RU2616220C1 - Gas pressure controller - Google Patents

Gas pressure controller Download PDF

Info

Publication number
RU2616220C1
RU2616220C1 RU2016112852A RU2016112852A RU2616220C1 RU 2616220 C1 RU2616220 C1 RU 2616220C1 RU 2016112852 A RU2016112852 A RU 2016112852A RU 2016112852 A RU2016112852 A RU 2016112852A RU 2616220 C1 RU2616220 C1 RU 2616220C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
seat
gas
channel
piston valve
Prior art date
Application number
RU2016112852A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Булат Фаатович Серазетдинов
Фаат Шигабутдинович Серазетдинов
Владимир Григорьевич Тонконог
Original Assignee
Булат Фаатович Серазетдинов
Фаат Шигабутдинович Серазетдинов
Владимир Григорьевич Тонконог
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Булат Фаатович Серазетдинов, Фаат Шигабутдинович Серазетдинов, Владимир Григорьевич Тонконог filed Critical Булат Фаатович Серазетдинов
Priority to RU2016112852A priority Critical patent/RU2616220C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616220C1 publication Critical patent/RU2616220C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/10Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: controller includes inlet (5) and outlet (13) gas channels, a body (1) with its back cover (22), inside of which a piston valve (3) cooperating with the saddle (2) connecting the inlet (5) and outlet (13) gas channels, and a control piston (30) sealingly separated from each other by the fixed sleeve (32) forming, respectively, a discharge cavity (16) and a control pressure cavity (18), are fixed on the rod (25) with the possibility of the axial movement. The saddle (2) is provided with a cap nut (6) forming a cavity between them, inside of which a removable deformable seal (35) is installed, latched with the cap nut (6), and a profiled ring (14) is hermetically installed on the piston valve (3), the projection of which enters the cavity between the saddle (2) and the cap nut (6) and forms a throttle passage with a variable area of the flow cross-section, when moving the piston valve (3). The saddle (2), the seal (35), the cap nut (6) and the profiled ring (14) define the throttle channel geometry at the "open" regulator and ensure tightness at the "closed" pressure regulator. A significant pressure drop is produced when throttling gas between the inlet channel (5) and outlet channel (13), fluctuations are generated in the stream caused by loose phenomena and self-fluctuations, wherein good streamlined surfaces and special profiling of the throttle passage can reduce the noise level generated in the controller.
EFFECT: increasing the regulator reliability and the resource of its operation.
8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к пневмоавтоматике, и может быть использовано для снижения и регулирования давления газа, поступающего потребителю из магистрали высокого давления, например для регулирования давления природного газа на выходе из газораспределительных станций.The invention relates to mechanical engineering, namely to pneumatic automation, and can be used to reduce and control the pressure of the gas entering the consumer from the high-pressure line, for example, to control the pressure of natural gas at the outlet of gas distribution stations.

Известны регуляторы давления непрямого действия, в которых в качестве исполнительного устройства применяется запорный клапан, управляемый резиновой мембраной (Газовое оборудование, приборы и арматура - М.: Недра, 1985, стр. 68). Достоинством таких устройств является то, что исполнительный механизм можно разгрузить от воздействия потока и исключить непосредственный контакт рабочей среды с резиновой мембраной. Однако в процессе эксплуатации вследствие механических и термических воздействий резиновая мембрана утрачивает свои прочностные и динамические характеристики, что уменьшает чувствительность исполнительного элемента, надежность и долговечность работы устройства.Indirect pressure regulators are known in which a shut-off valve controlled by a rubber membrane is used as an actuator (Gas equipment, devices and fittings - M .: Nedra, 1985, p. 68). The advantage of such devices is that the actuator can be unloaded from the effects of flow and to exclude direct contact of the working medium with a rubber membrane. However, during operation due to mechanical and thermal effects, the rubber membrane loses its strength and dynamic characteristics, which reduces the sensitivity of the actuator, reliability and durability of the device.

Известен регулятор давления (а.с. СССР №1171761, МКИ G05D 16/10, опубл. 07.08.1985 г., бюл. №29), содержащий корпус с входной и выходной полостями, между которыми установлен регулирующий орган, связанный с чувствительным элементом, снабженным механизмом управления и подпружиненным штоком, связанным с уравнительным поршнем, установленным в расточке корпуса и образующим с ней полость, соединенную с гидравлическим демпфирующим устройством через элемент разгрузки регулирующего органа по входному давлению. Регулятор дополнительно снабжен кольцевым поршнем, установленным в расточке корпуса коаксиально с уравнительным поршнем.Known pressure regulator (AS USSR No. 1171761, MKI G05D 16/10, publ. 08/07/1985, bull. No. 29) containing a housing with inlet and outlet cavities, between which there is a regulatory body associated with a sensitive element equipped with a control mechanism and a spring-loaded rod connected to the equalizing piston installed in the bore of the housing and forming a cavity with it, connected to the hydraulic damping device through the pressure relief element of the regulating body according to the input pressure. The regulator is additionally equipped with an annular piston installed in the housing bore coaxially with the equalizing piston.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является регулятор давления газа (патент РФ №2361261, МПК G05D 16/10, опубл. 10.07.2009, бюл. №19), содержащий каналы входа и выхода газа, корпус с задней крышкой, внутри которого на штоке, установленном с возможностью осевого перемещения, закреплены поршневой клапан, сообщающий каналы входа и выхода газа, и регулирующий поршень, разделенные между собой с образованием соответственно разгрузочной полости и полости управляющего давления, а между регулирующим поршнем и задней крышкой корпуса образована полость выходного давления, при этом разгрузочная полость сообщена с каналом входа газа, полость выходного давления сообщена с каналом выхода газа. Канал входа сообщен с каналом выхода посредством поршневого клапана, взаимодействующего с седлом, расположенным в канале входа. Полость управляющего давления сообщена с системой командного давления газа посредством системы демпфирования, которая включает разделительную емкость с газовой и гидравлической полостями и жиклер, при этом газовая полость сообщена с системой командного давления газа, а гидравлическая через жиклер - с полостью управляющего давления. В разделительной емкости газовая и гидравлическая полости разделены посредством сильфона, или мембранной коробки, или вялой мембраны. Устройство обладает недостаточной точностью поддержания выходного давления при малых расходах газа и малым ресурсом вследствие износа клапана и уплотнения седла. Кроме того, при быстрой смене режимных параметров, при внезапном запуске, резком повышении давления, резком изменении расхода газа при малых расходах в регуляторе возникают автоколебания, приводящие к износу пары седло-клапан, так как регулятор содержит упругий элемент (пружину), который способствует возникновению колебательных движений клапана относительно седла, что приводит к пульсациям давления в выходной полости (давления потребителя). Таким образом, при малых расходах в таких системах развиваются автоколебания клапана, что существенно снижает надежность и точность поддержания выходного давления.The closest in technical essence and adopted for the prototype is a gas pressure regulator (RF patent No. 2361261, IPC G05D 16/10, publ. 07/10/2009, bull. No. 19), containing gas inlet and outlet channels, a housing with a back cover, inside which on a rod mounted with axial movement, a piston valve is fixed, which communicates the gas inlet and outlet channels, and a control piston, which are separated from each other with the formation of a discharge cavity and a control pressure cavity, respectively, and between the control piston and the rear housing cover an outlet pressure cavity is formed, the discharge cavity being in communication with a gas inlet channel, an outlet pressure cavity in communication with a gas outlet channel. The inlet channel is in communication with the outlet channel through a piston valve cooperating with a seat located in the inlet channel. The control pressure cavity is in communication with the gas command pressure system by means of a damping system, which includes a separation tank with gas and hydraulic cavities and a jet, the gas cavity communicating with the gas command pressure system and the hydraulic cavity through the nozzle with the control pressure cavity. In the separation vessel, the gas and hydraulic cavities are separated by means of a bellows, or a membrane box, or a flaccid membrane. The device has insufficient accuracy of maintaining the outlet pressure at low gas flow rates and low resource due to valve wear and seat seal. In addition, with a quick change of operating parameters, with a sudden start, a sharp increase in pressure, a sharp change in gas flow at low flow rates, self-oscillations occur in the regulator, which lead to wear of the saddle-valve pair, since the regulator contains an elastic element (spring), which contributes to oscillatory movements of the valve relative to the seat, which leads to pressure pulsations in the outlet cavity (consumer pressure). Thus, at low flow rates in such systems, self-oscillation of the valve develops, which significantly reduces the reliability and accuracy of maintaining the outlet pressure.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении ресурса регулятора и повышении надежности работы и точности поддержания выходного давления при малых расходах газа, снижении шума.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the resource of the regulator and increase the reliability of operation and the accuracy of maintaining the outlet pressure at low gas flow rates, reducing noise.

Технический результат достигается тем, что в регуляторе давления газа, содержащем каналы входа и выхода газа, корпус с задней крышкой, внутри которого на штоке, установленном с возможностью осевого перемещения, закреплены поршневой клапан, сообщающий каналы входа и выхода газа, и регулирующий поршень, разделенные между собой с образованием соответственно разгрузочной полости и полости управляющего давления, а между регулирующим поршнем и задней крышкой корпуса образована полость выходного давления, при этом разгрузочная полость сообщена с каналом входа газа, полость выходного давления сообщена с каналом выхода газа, полость управляющего давления сообщена с системой командного давления газа, канал входа сообщен с каналом выхода посредством поршневого клапана, взаимодействующего с седлом, расположенным в канале входа, новым является то, что седло снабжено накидной гайкой с образованием между ними полости, внутри которой установлено съемное уплотнение, фиксируемое накидной гайкой, а на поршневом клапане со стороны входа герметично установлено съемное профилированное кольцо, профиль которого входит в полость между седлом и накидной гайкой и образует дроссельный канал с изменяемой площадью проходного сечения при перемещении поршневого клапана.The technical result is achieved by the fact that in the gas pressure regulator containing the gas inlet and outlet channels, a body with a back cover, inside of which a piston valve communicating the gas inlet and outlet channels and the control piston are separated are mounted on a rod mounted with axial movement with each other with the formation, respectively, of the discharge cavity and the cavity of the control pressure, and between the control piston and the back cover of the housing, an outlet pressure cavity is formed, while the discharge cavity communicates on with the gas inlet channel, the outlet pressure cavity is in communication with the gas outlet channel, the control pressure cavity is in communication with the gas command pressure system, the inlet channel is communicated with the outlet channel by means of a piston valve interacting with a seat located in the inlet channel, new is that the saddle equipped with a union nut with the formation of a cavity between them, inside of which a removable seal is installed, fixed by a union nut, and on the piston valve on the inlet side a removable profiled is hermetically installed a ring whose profile enters the cavity between the seat and the union nut and forms a throttle channel with a variable passage area when moving the piston valve.

Съемное уплотнение между седлом и накидной гайкой - деформируемое.The removable seal between the seat and the union nut is deformable.

Дроссельный канал, образуемый седлом, накидной гайкой и профилированным кольцом, имеет хорошо обтекаемые поверхности.The throttle channel formed by the seat, union nut and profiled ring has well streamlined surfaces.

Дроссельный канал, образуемый седлом, накидной гайкой и профилированным кольцом, имеет в начальном участке цилиндрическую часть, переходящую в расширяющуюся часть.The throttle channel formed by a saddle, a union nut and a profiled ring has a cylindrical part in the initial section, turning into an expanding part.

Дроссельный канал, образуемый седлом, накидной гайкой и профилированным кольцом, образован комбинированными ступенчато изменяемыми конусными поверхностями с различными углами при вершине конусов: начальный участок с малым углом конусности и сопряженный с ним участок с большим углом конусности.The throttle channel formed by a seat, a union nut and a profiled ring is formed by combined stepwise variable conical surfaces with different angles at the top of the cones: the initial section with a small taper angle and the conjugate section with a large taper angle.

Накидная гайка со стороны поршневого клапана имеет хорошо обтекаемую поверхность.The union nut on the piston valve side has a well streamlined surface.

На наружной поверхности седла со стороны его контакта с корпусом регулятора имеется уплотнение, а между поршневым клапаном и профилированным кольцом также имеется уплотнение.There is a seal on the outer surface of the seat on the side of its contact with the regulator body, and there is also a seal between the piston valve and the profiled ring.

На фиг. 1 представлен продольный разрез регулятора давления.In FIG. 1 is a longitudinal section through a pressure regulator.

На фиг. 2 представлен продольный разрез узла дросселирования с плавными образующими поверхностей дроссельного канала.In FIG. 2 shows a longitudinal section of a throttle assembly with smooth generators of the surfaces of the throttle channel.

На фиг. 3 представлен продольный разрез узла дросселирования с ступенчато изменяемыми конусными поверхностями дроссельного канала.In FIG. 3 shows a longitudinal section through a throttle assembly with stepwise variable conical surfaces of the throttle channel.

На фиг. 4 представлен продольный разрез узла дросселирования с цилиндрической частью дроссельного канала на его начальном участке.In FIG. 4 is a longitudinal section through a throttle assembly with a cylindrical portion of the throttle channel at its initial portion.

Здесь: 1 - корпус; 2 - седло; 3 - поршневой клапан; 4 - отверстия отбора статического давления; 5 - канал входа газа; 6 - накидная гайка; 7- уплотнение между внутренней поверхностью седла 2 и накидной гайкой 6; 8 - заглушка; 9 - жиклер; 10 - штуцер командного давления; 11 - фильтр; 12 - уплотнительное кольцо на наружной поверхности седла 2 со стороны его контакта с корпусом 1; 13 - канал выхода газа; 14 - профилированное кольцо; 15 - поршень; 16 - разгрузочная полость; 17 - канал передачи управляющего давления; 18 - полость командного давления; 19 - манжета; 20 - полость давления обратной связи; 21 - манжета штока; 22 - крышка; 23 - стакан; 24 - полость компенсации входного давления; 25 - шток; 26 - сквозной осевой канал; 27 - стопорное кольцо; 28 - прокладка; 29 - канал передачи давления обратной связи; 30 - регулирующий поршень; 31 - пружина; 32 - неподвижная втулка; 33 - уплотнение поршня 15; 34 - уплотнительное кольцо между поршневым клапаном 3 и профилированным кольцом 14; 35 - съемное деформируемое уплотнение в полости между седлом 2 и накидной гайкой 6; 36 - штуцер давления обратной связи; 37 -магистраль давления обратной связи; 38 - магистраль командного давления; 39 - поверхность дроссельного канала, образуемая седлом 2; 40 - внешняя поверхность профилированного кольца 14; 41 - внутренняя поверхность профилированного кольца 14; 42 - поверхность дроссельного канала, образуемая накидной гайкой 6.Here: 1 - housing; 2 - a saddle; 3 - piston valve; 4 - holes for the selection of static pressure; 5 - gas inlet channel; 6 - a union nut; 7- seal between the inner surface of the seat 2 and the union nut 6; 8 - a stub; 9 - jet; 10 - command pressure fitting; 11 - filter; 12 - a sealing ring on the outer surface of the seat 2 from the side of its contact with the housing 1; 13 - gas outlet channel; 14 - shaped ring; 15 - a piston; 16 - discharge cavity; 17 - channel transmission control pressure; 18 - cavity command pressure; 19 - cuff; 20 - feedback pressure cavity; 21 - stem cuff; 22 - a cover; 23 - a glass; 24 - cavity compensation input pressure; 25 - stock; 26 - through axial channel; 27 - a lock ring; 28 - a lining; 29 - channel for transmitting feedback pressure; 30 - control piston; 31 - spring; 32 - fixed sleeve; 33 - piston seal 15; 34 - a sealing ring between the piston valve 3 and the profiled ring 14; 35 - removable deformable seal in the cavity between the seat 2 and the union nut 6; 36 - feedback pressure fitting; 37 - feedback pressure line; 38 - line command pressure; 39 - the surface of the throttle channel formed by the seat 2; 40 - the outer surface of the profiled ring 14; 41 - the inner surface of the shaped ring 14; 42 - the surface of the throttle channel formed by a union nut 6.

Регулятор давления содержит каналы входа 5 и выхода 13 газа, корпус 1 с крышкой 22, внутри которого на штоке 25, установленном с возможностью осевого перемещения, закреплены поршень 15 и поршневой клапан 3 с профилированным кольцом 14, сообщающий каналы входа 5 и выхода 13 газа, при взаимодействии с седлом 2 и регулирующий поршень 30 с образованием соответственно разгрузочной полости 16 и полости командного давления 18, герметично разделенные между собой посредством неподвижной втулки 32. Седло 2 снабжено накидной гайкой 6 с образованием между ними полости, внутри которой установлено деформируемое уплотнение 35, фиксируемое накидной гайкой 6, а на поршневом клапане 3 со стороны входа герметично установлено профилированное кольцо 14 с выступом по периферии. Выступ профилированного кольца 14 входит в полость между седлом 2 и накидной гайкой 6 и образует дроссельный канал с изменяемой площадью проходного сечения при перемещении поршневого клапана 3. Поверхность 39 седла 2, поверхность деформируемого уплотнения 35, поверхность 41 накидной гайки 6, поверхности 40 и 41 профилированного кольца 14 (фиг. 2) определяют геометрию дроссельного канала, через который поступает (дросселируется) газ из канала входа 5 в канал выхода 13 при «открытом» регуляторе. Пружина 31, опираясь на неподвижную втулку 32, поджимает поршень 15 и поршневой клапан 3 вместе с профилированным кольцом 14 к легко съемному деформируемому уплотнению 35, что обеспечивает герметичность регулятора давления в «закрытом» положении. На наружной поверхности седла 2 со стороны его контакта с корпусом 1 регулятора установлено уплотнительное кольцо 12, которое обеспечивает герметичность соединения и отделяет канал входа газа 5 от канала выхода 13. Между внутренней поверхностью седла 2 и накидной гайкой 6 установлено уплотнение 7. Между регулирующим поршнем 30 и крышкой 22 в корпусе 1 образована полость давления обратной связи 20. Между регулирующим поршнем 30 и неподвижной втулкой 32 в корпусе 1 образована полость командного давления 18. Между поршнем 15 и неподвижной втулкой 32 в корпусе образована разгрузочная полость 16, сообщенная с каналом входа газа 5. Полость командного давления 18 сообщена с магистралью командного давления 38 посредством канала 17 и штуцера 10. Полость давления обратной связи 20 сообщена с магистралью давления обратной связи 37 посредством канала 29 и штуцера 36. В хвостовой части штока 25 образована полость компенсации входного давления 24, сообщенная с каналом входа газа 5 посредством сквозного осевого канала 26 в штоке 25, соединенного с отверстием отбора статического давления 4.The pressure regulator includes channels for the inlet 5 and gas outlet 13, a housing 1 with a cover 22, inside of which a piston 15 and a piston valve 3 with a profiled ring 14 are fixed to the piston valve 25, which communicates the gas inlet 5 and the gas outlet 13, when interacting with the seat 2 and the control piston 30 with the formation of the discharge cavity 16 and the cavity of the command pressure 18, respectively, hermetically separated by a fixed sleeve 32. The seat 2 is provided with a union nut 6 with the formation of the floor between them STI, inside which is installed a deformable seal 35, lockable cap nut 6 and the piston valve 3 with the inlet side sealed profiled ring set 14 with the projection of the periphery. The protrusion of the profiled ring 14 enters the cavity between the seat 2 and the union nut 6 and forms a throttle channel with a variable bore when moving the piston valve 3. The surface 39 of the seat 2, the surface of the deformable seal 35, the surface 41 of the union nut 6, the surfaces 40 and 41 of the profiled rings 14 (Fig. 2) determine the geometry of the throttle channel through which gas is supplied (throttled) from the input channel 5 to the output channel 13 with an “open” regulator. The spring 31, relying on the stationary sleeve 32, compresses the piston 15 and the piston valve 3 together with the profiled ring 14 to an easily removable deformable seal 35, which ensures the tightness of the pressure regulator in the "closed" position. A sealing ring 12 is installed on the outer surface of the seat 2 from the side of its contact with the regulator body 1, which ensures the tightness of the connection and separates the gas inlet channel 5 from the outlet channel 13. A seal 7 is installed between the inner surface of the seat 2 and the union nut 6. Between the control piston 30 a feedback pressure cavity 20 is formed and a cover 22 in the housing 1. A command pressure cavity 18 is formed between the control piston 30 and the stationary sleeve 32 in the housing 1. A pressure cavity 18 is formed between the piston 15 and the stationary sleeve 32 a discharge cavity 16 is connected to the unit, in communication with the gas inlet channel 5. The command pressure cavity 18 is in communication with the command pressure line 38 via the channel 17 and the nozzle 10. The feedback pressure chamber 20 is connected to the feedback pressure line 37 through the channel 29 and the nozzle 36. B the tail portion of the rod 25 is formed by a cavity for compensating the inlet pressure 24, which is in communication with the gas inlet channel 5 by means of a through axial channel 26 in the rod 25 connected to the static pressure selection hole 4.

Регулятор давления работает совместно с системой командного давления газа, в качестве которой может использоваться задатчик давления (пилот-регулятор), редуктор и прочие аналогичные устройства. В этих устройствах чаще всего применяется регулируемый газ в качестве рабочего тела.The pressure regulator works in conjunction with the command gas pressure system, which can be used as a pressure regulator (pilot regulator), gearbox and other similar devices. In these devices, regulated gas is most often used as a working fluid.

Для открытия регулятора система командного давления газа настраивается на определенное заданное давление, которое по магистрали командного давления 38 через штуцер 11 передается в полость командного давления 18. Под действием командного давления регулирующий поршень 30 перемещается и через жестко связанный со штоком 25 поршневой клапан 3 открывает регулятор давления. Редуцирование газа происходит при прохождении его через дроссельный канал, образуемый поверхностью 42 накидной гайки 6, поверхностью деформируемого уплотнения 35, поверхностями 40 и 41 профилированного кольца 14, поверхностью 39 седла 2 (фиг. 2, 3, 4). В процессе работы возможна дополнительная коррекция величины управляющего давления для выбора того или иного режима работы регулятора по выходному давлению, величина которого задается потребителем газа. При увеличении расхода потребляемого газа давление в канале выхода газа 13 уменьшается и по магистрали давления обратной связи 37 передается по каналу 29 в полость 20. Снижение давления в полости 20 приводит к нарушению равновесия регулирующего поршня 30 и его перемещения, а вместе с ним и перемещению поршневого клапана 3, в результате чего увеличивается проходная площадь дроссельного канала, а следовательно, и расход газа. Регулирующий поршень 30 перемещается вместе с поршневым клапаном 3 до тех пор, пока не установится равновесие, соответствующее заданному выходному давлению при новом расходе. При уменьшении расхода потребляемого газа давление в канале выхода газа 13 повышается, что приводит к обратному перемещению регулирующего поршня 30 и уменьшению площади дроссельного канала. Для снижения колебаний давления, возникающих в канале выхода газа 13, и обеспечения устойчивой работы регулятора давления предусмотрена магистраль давления обратной связи 37, сообщающая полость давления обратной связи 20 с магистралью потребителя в сечении, расположенном на расстоянии не менее шести диаметров трубопровода после регулятора давления.To open the regulator, the gas command pressure system is adjusted to a certain predetermined pressure, which is transmitted through the nozzle pressure line 38 through the nozzle 11 to the command pressure cavity 18. Under the influence of command pressure, the control piston 30 moves and through the piston valve 3 rigidly connected to the rod 25 opens the pressure regulator . Gas reduction occurs when it passes through a throttle channel formed by the surface 42 of the union nut 6, the surface of the deformable seal 35, the surfaces 40 and 41 of the shaped ring 14, the surface 39 of the seat 2 (Fig. 2, 3, 4). In the process, an additional correction of the control pressure is possible to select one or another mode of operation of the regulator for the output pressure, the value of which is set by the gas consumer. With an increase in the flow rate of the consumed gas, the pressure in the gas outlet channel 13 decreases and is transmitted along the feedback pressure line 37 through the channel 29 to the cavity 20. The decrease in pressure in the cavity 20 leads to an imbalance of the control piston 30 and its movement, and with it the displacement of the piston valve 3, as a result of which the passage area of the throttle channel increases, and consequently, the gas flow rate. The control piston 30 moves with the piston valve 3 until an equilibrium is established corresponding to a given output pressure at a new flow rate. With a decrease in the flow rate of the consumed gas, the pressure in the gas outlet channel 13 rises, which leads to a reverse movement of the control piston 30 and a decrease in the area of the throttle channel. In order to reduce the pressure fluctuations arising in the gas outlet channel 13 and to ensure the stable operation of the pressure regulator, a feedback pressure line 37 is provided, which communicates the feedback pressure cavity 20 with the consumer line in a section located at a distance of at least six pipeline diameters after the pressure regulator.

Для обеспечения устойчивой работы регулятора при малых расхода газа, предотвращения залипания профилированного кольца 14 и снижения автоколебаний геометрия дроссельного канала задается таким образом, чтобы при малых расходах, а следовательно, и малых проходных сечениях дроссельного канала, перемещение поршневого клапана 3 не приводило к существенному изменению проходного сечения дроссельного канала.To ensure stable operation of the regulator at low gas flow rates, to prevent sticking of the profiled ring 14 and to reduce self-oscillations, the geometry of the throttle channel is set in such a way that at low flow rates and, therefore, small passage sections of the throttle channel, the movement of the piston valve 3 does not lead to a significant change in throttle channel section.

Это достигается профилированием поверхностей 39, 40, 41, 42. На фиг. 2 представлен продольный разрез дроссельного канала с плавными образующими, где касательные к поверхностям 39 и 42 в месте их контакта со съемным деформируемым уплотнением 35 образуют угол, близкий к 90°, по отношению к поверхности деформируемого уплотнения 35. Радиусы скругления R у поверхностей 40 и 41 профилированного кольца 14 составляют R≤0,5 L, где L - толщина профилированного кольца 14.This is achieved by profiling surfaces 39, 40, 41, 42. In FIG. 2 is a longitudinal section through a smooth-running throttle channel where tangents to surfaces 39 and 42 at their contact with the removable deformable seal 35 form an angle close to 90 ° with respect to the surface of the deformable seal 35. Rounding radii R at surfaces 40 and 41 the shaped ring 14 is R≤0.5 L, where L is the thickness of the shaped ring 14.

На фиг. 3 представлен продольный разрез узла дросселирования со ступенчато изменяемыми конусными поверхностями дроссельного канала. Поверхности дроссельного канала 42, образованные накидной гайкой, и 39, образованные седлом, выполнены комбинированными в виде ступенчато изменяемых конусных поверхностей с различными углами при вершине конусов: начальный участок с малым углом конусности и сопряженный с ним участок с большим углом конусности.In FIG. 3 shows a longitudinal section of a throttle assembly with stepwise variable conical surfaces of the throttle channel. The surfaces of the throttle channel 42 formed by a union nut and 39 formed by a saddle are combined in the form of stepwise variable conical surfaces with different angles at the apex of the cones: the initial section with a small angle of taper and the conjugate section with a large angle of taper.

На фиг. 4 представлен продольный разрез узла дросселирования, в котором дроссельный канал, образуемый поверхностью 39 седла 2 и поверхностью 42 накидной гайки 6 и профилированным кольцом 14, имеет начальный цилиндрический участок, переходящий в расширяющуюся часть.In FIG. 4 is a longitudinal section through a throttle assembly in which the throttle channel formed by the surface 39 of the seat 2 and the surface 42 of the union nut 6 and the profiled ring 14 has an initial cylindrical portion that passes into the expandable part.

При дросселировании газа вследствие высоких скоростей потока и возможном присутствии в газе различных абразивных частиц происходит эрозия элементов дроссельного канала.When gas is throttled due to high flow rates and the possible presence of various abrasive particles in the gas, erosion of the elements of the throttle channel occurs.

Элементы дроссельного канала накидная гайка 6, седло 2, профилированное кольцо 14 изготавливаются из износоустойчивого материала и позволяют проводить их демонтаж и замену, что повышает ресурс регулятора и надежность его работы. Деформируемое уплотнение 35 легко снимается и заменяется, что также способствует повышению ресурса регулятора и надежности его работы. Кроме того, смена профилированного кольца 14, и/или накидной гайки, 6 и/или седла 2 позволяет легко осуществлять изменение эксплуатационных характеристик регулятора, увеличивать или уменьшать диапазон регулирования по расходу, давлению и обеспечивает его ремонтопригодность.The elements of the throttle channel union nut 6, seat 2, shaped ring 14 are made of wear-resistant material and allow their dismantling and replacement, which increases the resource of the regulator and the reliability of its operation. The deformable seal 35 is easily removed and replaced, which also contributes to an increase in the resource of the regulator and its reliability. In addition, the change of the profiled ring 14, and / or union nut, 6 and / or seat 2 makes it easy to change the operating characteristics of the regulator, to increase or decrease the range of regulation of flow, pressure and provides maintainability.

Незначительное изменение площади дроссельного канала, имеющее место при малом удалении поршневого клапана 3 от поверхности деформируемого уплотнения 35 (от нескольких долей мм. до 1-2 мм), обеспечивает устойчивую работу регулятора при малых расходах и снижает автоколебания в системе регулирования расхода газа и предотвращает залипание профилированного кольца 14.A slight change in the area of the throttle channel occurring at a small distance of the piston valve 3 from the surface of the deformable seal 35 (from several fractions of mm to 1-2 mm) ensures stable operation of the regulator at low flow rates and reduces self-oscillations in the gas flow control system and prevents sticking shaped ring 14.

Геометрия дроссельного канала обеспечивается тем, что:The geometry of the throttle channel is ensured by the fact that:

- дроссельный канал, образуемый седлом 2, накидной гайкой 6 и профилированным кольцом 14, имеет хорошо обтекаемые поверхности;- the throttle channel formed by the seat 2, the union nut 6 and the profiled ring 14, has well streamlined surfaces;

- дроссельный канал имеет в начальном участке цилиндрическую часть, переходящую в расширяющуюся часть;- the throttle channel has in the initial section a cylindrical part, passing into an expanding part;

- дроссельный канал образован комбинированными ступенчато изменяемыми конусными поверхностями с различными углами при вершине конусов: начальный участок с малым углом конусности и сопряженный с ним участок с большим углом конусности;- the throttle channel is formed by combined stepwise variable conical surfaces with different angles at the top of the cones: the initial section with a small angle of taper and the conjugate section with a large angle of taper;

- накидная гайка 6 со стороны поршневого клапана 3 имеет хорошо обтекаемую поверхность.- the union nut 6 from the side of the piston valve 3 has a well streamlined surface.

При дросселировании газа образуется существенный перепад давлений между каналом входа 5 и каналом выхода 13 (в том числе и сверхкритический перепад давлений) в потоке генерируются колебания, обусловленные отрывными явлениями и автоколебаниями, при этом хорошо обтекаемые поверхности и специальное профилирование дроссельного канала позволяет уменьшить уровень шумов, генерируемых в регулятореDuring gas throttling, a significant pressure difference is formed between the input channel 5 and output channel 13 (including the supercritical pressure difference) in the flow, oscillations are generated due to separation phenomena and self-oscillations, while well-streamlined surfaces and special profiling of the throttle channel can reduce the noise level, generated in the regulator

Claims (8)

1. Регулятор давления газа, содержащий каналы входа и выхода газа, корпус с задней крышкой, внутри которого на штоке, установленном с возможностью осевого перемещения, закреплены поршневой клапан, сообщающий каналы входа и выхода газа, и регулирующий поршень, разделенные между собой с образованием соответственно разгрузочной полости и полости управляющего давления, а между регулирующим поршнем и задней крышкой корпуса образована полость выходного давления, при этом разгрузочная полость сообщена с каналом входа газа, полость выходного давления сообщена с каналом выхода газа, полость управляющего давления сообщена с системой командного давления газа, канал входа сообщен с каналом выхода посредством поршневого клапана, взаимодействующего с седлом, расположенным в канале входа, отличающийся тем, что седло снабжено накидной гайкой с образованием между ними полости, внутри которой установлено съемное уплотнение, фиксируемое накидной гайкой, а на поршневом клапане со стороны входа герметично установлено съемное профилированное кольцо с выступом по периферии, выступ которого входит в полость между седлом и накидной гайкой и образует дроссельный канал с изменяемой площадью проходного сечения при перемещении поршневого клапана.1. Gas pressure regulator containing gas inlet and outlet channels, a housing with a back cover, inside of which a piston valve communicating gas inlet and outlet channels, and a control piston are separated with each other, forming respectively the discharge cavity and the control pressure cavity, and an outlet pressure cavity is formed between the control piston and the back cover of the housing, while the discharge cavity is in communication with the gas inlet channel, the outlet cavity for the phenomena are in communication with the gas outlet channel, the control pressure cavity is in communication with the command gas pressure system, the inlet channel is in communication with the outlet channel by means of a piston valve interacting with a seat located in the inlet channel, characterized in that the seat is provided with a union nut to form a cavity between them, inside of which a removable seal is installed, fixed by a union nut, and on the piston valve on the inlet side a removable profiled ring with a protrusion on the periphery, a protrusion of which first enters the cavity between the seat and cap nut and forms a throttling passage with variable cross section flow area by moving the piston valve. 2. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что съемное уплотнение между седлом и накидной гайкой - деформируемое.2. The gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that the removable seal between the seat and the union nut is deformable. 3. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что дроссельный канал, образуемый седлом, накидной гайкой и профилированным кольцом, имеет хорошо обтекаемые поверхности.3. The gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that the throttle channel formed by a seat, a union nut and a profiled ring has well streamlined surfaces. 4. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что дроссельный канал, образуемый седлом, накидной гайкой и профилированным кольцом, имеет в начальном участке цилиндрическую часть, переходящую в расширяющуюся часть.4. The gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that the throttle channel formed by a seat, a union nut and a profiled ring has a cylindrical part in the initial section, turning into an expanding part. 5. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что дроссельный канал, образуемый седлом, накидной гайкой и профилированным кольцом, образован комбинированными ступенчато изменяемыми конусными поверхностями с различными углами при вершине конусов: начальный участок с малым углом конусности и сопряженный с ним участок с большим углом конусности.5. The gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that the throttle channel formed by a seat, a union nut and a profiled ring is formed by combined stepwise variable conical surfaces with different angles at the top of the cones: the initial section with a small angle of taper and the conjugate section with a large angle of taper. 6. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что накидная гайка со стороны поршневого клапана имеет хорошо обтекаемую поверхность.6. The gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that the union nut on the piston valve side has a well streamlined surface. 7. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности седла со стороны его контакта с корпусом регулятора имеется уплотнение.7. The gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the seat on the side of its contact with the regulator body there is a seal. 8. Регулятор давления газа по п.1, отличающийся тем, что между поршневым клапаном и профилированным кольцом имеется уплотнение.8. The gas pressure regulator according to claim 1, characterized in that there is a seal between the piston valve and the profiled ring.
RU2016112852A 2016-04-04 2016-04-04 Gas pressure controller RU2616220C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112852A RU2616220C1 (en) 2016-04-04 2016-04-04 Gas pressure controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112852A RU2616220C1 (en) 2016-04-04 2016-04-04 Gas pressure controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616220C1 true RU2616220C1 (en) 2017-04-13

Family

ID=58642448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112852A RU2616220C1 (en) 2016-04-04 2016-04-04 Gas pressure controller

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616220C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205129U1 (en) * 2020-08-24 2021-06-28 Открытое акционерное общество "Торговый дом "Воткинский завод" Gas pressure regulator actuator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4067354A (en) * 1976-07-19 1978-01-10 Textron Inc. Gas pressure regulator having high and low pressure shutoff means
US6994113B2 (en) * 2002-01-11 2006-02-07 Gce Sas Closing device for use in a valve device for a pressurized gas cylinder
RU52208U1 (en) * 2005-06-06 2006-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Ангарское опытно-конструкторское бюро автоматики" GAS PRESSURE REGULATOR
RU2361261C2 (en) * 2007-08-24 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Нейт" Gas pressure controller (versions)
RU2548586C1 (en) * 2014-01-09 2015-04-20 Фаат Шигабутдинович Серазетдинов Pressure regulator module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4067354A (en) * 1976-07-19 1978-01-10 Textron Inc. Gas pressure regulator having high and low pressure shutoff means
US6994113B2 (en) * 2002-01-11 2006-02-07 Gce Sas Closing device for use in a valve device for a pressurized gas cylinder
RU52208U1 (en) * 2005-06-06 2006-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Ангарское опытно-конструкторское бюро автоматики" GAS PRESSURE REGULATOR
RU2361261C2 (en) * 2007-08-24 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Нейт" Gas pressure controller (versions)
RU2548586C1 (en) * 2014-01-09 2015-04-20 Фаат Шигабутдинович Серазетдинов Pressure regulator module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205129U1 (en) * 2020-08-24 2021-06-28 Открытое акционерное общество "Торговый дом "Воткинский завод" Gas pressure regulator actuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4493335A (en) Shear valve
US4471802A (en) Pressure regulator assembly with improved cartridge
CN103672077A (en) Balanced pressure regulator with inlet pressure sensing tube and balance plug assembly
US9488989B2 (en) Flow rate controller for high flow rates and high pressure drops
US3610276A (en) Pressure control valve
US2752941A (en) Balanced pressure regulator
US9989977B2 (en) Mechanism and method to adjust size of balanced valve
US8689832B2 (en) Volume booster with reduced noise trim
RU2616220C1 (en) Gas pressure controller
RU167372U1 (en) PRESSURE REGULATOR
RU2361261C2 (en) Gas pressure controller (versions)
RU2610768C1 (en) Regulating pilot valve
RU2548586C1 (en) Pressure regulator module
EP3532745B1 (en) Spring seat vibration damper apparatus for use with pressure regulators
JP4937670B2 (en) Equal differential pressure control pilot valve and foam mixing apparatus having the same
RU2681513C1 (en) Pressure regulator amplifier
RU2626803C1 (en) Direct-flow control valve with hydraulic actuator
US844946A (en) Fluid-regulator.
RU164311U1 (en) TEAM REDUCER
RU2370633C1 (en) Adjustable pressure regulator
KR101370151B1 (en) Regulater
US3087430A (en) Differential pressure control system for centrifugal pumps
RU2781031C1 (en) Fuel depletion valve
JP5120918B2 (en) Control valve
KR101717509B1 (en) Variable type Hydraulic or Pneumatic Check Valve

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190412

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210604