RU2115153C1

RU2115153C1 - Automatic pressure controller

Info

Publication number: RU2115153C1
Authority: RU
Inventors: Лев Васильевич Цуркаленко; Лидия Александровна Коваль; Николай Алексеевич Селин
Original assignee: Лев Васильевич Цуркаленко; Лидия Александровна Коваль; Николай Алексеевич Селин
Priority date: 1992-09-29
Filing date: 1992-09-29
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: automatic control; gas industry. SUBSTANCE: automatic pressure controller has body of drive 1, upper 2 and lower 3 covers, inlet 4 and outlet 5 branch pipes, safety valve 6, gland 7, column 8, nut 9, hole 10, protection chamber 11, return chamber 12, valve body 13, membrane 14, tube 15, blind partition 16, magnet 17, ball 18, seat 19, tube 20, screen 21, magnet 22, tie-rod 23, set 24, double-set gate 25, plate 26, spring 27, L-shaped lever 28, fork 29, flexible tie-rod 30, gate 31, and stop 32. EFFECT: higher safety of using gas in homes. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике автоматического регулирования, а именно к регуляторам низкого давления, и может быть использовано в газовой промышленности в качестве квартирного регулятора или регулятора шкафной установки. The invention relates to techniques for automatic regulation, namely, low pressure regulators, and can be used in the gas industry as an apartment regulator or cabinet unit regulator.

Известны регуляторы давления газа односедельные и двухседельные, прямого и непрямого действия, с мембранным и поршневым приводом, с пружинным и пневматическим заданием выходного давления как отечественного, так и зарубежного производства. Known gas pressure regulators single-seat and two-seat, direct and indirect action, with a diaphragm and piston actuator, with a spring and pneumatic task of the outlet pressure of both domestic and foreign production.

Регулятор давления газа квартирный (РДПС-10), выпускаемый Саратовским авиационным заводом, состоит из корпуса регулятора, корпуса отключающего устройства и крестовины, соединенных между собой с помощью болтов, входного и выходного патрубков. The apartment gas pressure regulator (RDPS-10), manufactured by the Saratov Aviation Plant, consists of a regulator case, a disconnecting device case and a crosspiece, interconnected by bolts, inlet and outlet pipes.

В крестовине закреплено седло рабочего клапана, являющееся одновременно и седлом отсечного клапана. В корпусе регулятора имеется стакан с регулировочной гайкой и пружиной, упирающейся в тарелку на мембране, которая с помощью рычажного устройства соединена со штоком рабочего клапана. В мембране расположен сбросной клапан с пружиной и регулировочной гайкой. В корпусе отключающего устройства имеется мембрана с тарелкой, связанные со штоком, при этом пружина, упираясь в тарелку, поджимает этот шток к другому штоку, который также поджат пружиной. The saddle of the working valve is fixed in the crosspiece, which is also the seat of the shut-off valve. In the case of the regulator there is a glass with an adjusting nut and a spring resting on a plate on the membrane, which is connected to the valve stem using a lever device. In the membrane there is a relief valve with a spring and an adjusting nut. In the case of the disconnecting device there is a membrane with a plate associated with the rod, while the spring, resting on the plate, presses this rod to another rod, which is also spring-loaded.

Основными недостатками описанного регулятора являются:
одностороннее давление на шток рабочего клапана, в результате выходное давление будет в некоторой степени изменяться при изменении входного давления;
сложность конструкции отключающего устройства, вызванная наличием большого количества штоков, пружины, собачек и т.д.;
зависимость срабатывания запорного клапана от целости мембраны, которая является самым ненадежным элементом.The main disadvantages of the described controller are:
one-way pressure on the valve stem; as a result, the outlet pressure will change to some extent with a change in the inlet pressure;
the complexity of the design of the disconnecting device caused by the presence of a large number of rods, springs, dogs, etc .;
dependence of the actuation of the shutoff valve on the integrity of the membrane, which is the most unreliable element.

Известен также регулятор (авт. св. СССР N 193187), который и принят за прототип. The controller is also known (ed. St. USSR N 193187), which is taken as a prototype.

Он содержит корпус привода с верхней и нижней крышками, вентильный корпус, входной и выходной патрубки, мембрану с тарелкой, колонку с регулировочной гайкой и пружиной, причем вентильный корпус имеет два седла и соосно расположенный с ними двухседельный затвор, нижняя часть которого соединена с тарелкой, закрепленной на мембране, она по окружности соединена с корпусом привода, при этом в тарелку одним концом упирается пружина, расположенная в колонке, закрепленной над отверстием в нижней крышке корпуса привода, а другим концом пружина упирается в подвижную, соединенную с колонкой регулировочную гайку. It contains a drive housing with upper and lower covers, a valve housing, an inlet and an outlet pipe, a membrane with a plate, a column with an adjusting nut and a spring, the valve body having two seats and a two-seat valve coaxially located with them, the lower part of which is connected to the plate, mounted on the membrane, it is connected around the circumference with the drive housing, with one spring resting on a plate at one end located in a column mounted above the hole in the bottom cover of the drive housing, and at the other end It is inserted into a movable adjusting nut connected to the column.

Но и этот регулятор имеет существенные недостатки:
недостаточная безопасность при использовании газа в быту. Так, в регуляторе отсутствует защита от значительного повышения или понижения выходного давления. Что в первом случае может привести к загазованности местности, а во втором - погасанию горелки с последующим выходом газа в помещение.But this regulator has significant disadvantages:
insufficient safety when using gas in everyday life. So, in the regulator there is no protection against a significant increase or decrease in the outlet pressure. Which in the first case can lead to gas contamination of the area, and in the second - the extinction of the burner with the subsequent release of gas into the room.

Поставлена задача повышения безопасности использования газа в быту. The task is to increase the safety of gas use in everyday life.

Это достигается путем выполнения регулятора с двумя дополнительными камерами: камерой защиты и камерой возврата, которые имеют общую стенку и жестко закреплены внутри корпуса привода посредством трубки, соединяющей среднюю часть внутренней полости первой камеры с внутренней полостью входного патрубка. This is achieved by performing a controller with two additional cameras: a protection camera and a return camera, which have a common wall and are rigidly fixed inside the drive housing by means of a tube connecting the middle part of the first cavity of the first chamber with the inner cavity of the inlet pipe.

Верхняя часть камеры защиты имеет глухую перегородку. Снаружи камеры, над перегородкой, имеется магнит, который удерживает под перегородкой внутри камеры шар. The upper part of the protection chamber has a blank partition. Outside the chamber, above the partition, there is a magnet that holds the ball under the partition inside the chamber.

Магнит соединен гибкой тягой с затвором предохранительного клапана. На гибкой тяге имеется неподвижный упор. Нижняя часть камеры имеет гнездо, внутренняя полость которого соединена посредством трубки с внутренней полостью вентильного корпуса. The magnet is connected by a flexible rod to the safety valve. On flexible traction there is a fixed emphasis. The lower part of the chamber has a socket, the internal cavity of which is connected by means of a tube to the internal cavity of the valve body.

Вентильный корпус сверху и снизу имеет седла и расположенный соосно с ними двухседельный затвор, нижней частью соединенный с тарелкой, закрепленный на мембране. Последняя по наружной окружности жестко соединена с корпусом привода. В тарелку одним концом упирается пружина, расположенная в колонке, которая жестко закреплена над отверстием в нижней крышке корпуса привода, другим концом пружина упирается в гайку, которая подвижно соединена с колонкой. Верхняя часть затвора снабжена Г-образным рычагом, имеющим на конце вилку, которая охватывает с трех сторон гибкую тягу под упором. The valve body on the top and bottom has saddles and a two-seat valve located coaxially with them, the lower part connected to the plate, mounted on the membrane. The latter on the outer circumference is rigidly connected to the drive housing. A spring located in the column rests against the plate at one end, which is rigidly fixed above the hole in the bottom cover of the drive housing, the other end rests against the nut, which is movably connected to the column. The upper part of the shutter is equipped with a L-shaped lever having a fork at the end, which covers on three sides a flexible rod under the stop.

Камера возврата внутри имеет экран, расположенный на уровне магнита камеры защиты, и на этом же уровне в ней имеется свой магнит, который соединен с нижним концом штанги, а верхний ее конец через сальник в верхней крышке корпуса привода выведен наружу. The return chamber inside has a screen located at the level of the magnet of the protection camera, and at the same level it has its own magnet, which is connected to the lower end of the rod, and its upper end is brought out through the gland in the upper cover of the drive housing.

Камеры защиты и возврата выполнены из диамагнитного материала, а шар и экран - наоборот, из магнитного материала. The protection and return chambers are made of diamagnetic material, and the ball and the screen, on the contrary, are made of magnetic material.

На чертеже изображен заявленный регулятор. The drawing shows the claimed controller.

Он состоит из корпуса привода 1, закрытого верхней крышкой 2 и нижней крышкой 3. Верхняя крышка герметично соединена с корпусом привода и в ней закреплены входной патрубок 4, выходной патрубок 5, предохранительный клапан 6 и сальник 7. В нижней крышке имеется отверстие, над которым закреплена колонка 8, с подвижно соединенной гайкой 9. Кроме того, в ней имеется отверстие 10 для поддержания атмосферного давления над мембраной. It consists of the actuator housing 1, closed by the upper cover 2 and the lower cover 3. The upper cover is hermetically connected to the drive housing and the inlet pipe 4, the outlet pipe 5, the safety valve 6 and the stuffing box 7 are fixed in it. The bottom cover has an opening over which fixed column 8, with a movably connected nut 9. In addition, it has a hole 10 to maintain atmospheric pressure above the membrane.

Внутри корпуса привода жестко закреплены и размещены рядом камера защиты 11 и камера возврата 12, вентильный корпус 13 и мембрана 14. Камера защиты состоит из трех частей. Средняя ее часть посредством трубки 15 соединена с входным патрубком. Верхняя ее часть имеет глухую перегородку 16, над которой размещен магнит 17, удерживающий своим полем шар 18, расположенный под перегородкой. Нижняя часть камеры имеет гнездо 19, которое по диаметру меньше шара. Эта часть камеры посредством трубки 20 соединена со средней частью внутренней полости вентильного корпуса. Камера возврата имеет экран 21 и магнит 22, соединенный со штангой 23, свободный конец которой через сальник выведен за пределы корпуса. Задача экрана - ослабить взаимное влияние магнитов. Inside the drive casing, a protection chamber 11 and a return chamber 12, a valve housing 13 and a membrane 14 are rigidly fixed and placed side by side. The protection chamber consists of three parts. Its middle part by means of a tube 15 is connected to the inlet pipe. Its upper part has a blind partition 16, over which a magnet 17 is placed, holding the ball 18, located under the partition, with its field. The lower part of the chamber has a socket 19, which is smaller in diameter than the ball. This part of the chamber through the tube 20 is connected to the middle part of the internal cavity of the valve body. The return chamber has a screen 21 and a magnet 22 connected to the rod 23, the free end of which through the stuffing box is brought out of the housing. The task of the screen is to weaken the mutual influence of magnets.

Вентильный корпус сверху и снизу имеет седла 24, соосно с которыми расположен двухседельный затвор 25. Нижняя часть затвора соединена с тарелкой 26, закрепленной на мембране. The valve housing on the top and bottom has seats 24, coaxially with which the two-seat valve 25 is located. The lower part of the valve is connected to a plate 26 mounted on the membrane.

В тарелку одним концом упирается пружина 27, расположенная в колонке, а другим концом она упирается в регулировочную гайку. Верхняя часть затвора снабжена Г-образным рычагом 28, имеющим на конце вилку 29. Вилка с трех сторон охватывает гибкую тягу 30, которая соединяет магнит камеры защиты с затвором 31 предохранительного клапана. На гибкой тяге, выше вилки, имеется упор 32, который, упираясь в вилку, позволяет затвору при подъеме вверх отрывать магнит 17 от шара 18. При опускании вниз вилка свободно скользит по гибкой тяге. A spring 27 located in the column abuts against the plate at one end and abuts against the adjusting nut at the other end. The upper part of the shutter is equipped with an L-shaped lever 28 having a plug 29 at the end. The plug covers three flexible rods 30 on three sides, which connects the magnet of the protection chamber to the shutter 31 of the safety valve. On the flexible rod, above the fork, there is an emphasis 32, which, abutting the fork, allows the shutter to lift the magnet 17 from the ball 18 when lifting up. When lowering, the fork slides freely along the flexible rod.

Работает регулятор следующим образом. The regulator operates as follows.

В исходном состоянии регулировочная гайка 9 поджимает пружину 27 к тарелке 26 с некоторым усилием, которое и определяет величину выходного давления. In the initial state, the adjusting nut 9 compresses the spring 27 to the plate 26 with some force, which determines the magnitude of the output pressure.

Средняя часть мембраны 14 прогнута вверх, между гнездами 24 вентильного корпуса и тарелками затвора 25 имеются щели. Шар 18 удерживается магнитом 17 в подвешенном состоянии. Кроме того, этот магнит с некоторым усилием прижимает затвор 31 предохранительного клапана к седлу. The middle part of the membrane 14 is bent up, between the slots 24 of the valve body and the plates of the shutter 25 there are gaps. Ball 18 is held by magnet 17 in suspension. In addition, this magnet presses the safety valve shutter 31 against the seat with some force.

При подаче газа потребителю открывается кран на подводящем газопроводе (не показан) и газ поступает на вход регулятора, затем через входной патрубок 4, трубку 15, гнездо 19, трубку 20 - во внутреннюю полость вентильного корпуса 13 и далее через его седла заполняет внутреннюю полость корпуса привода 1. When gas is supplied to the consumer, a valve on the inlet gas pipeline (not shown) opens and gas enters the regulator inlet, then through the inlet pipe 4, pipe 15, socket 19, pipe 20 into the internal cavity of the valve body 13 and then fills the internal cavity of the body through its seats drive 1.

По мере увеличения давления в полости 1 будет увеличиваться давление на мембрану 14, в результате она, сжимая пружину 27, начинает прогибаться в обратную сторону, увлекая за собой двухседельный затвор 25 и одновременно уменьшая щели между тарелками последнего и седлами 24. Г-образная часть затвора 28 и ее вилка 29 также сместятся вниз. As the pressure in the cavity 1 increases, the pressure on the membrane 14 will increase, as a result, by compressing the spring 27, it begins to bend in the opposite direction, dragging the two-seat valve 25 along and simultaneously reducing the gaps between the plates of the latter and the seats 24. The L-shaped part of the valve 28 and its fork 29 will also shift down.

Если при этом на газопроводе у потребителя открыт кран (не показан), то газ через выходной патрубок 5 начнет поступать к потребителю. Через некоторое время затвор вентильного корпуса займет такое положение, при котором установится динамическое равновесие, и количество газа, проходящее через седла, будет равно количеству газа, используемому потребителем. If at the same time a tap (not shown) is open on the consumer’s gas pipeline, then gas will begin to flow to the consumer through the outlet pipe 5. After a while, the valve body shutter will occupy a position in which dynamic equilibrium is established, and the amount of gas passing through the seats will be equal to the amount of gas used by the consumer.

В случае нарушения равновесия в сторону увеличения или уменьшения регулятор уменьшит или увеличит подачу газа, в результате снова наступит динамическое равновесие при новом расходе газа. In the event of an imbalance in the direction of increase or decrease, the regulator will reduce or increase the gas supply, as a result, dynamic equilibrium will again come at a new gas flow.

Если в результате каких-то причин, например износа уплотнения гнезда, выходное давление начнет увеличиваться, тогда под воздействием силы, действующей на шар 31, последний приподнимется над гнездом и сбросит избыток давления в атмосферу. При этом через гибкую тягу настолько же поднимется и магнит 17. If, due to some reason, for example, wear of the seal of the socket, the output pressure starts to increase, then under the influence of the force acting on the ball 31, the latter rises above the socket and relieves the excess pressure into the atmosphere. In this case, the magnet 17 also rises through the flexible rod.

Если несмотря на стравливание газа через предохранительный клапан давление будет продолжать увеличиваться, тогда сила, действующая на затвор 31, увеличится и поднимет его над седлом на такую величину, при которой магнит 17 не сможет удерживать шар 18, в результате он упадет в гнездо 19 и перекроет подачу газа на вход вентильного корпуса. If despite the bleeding of the gas through the safety valve, the pressure will continue to increase, then the force acting on the valve 31 will increase and raise it above the seat by such a value that the magnet 17 will not be able to hold the ball 18, as a result, it will fall into socket 19 and block gas supply to the valve body inlet.

Если в силу каких-то причин, например повреждение подводящего газопровода, выходное давление начнет значительно уменьшаться, при этом пружина 27 будет прогибать мембрану 14 вверх все выше и выше, в результате вилка 29 упрется в упор 32 и начнет отрывать магнит 17 от шара 18. Вскоре наступит момент, когда шар 18 оторвется от глухой перегородки 16 и упадет в гнездо 19, перекрывая доступ газа в вентильный корпус 13. If, for some reason, for example damage to the supply gas pipeline, the output pressure begins to decrease significantly, the spring 27 will bend the membrane 14 up and up, as a result, the fork 29 will rest against the stop 32 and begin to tear the magnet 17 from the ball 18. Soon there will come a time when the ball 18 is torn off from the blank partition 16 and falls into the socket 19, blocking the access of gas to the valve body 13.

Учитывая, что сбрасывание защиты, как правило, происходит в результате серьезных повреждений регулятора, то правилами Госгортехнадзора предусмотрено, что возобновление подачи газа должно производиться не автоматически, а только обслуживающим персоналом после выяснения причин, приведших к срабатыванию защиты. Considering that the protection reset, as a rule, occurs as a result of serious damage to the regulator, the Gosgortekhnadzor rules stipulate that the gas supply should not be renewed automatically, but only by maintenance personnel after clarification of the reasons that led to the protection tripping.

Оператор нажатием на штангу 23 до упора передвигает магнит 22 в нижнюю часть камеры возврата 12, при этом шар попадает в поле действия магнита и прижимается к стенке камеры. Поднимая штангу 23 вверх до упора 33, вместе с ней будет подниматься и шар 18, а дойдя до перегородки 16 остановится и попадет в поле магнита 17. The operator pushing the rod 23 until it stops moves the magnet 22 into the lower part of the return chamber 12, while the ball falls into the field of action of the magnet and is pressed against the wall of the chamber. Raising the rod 23 up to the stop 33, the ball 18 will also rise with it, and upon reaching the partition 16 it will stop and fall into the field of the magnet 17.

При этом магнит 22 входит в зону действия экрана и в таком положении остается до следующего срабатывания защиты. In this case, the magnet 22 enters the coverage area of the screen and remains in this position until the next protection operation.

Итак, поставленная задача повышения безопасности газа в быту достигается тем, что в заявляемом устройстве при значительном увеличении или уменьшении выходного давления срабатывает защита и тем самым предотвращает загазованность помещений или прилегающей территории. So, the task of improving gas safety in everyday life is achieved by the fact that in the inventive device, with a significant increase or decrease in output pressure, protection is activated and thereby prevents gas contamination of the premises or the surrounding area.

Примером конкретного осуществления изобретения может служит регулятор, изготовленный на Боярском полигоне ПО "Укргазпром". Корпус регулятора изготовлен из трубы диам. 108 • 2,5 мм, в качестве клапана отсекателя использован стальной шар из подшипника диам. 10 мм, в качестве магнита применен постоянный магнит, изготовленный из сомарий-кобальтового порошка, размером 6 • 6 • 6 мм. An example of a specific embodiment of the invention is a regulator manufactured at the Boyarsk test site of Ukrgazprom. The regulator housing is made of pipe dia. 108 • 2.5 mm, a steel ball made of bearing dia. 10 mm, a permanent magnet made of somarium-cobalt powder with a size of 6 • 6 • 6 mm was used as a magnet.

В качестве затвора предохранительного клапана применен отожженный и просверленный насквозь стальной шар, При толщине стенки глухой перегородки 1,5 мм отрыв шара происходит при увеличении расстояния до 3 мм. В качестве магнита для подъема шара в камере возврата также применен магнит из сомарий-кобальтового порошка. An annealed and drilled through steel ball is used as a shutter of the safety valve. When the wall thickness of the blank partition is 1.5 mm, the ball breaks off when the distance increases to 3 mm. As a magnet for lifting the ball in the return chamber, a magnet made of somarium-cobalt powder is also used.

Claims

1. An automatic pressure regulator comprising a drive housing with upper and lower covers, an inlet and an outlet nozzle, a valve housing having two seats and a two-seat valve coaxially located with them, the lower part of which is connected to a plate mounted on a membrane, which is connected to the drive housing, with a spring resting on a plate at one end located in a column mounted above the hole in the lower cover, and at the other end - into a movable adjusting nut connected to the column, characterized by m, that it is equipped with protection and return cameras having a common wall, rigidly fixed inside the drive housing by means of a tube connecting the middle part of the internal cavity of the protection chamber with the internal cavity of the inlet pipe, the upper part of the protection chamber is provided with a blind partition under which the ball located in the field of action of the magnet located above the partition and connected by a flexible rod with the shutter of the safety valve, and the lower part of the protection chamber has a socket, the inner cavity of which is the cabin is connected to the internal cavity of the valve body, the upper part of the two-seat shutter is equipped with a L-shaped lever having a fork at the end, movably connected to a flexible rod having a stop, the return chamber is equipped with a screen and an additional magnet connected to the rod, the free end of which through the gland, fixed together with the inlet and outlet nozzles and the safety valve in the top cover, is taken outside the drive housing, while the protection and return chambers are made of non-magnetic material, and the ball and the screen is made of magnetic.

2. The regulator according to claim 1, characterized in that the diameter of the ball is larger than the diameter of the socket.

3. The regulator according to claim 1, characterized in that the magnets have a constant field.

4. The regulator according to claim 1, characterized in that the shutter of the safety valve and the protection chamber are located on the same axis.

5. The controller according to claim 1, characterized in that the curved part of the L-shaped lever is located under emphasis on a flexible rod.