RU168305U1

RU168305U1 - Регулятор давления газа

Info

Publication number: RU168305U1
Application number: RU2016134592U
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Петров; Константин Валентинович Подмастерьев; Ольга Сергеевна Никитенко; Кирилл Дмитриевич Шорин
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2017-01-30

Abstract

Полезная модель относится к области приборостроения, а конкретно к регуляторам давления (расхода) газа, и предназначена для автоматизации котлов наружного и внутреннего размещения, которые используются для отопления и горячего водоснабжения сооружений различного назначения.Сущность: регулятор давления газа содержит корпус с входной и выходной камерами, манометрическую систему, клапан для регулирования давления газа, пружину настройки и механизм, регулирующий начальное усилие пружины. Клапан представляет собой диск с направляющими элементами на торцевой поверхности, обеспечивающими соосное расположение клапана относительно седла корпуса регулятора и имеющими на внешней боковой поверхности упоры, взаимодействующие с седлом корпуса регулятора, таким образом, что при полной посадке клапана на седло, между торцевыми поверхностями клапана и седла остается проходное сечение, обеспечивающее минимально допустимое давление газа для поддержания режима работы котла.Техническим результатом является повышение качества поддержания температурного режима в зданиях, отапливаемых котлами наружного и внутреннего размещения за счет регулирования подачи газа в зону сгорания котла по равнопроцентной характеристике, что обеспечивает подачу тепловой энергии в здание по линейной характеристике.Это обеспечивается за счет того, что внутренняя полость клапана выполнена в виде усеченного конуса, высота которого равна величине хода штока и высоте стопорного винта h, выполненного в виде цилиндра, закрепленного на штоке, причем диаметр большего основания конуса D, диаметр меньшего основания конуса d и ход штока h выбраны из условия:. 3

Description

Полезная модель относится к области приборостроения, а конкретно к регуляторам давления (расхода) газа, и предназначена для автоматизации котлов наружного и внутреннего размещения, которые используются для отопления зданий различного назначения.

Известны регуляторы давления газа РДК-2, РДГ-6, РД-32М, РД-50М, РДУК, предназначенные для регулирования давления газа в бытовых и промышленных газовых установках (Устройство и эксплуатация городского газового хозяйства, - М.: изд. Высшая школа, 1968 г., стр. 126-136).

Недостатком известных решений является низкое качество поддержания температурного режима в зданиях, отапливаемых котлами наружного и внутреннего размещения.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция регулятора давления (расхода) газа, содержащего корпус с входной и выходной камерами, манометрическую систему, клапан для регулирования давления газа, пружину настройки и механизм, регулирующий начальное усилие пружины, причем клапан представляет собой диск с направляющими элементами на торцевой поверхности, обеспечивающими соосное расположение клапана относительно седла корпуса регулятора и имеющими на внешней боковой поверхности упоры, взаимодействующие с седлом корпуса регулятора, таким образом, что при полной посадке клапана на седло, между торцевыми поверхностями клапана и седла остается проходное сечение, обеспечивающее минимально допустимое давление газа для поддержания режима работы котла (патент на полезную модель №70719 МПК G05D 16/00. Опуб. 10.02.08, бюл. №4).

Недостатком регулятора является низкое качество поддержания температурного режима в зданиях, отапливаемых котлами наружного и внутреннего размещения.

Это связано с тем, что линейная зависимость подачи тепловой энергии в здание при изменении температуры наружного воздуха может быть обеспечена только в том случае, если расход газа в зону сгорания котла будет осуществляться не по линейной, а по равнопроцентной характеристике, т.к. тепловые потери здания при понижении температуры наружного воздуха возрастают (увеличиваются) не по линейной, а по равнопроцентной характеристике (Чистович С.А., Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отопления, - Л.: Стройиздат, 1975 г., стр. 56).

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение качества поддержания температурного режима в зданиях, отапливаемых котлами наружного и внутреннего размещения.

Поставленная задача достигается за счет того, что в предлагаемом регуляторе, содержащем корпус с входной и выходной камерами, манометрическую систему, клапан для регулирования давления газа, пружину настройки и механизм, регулирующий начальное усилие пружины, причем клапан представляет собой диск с направляющими элементами на торцевой поверхности, обеспечивающими соосное расположение клапана относительно седла корпуса регулятора и имеющими на внешней боковой поверхности упоры, взаимодействующие с седлом корпуса регулятора, таким образом, что при полной посадке клапана на седло, между торцевыми поверхностями клапана и седла остается проходное сечение, обеспечивающее минимально допустимое давление газа для поддержания режима работы котла, причем внутренняя полость клапана выполнена в виде усеченного конуса, высота которого равна величине хода штока и высоте стопорного винта h, выполненного в виде цилиндра, закрепленного на штоке, причем диаметр большего основания конуса D, диаметр меньшего основания конуса d и ход штока h выбраны из условия:

Технический результат достигается за счет регулирования подачи газа в зону сгорания котла по равнопроцентной характеристике, что обеспечивает подачу тепловой энергии в здание по линейной характеристике.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана схема регулятора давления газа; на фиг. 2 показан внешний вид клапана регулятора давления газа; на фиг. 3 показана зависимость изменения давления (расхода) газа при понижении температуры наружного воздуха в зоне сгорания котла.

Регулятор давления газа (фиг. 1) состоит из манометрической системы 1 с упругим чувствительным элементом 2, корпуса 3, имеющего входную камеру 4 и выходную камеру 5, крышки 6, соединяющей манометрическую систему 1 с корпусом 3, резьбовой втулки 7, изменяющей начальное усилие регулировочной пружины 8, закрепленной одним концом на штоке 9 при помощи стопорной шайбы 10, клапана 11, закрепленного на штоке стопорным винтом 12, кинематически связанного с упругим чувствительным элементом 2 через шток 9, и взаимодействующего с седлом 13 корпуса 3. На внешней боковой поверхности клапана 11 (фиг. 2) размещены направляющие элементы 14, упоры 15.

Регулятор давления газа (фиг. 1) работает следующим образом.

При изменении температуры окружающего воздуха выше значения, устанавливаемого при помощи резьбовой втулки 7, вращение которой изменяет начальное усилие регулировочной пружины 8, повышается давление наполнителя (газа) в манометрической системе 1, действующее на упругий чувствительный элемент 2. С противоположной стороны на упругий чувствительный элемент 2 действует давление рабочей среды (природного газа), которое составляет не более 2 кПа. Перемещаясь под действием разности давлений, упругий чувствительный элемент 2 через шток 9 передает движение клапану 11, закрепленному на штоке стопорным винтом 12. Клапан 11, перемещаясь в направлении седла 13, расположенного в корпусе 3, уменьшает расход и соответственно давление газа, поступающего в зону сгорания котла. При понижении температуры окружающего воздуха давление наполнителя в манометрической системе 1 снижается и упругий чувствительный элемент 2 под действием усилия регулировочной пружины 8 перемещает клапан 11 в направлении от седла 13, увеличивая подачу газа в зону сгорания. Наличие резьбовой втулки 7 позволяет производить настройку регулятора в широком диапазоне температур окружающего воздуха, что дает возможность использовать регулятор давления газа в различных климатических районах.

Соосное перемещение клапана 11 (фиг. 2) относительно седла 13 обеспечивается при помощи направляющих элементов 14, расположенных на внешней боковой поверхности клапана 11. При взаимодействии клапана 11, посредством упоров 15, выполненных на внешней боковой поверхности, с седлом 13, между торцевыми поверхностями клапана 11 и седла 13 остается гарантированное проходное сечение, обеспечивающее минимально допустимое давление газа для поддержания режима работы котла. Наличие гарантированного проходного сечения исключает возможность обмерзания клапана 11 при минусовой температуре окружающего воздуха и обеспечивает бесперебойную подачу газа в зону сгорания.

На графике (фиг. 3) показаны: равнопроцентная характеристика подачи газа в котел (пунктирная линия) и линейная характеристика подачи тепловой энергии в здание (основная линия), где: t₁ - температура, соответствующая полному открытию клапана (-26°C) и максимальному давлению (расходу) газа в котел; t₂ - температура, при которой клапан полностью закрыт (+8°C), но в закрытом состоянии обеспечивает гарантированное минимально допустимое давление газа для поддержания режима работы котла, составляющее ориентировочно 40% от максимального давления (0,4 Рмакс). Δt=t₂-t₁ - зона пропорциональности регулятора давления газа (составляет от +8°C до -26°C).

Соотношение

обеспечивает равнопроцентную характеристику подачи газа в зону сгорания котла. Экспериментально установлено, что при уменьшении соотношения меньше 0,4 или увеличении больше 6,5 равнопроцентная характеристика подачи газа в зону сгорания котла не поддерживается (Теоретические основы построения и моделирования систем управления тепловым режимом объектов промышленного и гражданского назначения: монография / А.И. Суздальцев, С.П. Петров, О.С Петрова, Н.А. Сафронова; под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. А.И. Суздальцева. - Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК», 2012. - 262 с.).

Применение предлагаемого регулятора давления газа позволяет повысить качество поддержания температурного режима в зданиях, отапливаемых котлами наружного и внутреннего размещения, за счет регулирования подачи газа в зону сгорания котла по равнопроцентной характеристике, что обеспечивает подачу тепловой энергии в здание по линейной характеристике.

Claims

Регулятор давления газа, содержащий корпус с входной и выходной камерами, манометрическую систему, клапан для регулирования давления газа, пружину настройки и механизм, регулирующий начальное усилие пружины, причем клапан представляет собой диск с направляющими элементами на торцевой поверхности, обеспечивающими соосное расположение клапана относительно седла корпуса регулятора и имеющими на внешней боковой поверхности упоры, взаимодействующие с седлом корпуса регулятора таким образом, что при полной посадке клапана на седло между торцевыми поверхностями клапана и седла остается проходное сечение, обеспечивающее минимально допустимое давление газа для поддержания режима работы котла, отличающийся тем, что внутренняя полость клапана выполнена в виде усеченного конуса, высота которого равна величине хода штока и высоте стопорного винта h, выполненного в виде цилиндра, закрепленного на штоке, причем диаметр большего основания конуса D, диаметр меньшего основания конуса d и ход штока h выбраны из условия: