RU2032929C1

RU2032929C1 - Gas pressure regulator

Info

Publication number: RU2032929C1
Application number: RU92013233A
Authority: RU
Inventors: Петр Герасимович Целовальников
Original assignee: Петр Герасимович Целовальников
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1992-12-01
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: systems for controlling or regulating. SUBSTANCE: gas pressure regulator has housing 1 with inlet 2 and outlet 3 chambers, seat 4, controlling 5 and cutting-off 17 valves, servodrive having casing 6, double-arm lever 11, rod 12, and compensation extension spring 13. A control member made up as diaphragm 9 is mounted inside the control space 8 of the servodrive. EFFECT: heightened accuracy of regulating. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах газоснабжения котельных и других коммунальных объектов. The invention relates to techniques for automatic regulation and can be used in gas supply systems of boiler houses and other communal facilities.

Известны пружинно-рычажные регуляторы давления газа [1] Недостатком таких регуляторов является изменение выходного давления с изменением расхода газа. Known spring-lever gas pressure regulators [1] The disadvantage of such regulators is the change in output pressure with a change in gas flow.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является устройство для регулирования давления газа [2]
Устройство содержит корпус с входной и выходной камерами, между которыми последовательно расположено седло отсечного клапана, связанного с узлом установки этого клапана в открытое положение, и седло регулирующего клапана, шток которого связан с первым плечом двуплечего рычага, второе плечо которого связано с мембраной, нагруженной пружиной задания и образующей с корпусом управляющую полость, которая сообщена через импульсную трубку с выходной камерой.The closest in technical essence to the proposed solution is a device for regulating gas pressure [2]
The device comprises a housing with inlet and outlet chambers, between which a shut-off valve seat is connected sequentially, connected to the installation unit of this valve in the open position, and a control valve seat, the stem of which is connected to the first shoulder of the two-shouldered lever, the second shoulder of which is connected to the membrane loaded with a spring task and forming a control cavity with the housing, which is communicated through a pulse tube with the output chamber.

Недостатком этой конструкции является изменение выходного давления с изменением расхода газа, обусловленное перемещением центра подпружиненной мембраны при изменении зазора клапана. The disadvantage of this design is a change in the outlet pressure with a change in gas flow due to the displacement of the center of the spring-loaded membrane when the valve clearance changes.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности поддержания выходного давления в широком диапазоне изменения расхода газа за счет компенсаций изменений усилия задающей пружины сервопривода при различных расходах. The aim of the invention is to increase the accuracy of maintaining the outlet pressure in a wide range of changes in gas flow due to compensations for changes in the force of the driving spring of the servo at various costs.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор содержит компенсационную пружину растяжения, один конец которой соединен со вторым плечом двуплечего рычага, а второй конец соединен с корпусом на расстоянии от штока регулирующего клапана большем, чем расстояние от этого штока до оси поворота двуплечего рычага. This goal is achieved in that the regulator contains a compensation tension spring, one end of which is connected to the second shoulder of the two-shouldered lever, and the second end is connected to the body at a distance from the control valve stem greater than the distance from this rod to the axis of rotation of the two-shouldered lever.

Анализ патентных информационных и каталожных материалов по регуляторам давления газа по фондам областной научно-технической библиотеки г.Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Analysis of patent information and catalog materials on gas pressure regulators by the funds of the Saratov Regional Scientific and Technical Library allows us to conclude that the invention is not known from the prior art, i.e. it is new.

Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по регуляторам давления газа по фондам областной научно-технической библиотеки г.Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Analysis of patent, information and catalog materials on gas pressure regulators by the funds of the regional scientific and technical library in Saratov allows us to conclude that the invention is not known from the prior art, i.e. it is new.

Кроме того, предлагаемый регулятор давления газа не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень. In addition, the proposed gas pressure regulator does not follow explicitly from the prior art, i.e. has an inventive step.

Практика эксплуатации регуляторов давления газа свидетельствует о том, что предлагаемое решение обладает промышленной полезностью. The practice of operating gas pressure regulators indicates that the proposed solution has industrial utility.

На фиг.1 изображена схема регулятора; на фиг.2 представлены зависимости задающих усилий пружин от изменения расхода. Figure 1 shows a diagram of a controller; figure 2 presents the dependence of the driving forces of the springs from changes in flow.

Регулятор давления газа (фиг.1) содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 камерами, седло 4, регулирующий клапан 5 и отсечной клапан 17, сервопривод, состоящий из корпуса 6, и крышки 7, в управляющей полости 8 которого расположен регулирующий орган в виде мембраны 9, закрепленной на корпусе 6 и подпружиненной пружиной 10, двуплечего рычага 11, штока 12 и компенсационной пружины растяжения 13. Управляющая полость 8 сервопривода сообщена с нагрузкой за регулятором давления газа (не показано). The gas pressure regulator (Fig. 1) contains a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 chambers, a seat 4, a control valve 5 and a shut-off valve 17, a servo-drive consisting of a housing 6, and a cover 7, in the control cavity 8 of which there is a regulatory body in in the form of a membrane 9 mounted on a housing 6 and a spring-loaded spring 10, a two-shouldered lever 11, a rod 12, and a compensation tension spring 13. The control cavity 8 of the servo drive is connected with the load to the gas pressure regulator (not shown).

График 14 фиг. 2 характерен для пружинных регуляторов давления газа и состоит из двух участков: первый участок зона малых расходов (зона герметизации), когда регулирующий клапан 5 прижат к седлу 4, зазоры отрицательны и жесткость уплотнения регулирующего клапана 5 формирует усилие на мембране 9; второй участок зона рабочих расходов при положительных зазорах, когда усилие на мембране 9 формируется жесткостями пружины 10 и мембраны 9. График 15 образован компенсационной пружиной растяжения 13 и определяется усилием растяжения этой пружины и взаимным расположением пружины относительно оси вращения двуплечего рычага 11. График 16 характеризует суммарное усилие на мембране 9 от изменения расхода. Graph 14 of FIG. 2 is characteristic of spring gas pressure regulators and consists of two sections: the first section is a low-flow zone (sealing zone), when the control valve 5 is pressed against the seat 4, the gaps are negative and the sealing rigidity of the control valve 5 generates a force on the membrane 9; the second section is the operating costs zone with positive gaps, when the force on the membrane 9 is formed by the stiffnesses of the springs 10 and the membrane 9. Graph 15 is formed by the compensation tensile spring 13 and is determined by the tensile force of this spring and the relative position of the spring relative to the axis of rotation of the two shoulders lever 11. Graph 16 characterizes the total the force on the membrane 9 from the change in flow.

Регулятор давления газа работает следующим образом. The gas pressure regulator operates as follows.

В исходном состоянии отсечной клапан 17 установлен с помощью узла установки (не показан) в открытое положение. Усилие от входного давления, действующее на регулирующий клапан 5, передается через шток 12 и двуплечий рычаг 11 на мембрану 9, суммируется с усилиями задания пружины 10 и мембраны 9 (график 14), а также с натяжением компенсационной пружины растяжения 13, формирующей вращающий момент относительно оси вращения двуплечего рычага 11 (график 15), и в установившемся режиме уравновешивается давлением газа в управляющей полости 8 сервопривода. Суммарное усилие, соответствующее данному расходу, определяется алгебраической суммой составляющих усилий (график 16). Давление в управляющей полости 8, а следовательно в нагрузке, определяется суммарным усилием и эффективной площадью мембраны 9. In the initial state, the shut-off valve 17 is installed using the installation unit (not shown) in the open position. The force from the inlet pressure acting on the control valve 5 is transmitted through the rod 12 and the two-arm lever 11 to the membrane 9, is summed up with the efforts of setting the spring 10 and the membrane 9 (graph 14), as well as with the tension of the compensation tension spring 13, which forms a torque relative to the axis of rotation of the two shoulders of the lever 11 (graph 15), and in the steady state is balanced by the gas pressure in the control cavity 8 of the servo. The total effort corresponding to a given flow rate is determined by the algebraic sum of the component forces (graph 16). The pressure in the control cavity 8, and therefore in the load, is determined by the total force and effective area of the membrane 9.

При изменении расхода выходное давление изменяется, равновесие сил на мембране 9 нарушается, что приводит к ее перемещению и соответствующему изменению положения регулирующего клапана 5, восстанавливающему заданный уровень давления газа. Например, в случае увеличения расхода уменьшается давление в нагрузке, а следовательно и в управляющей полости 8, что приводит к перемещению мембраны 9 вниз. При этом усилие задающей пружины 10 уменьшается, а усилие от компенсационной пружины растяжения 13 увеличивается, так как увеличивается плечо приложения силы этой пружины к оси вращения двуплечего рычага 11, а суммарное усилие остается постоянным. When the flow rate changes, the outlet pressure changes, the balance of forces on the membrane 9 is violated, which leads to its movement and a corresponding change in the position of the control valve 5, restoring the given gas pressure level. For example, in the case of an increase in flow rate, the pressure in the load decreases, and therefore in the control cavity 8, which leads to the displacement of the membrane 9 down. In this case, the force of the driving spring 10 decreases, and the force from the compensation tension spring 13 increases, since the shoulder applying the force of this spring to the axis of rotation of the two shoulders of the lever 11 increases, and the total force remains constant.

Таким образом, в рабочем диапазоне изменения расходов суммарное усилие будет стабилизировано, а следовательно будет стабилизировано и выходное давление. Thus, in the operating range of flow rates, the total force will be stabilized, and therefore the outlet pressure will also be stabilized.

Claims

GAS PRESSURE CONTROLLER, comprising a housing with an inlet and outlet chambers, between which a saddle of a shut-off valve is connected in series, connected to the installation unit of this valve in the open position, and a saddle of a control valve, the stem of which is connected to the first shoulder of the two shoulders lever, the second shoulder of which is connected to the membrane loaded with a task spring and forming a control cavity with the housing, which is communicated through an impulse tube with an output chamber, characterized in that it contains a tensile compensation spring I, one end of which is connected to the second shoulder of the two-shouldered lever, and the other end is connected to the body at a distance from the control valve stem greater than the distance from this rod to the axis of rotation of the two-shouldered lever.