpressure of a gas diaphragm regulator by varying the pressure exerted on its diaphragm as a function of the amount of gas flowing through the diaphragm gas pressure regulator or depending on the program control, characterized in that the space above the diaphragm regulator membrane is connected to the equilibrating vessel; the diaphragm regulator inlet, as well as the outlet port of the diaphragm regulator or the ambient air

Description

Vynález se týká zařízení pro regulaci výstupního přetlaku plynu u membránového regulátoru tlaku plynu změnou tlaku působícího na jeho membránu v závislosti na množství plynu protékajícího membránovým regulátorem tlaku plynu nebo v závislosti na programovém řízení.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for controlling the outlet pressure of a gas in a diaphragm gas pressure regulator by varying the pressure exerted on its diaphragm as a function of the amount of gas flowing through the diaphragm pressure regulator or by program control.

Dodávky topných plynů se zabezpečují z místních sítí, do kterých je plyn dodáván z nadřazených řadů středotlakých nebo vysokotlakých. Z nadřazených řadů se do místních síti plyn dodává prostřednictvím regulačních stanic nebo regulačních řad, což je soubor regulujících a zabezpečujících prvků pro automatickou, zejména bezobslužnou regulaci vyššího proměnného vstupního přetlaku na konstantní nižší přetlak na výstupu. Počet takovýchto regulačních zařízení se v praxi mění podle délky provozovaných sítí, u větších měst dosahuje i několika set. Hodnota výstupního přetlaku z regulačních stanic se musí volit tak, aby v kritickém místě sítě, obvykle nejvzdálenějším od regulační stanice, byl dostatečný přetlak, schopný zabezpečit správnou funkci spotřebičů i při kritických, t.j. maximálních odběrech. Pokud by nebyl dodrženThe supply of fuel gases is ensured from local networks, to which gas is supplied from the superior medium- or high-pressure series. From upstream lines, gas is supplied to local networks via control stations or control lines, which is a set of regulating and safeguarding elements for the automatic, particularly unmanned, control of a higher variable input pressure to a constant lower output pressure. In practice, the number of such control devices varies according to the length of the networks operated, and in the case of larger cities it reaches several hundreds. The value of the output overpressure from the control stations must be chosen so that there is sufficient overpressure at the critical point of the network, usually furthest from the control station, capable of ensuring the correct functioning of the appliances even at critical, i.e. maximum, offtakes. If it was not observed

- 3 256 012 tento požadavek, případné zhasnutí plamene by nejen zabránilo další činnosti plynových spotřebičů, ale především u nezabezpečených typů spotřebičů by mělo za následek i únik plynu a tím i ohrožení bezpečnosti odběratelů. V rozsahu nižších přetlaků, při kterých jsou místní sítě provozovány, jsou ztráty plynu prakticky přímo úměrné velikosti přetlaku. Dosud známé způsoby regulace přetlaku v systému místních sítí podle skutečných odběrů tak, aby nedocházelo ke zbytečným ztrátám, lze rozdělit na systémy s dálkovou regulací a systémy s autonomní regulací. Výhody systémů s dálkovou regulací spočívají v možnosti plynule nebo skokově regulovat výstupní přetlak podle okamžitých podmínek sítě v závislosti na celé řadě parametrů, které může sledovat operátor nebo počítač. Zásadní nevýhoda tohoto systému spočívá ve vysokých investičních nákladech na provozování spojových cest i jejich výstavbu, al již kabelových nebo radiových. V městských podmínkách velmi často dochází k narušení těchto spojení. Systém vyžaduje přídavné zařízení k nastavení regulační stanice v případě poruchy spojení. Naproti tomu dosavadní autonomní systémy pracuji v zásadě se dvěma principy, a to s časovým programem, nebo se změnou přetlaku v závislosti na- 3 256 012 this requirement, eventual extinguishment of the flame would not only prevent further operation of gas appliances, but especially in unsecured types of appliances would also result in gas leakage and thus endanger the safety of consumers. In the range of lower pressures at which local networks are operated, gas losses are virtually proportional to the size of the pressures. The known methods of overpressure control in the local network system according to actual consumption so as to avoid unnecessary losses can be divided into systems with remote control and systems with autonomous control. The advantages of remote control systems are the ability to continuously or stepwise regulate the output overpressure according to the instantaneous network conditions depending on a variety of parameters that can be monitored by the operator or computer. The main disadvantage of this system lies in the high investment costs for the operation of communication routes and their construction, whether cable or radio. In urban conditions, these connections are very often disrupted. The system requires additional equipment to adjust the control station in the event of a connection failure. On the other hand, the existing autonomous systems work in principle with two principles, namely the time program or the change of overpressure depending on

256 012 průtoku plynu, kdy změna přetlaku je řízena elektricky nebo pneumaticky· U systémů s Sašovým programem se mění výstupní přetlak podle předem daného denního nebo týdenního cyklu, přičemž součástí systému je časová základna, a to mechanická nebo elektronická. Nevýhodou těchto systémů je jejich malá pružnost, nebci dodávka topných plynů není jen funkcí času, ale i řady dalěích parametrů. Tento systém také vyžaduje zařízení pro nastavení výstupního přetlaku při poruče časové základny, případně synchronizaci času tam, kde je časová základna závislá na dodávee elektrické energie. Autonomní přestavování přetlaku v závislosti na okamžitém průběhu odběru je nejpokrokovějčím systémem, který umožňuje pružně reagovat na okamžité potřeby sítě. Základní nevýhodou těchto systémů je včak skutečnost, že spolehli vě pracují výhradně do izolované sítě, t.j. do sítě, kde takto upravená stanice je jediným zdrojem oblasti. Z bez pečnostních důvodů provozovatelé požadují stanice zokruhované, více stanic pracujících do oblasti, proto se tento systém dosud nerozšířil.256 012 gas flow, where the overpressure change is controlled electrically or pneumatically · In systems with the Saša program, the outlet pressure changes according to a predetermined daily or weekly cycle, the system including a time base, either mechanical or electronic. The disadvantage of these systems is their low flexibility, since the supply of fuel gases is not only a function of time, but also a number of other parameters. This system also requires a device to adjust the output overpressure when the time base fails, or to synchronize the time where the time base is dependent on the power supply. Autonomous overpressure adjustment based on instantaneous offtake is the most advanced system to flexibly respond to instantaneous network needs. However, the basic disadvantage of these systems is that they reliably operate exclusively on an isolated network, i.e. a network where the station so treated is the only source of the area. For security reasons, operators require circular stations, more stations working in the area, so this system has not yet been extended.

Nevýhody dosavadního stavu techniky jsou odstraněny vynálezem zařízeni pro regulaci výstupního přetlaku plynu u membránového regulátoru, který spočíváDisadvantages of the prior art are overcome by the invention of a device for controlling the gas outlet pressure of a diaphragm regulator which consists

- 5 256 012 ▼ tom, že prostor nad membránou membránového regulátoru je spojen s vyrovnávací nádobou, dále sa vstupním hrdlem membránového regulátoru, jakož i s výstupním hrdlem membránového regulátoru nebo s okolním ovzduším.- 5 256 012 ▼ that the space above the membrane regulator membrane is connected to a buffer vessel, further to the membrane regulator inlet as well as to the membrane regulator outlet or to the ambient air.

Podle dalšího znaku je vynález upraven tak, še prostor nad membránou je se vstupním hrdlem spojen prostřednictvím plnicího magnetického ventilu a filtrregulátoru, přičemž s výstupním hrdlem nebo s okolním ovzduším je spojen prostřednictvím dfcouštěcího magnetického ventilu.According to a further feature, the invention is adapted such that the space above the membrane is connected to the inlet throat by means of a filling solenoid valve and a filter regulator, and is connected to the outlet throat or to the ambient air by means of a bleed solenoid valve.

Vynález je podle dalšího znaku upraven tak, že prostor nad membránou je se vstupním hrdlem spojen prostřednictvím řídicího regulátoru, magnetického ventilu a filtrregulátoru, přičemž s výstupním hrdlem je spojen prostřednictvím řídicího regulátoru.According to a further feature of the invention, the space above the membrane is connected to the inlet throat by means of a control regulator, solenoid valve and filter regulator, and the outlet throat is connected by a control regulator.

Vynález umožňuje řídit výstupní přetlak v závislosti na podmínkách sítě. Vlastním principem je totiž krokový postup, kdy je časová konstanta karoků volitelná podle konkrétních charakterů sítě, přičemž se průměrují hodnoty odběru získávané z clony obdobně, jako při vyhodnocováni obsluhov· Přitom je možno postupně nastavit stanici na požadovaný režim bez ohledu naThe invention makes it possible to control the outlet pressure depending on the network conditions. The basic principle is a step procedure where the time constant of the caroks is selectable according to the specific network characteristics, while the averaging values obtained from the orifice are averaged similarly to the evaluation of the operators.

- 6 256 012 počet dalších stanic pracujících do systému· Další výhodou autonomního provozu regulačních systémů podle vynálezu je, že plynovodní sil je možno v době mimo-* špičkových objevů provozovat s nižšími přetlaky, t.j. upravovat výši přetlaku plynů podle skutečných podmínek odběru, čímž dojde ke snížení úniku plynu vlivem netěsnosti v síti. Při výpadku elektrické energie regulační soustava zůstane řízena pomocí trvale nastaveného řídicího regulátoru.Another benefit of the autonomous operation of the control systems of the present invention is that the gas pipeline can be operated at lower pressures during off-peak discoveries, i.e. adjusting the gas pressures according to actual sampling conditions, thereby to reduce gas leakage due to network leaks. In the event of a power failure, the control system remains controlled by a permanently set control controller.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing.

Prostor 18 nad membránou 2 membránového regulátoru 4 3® spojen s vyrovnávací nádobou dále se vstupním hrdlem 15 membránového regulátoru J prostřednictvím magnetického ventilu 2, jakož i filtrregulátoru 4. řrostor 18 nad membránou 2 je dále spojen prostřednictvím odpouštěcího magnetického ventilu 8 a pomocného hrdla 18 s okolním ovzduším. Dále je prostor 18 nad membránou 2 postřednictvím řídicího regulátoru J5 a magnetického ventilu 2» jakož i filtrregulátoru 4 spojen vstupním hrdlem 15 a dále rovněž prostřednictvím řídicího regulátoru .6 je prostor 18 spojen s výstupním hrdlemThe space 18 above the diaphragm 2 of the diaphragm regulator 43 is connected to the buffer vessel further to the inlet orifice 15 of the diaphragm regulator J by means of the solenoid valve 2 as well as the filter regulator 4. ambient air. Furthermore, the space 18 above the diaphragm 2 is connected via the inlet orifice 15 via the control regulator 5 and the solenoid valve 2 as well as the filter regulator 4, and further also through the control regulator 6 the space 18 is connected to the outlet orifice

- 7..296 012- 7..295 012

K výstupnímu hrdlu 16 je rovněž připojen snímač 14 statického tlaku, za který je připojen elektrický regulátor 13 PI, jakož i programátor 12.A static pressure sensor 14 is also connected to the outlet port 16, to which the electrical controller 13 PI and the programmer 12 are connected.

Za výstupním hrdlem 16 je upravena komorová měřicí clona, k níž je připojen snímač 10 tlakové diference, jakož i odmocňovací člen 11, jehož výstup je připojen k elektrickému regulátoru 13,A outlet orifice 16 is provided downstream of the outlet orifice, to which a differential pressure sensor 10 is connected, as well as a rooting element 11, the output of which is connected to an electric controller 13,

Změnou množství plynu protékajícího membránovým regulátorem J tlaku plynu se mění diferenční tlak tlaku plynu zjištěný komorovou měřicí clonou 2, přičemž tato změna diferenčního tlaku vstoupí do snímače 10 tlakové diference, který vyvolá změnu výstupního signálu z odmocňovacího členu 11. Tuto změnu nebo změnu výstupního signálu z programátoru 12. jímž může být například vačkový časový spínač, spínací hodiny atd., sBy varying the amount of gas flowing through the diaphragm pressure regulator J, the differential pressure of the gas pressure detected by the chamber metering orifice 2 changes and this change in differential pressure enters the pressure differential sensor 10 which causes a change in the output signal from the square root. a programmer 12 which may be, for example, a cam timer, a timer, etc., p

porovná elektrický regulátor 13 PI s výstupním signálem snímače 14 statického tlaku a vyšle impulzy do plnicího magnetického ventilu 2, čímž dojde ke zvýšení tlaku ve vyrovnávací nádobě JL a rovněž v prostoru 18 nad membránou 2 prostřednictvím filtrregulátoru £ a plnicího magnetického ventilu 2, nebo prostřednictvím odpouštěcího magnetického ventilu 8, čímž naopak dojdecompares the electrical regulator 13 PI with the output signal of the static pressure sensor 14 and sends pulses to the fill solenoid valve 2, thereby increasing the pressure in the buffer vessel 11 as well as in the space 18 above the diaphragm 2 via the filter regulator 6 and the fill solenoid 2, or solenoid valve 8, which in turn occurs

256 012 ke sníženi tlaku v prostoru 18 nad membránou 2, Změny tlaku v prostoru 18 nad membránou 2 pak způsobí prostřed nictvim membrány 2 1 změny tlaku za membránovým regulátorem J tlaku plynu.256 012 to reduce the pressure in the space 18 above the diaphragm 2. The pressure changes in the space 18 above the diaphragm 2 then cause a pressure change downstream of the diaphragm regulator J by means of the diaphragm 21.

Při přeruěení dodávky elektrické energie magnetický ventil 2. uvede v činnost řídicí regulátor 6,. Plnicí magnetický ventil 2 a odpouětěcí magnetický ventil 8 zůstanou uzavřeny. Při obnovení dodávky elektrické energie tlak plynu za membránovým regulátorem J se řídí pomocí membrány 2 v závislostí na činnosti plnicího magnetického ventilu 2 ^a odpouětěeího magnetického ventilu 8.When the power supply is interrupted, the solenoid valve 2 actuates the control controller 6. The charge solenoid valve 2 and the solenoid solenoid valve 8 remain closed. When power is restored, the gas pressure downstream of the diaphragm regulator J is controlled by the diaphragm 2 depending on the operation of the charging solenoid valve 2 ^{and the} bleed solenoid valve 8.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION 256 012

Apparatus for controlling the output gas overpressure of a diaphragm gas pressure regulator by varying the pressure exerted on its diaphragm according to the amount of gas flowing through the diaphragm pressure regulator or according to program control, characterized in that the space (L8) above the diaphragm (2) The diaphragm regulator (3) is connected to a buffer vessel (1), further to an inlet throat (15) of the diaphragm regulator (3) as well as to an outlet throat (16) of the diaphragm regulator (3) or to the ambient air.

Device according to claim 1, characterized in that the space (18) above the diaphragm (2) is connected to the inlet port (15) by means of a solenoid valve (7) and a filter regulator (4), the outlet port (16) or it is connected to the ambient air via a releasing solenoid valve (8).

- 10 256 012

Device according to claim 1, characterized in that the space (18) above the diaphragm (2) is connected to the inlet port (15) by means of a control regulator (6), a solenoid valve (5) and a filter regulator (4). (16) is connected via a control controller (6).