RU2319193C1 - Gas pressure governor - Google Patents

Abstract

FIELD: instrument engineering.

SUBSTANCE: gas pressure governor can be used for provision of premises with low pressure natural gas. Governor has pas-by line made hidden inside case. Line is made in form channel in separation of case of governor. Pilot is made with channel where valve of pilot is centered. Governed throttle s mounted in wall of pilot in such a manner that its axis is parallel to axis of pilot and it is connected with chambers of pilot by means of channels.

EFFECT: improved reliability.

1 dwg

Description

Регулятор давления газа относится к технике регулирования и предназначен для обеспечения природным газом низкого давления жилых и коммунальных объектов.The gas pressure regulator refers to the regulation technique and is designed to provide low pressure natural gas to residential and communal facilities.

Известно устройство, используемое для этих целей (а.с. №404060, кл. G05D 16/06. 04.01.70 г.).A device is known that is used for these purposes (AS No. 404060, class G05D 16/06. 04.01.70,).

Оно имеет конструкцию непрямого действия, с настраиваемым пилотом и стабилизатором давления, что позволяет увеличить точность по сравнению с регуляторами прямого действия, где исполнительное устройство сочетает в себе функции и пилота и стабилизатора давления.It has an indirect-action design, with a customizable pilot and pressure stabilizer, which allows for increased accuracy compared to direct-acting regulators, where the actuator combines the functions of both a pilot and a pressure stabilizer.

Недостатком этого устройства является нестабильность поддержания выходного давления газа при газообеспечении потребителя жилищно-коммунального назначения, который, как правило, использует газ в диапазоне 80...200 мм вод. ст.The disadvantage of this device is the instability of maintaining the outlet gas pressure during gas supply to the consumer of housing and communal use, which, as a rule, uses gas in the range of 80 ... 200 mm of water. Art.

Известно также устройство аналогичного назначения с улучшенными газодинамическими характеристиками (а.с. №1314315, кл. G05D 16/06, 19.12.84 г.).A device of a similar purpose with improved gas-dynamic characteristics is also known (AS No. 1314315, class G05D 16/06, 12/19/84).

Оно также имеет конструкцию непрямого действия.It also has an indirect construction.

Основным недостатком этого устройства является то, что он также не обеспечивает требуемой точности поддержания давления газа в вышеуказанном диапазоне.The main disadvantage of this device is that it also does not provide the required accuracy of maintaining the gas pressure in the above range.

Помимо этого известно устройство (а.с. №1330612, кл. G05D 16/06, 15.04.85 г.).In addition, the device is known (AS No. 1330612, class G05D 16/06, 04/15/85).

Это устройство имеет достаточный запас точности регулирования газа, в соответствии с известными стандартами, применяемыми в газопромышленной отрасли, но этот уровень достигается высокими технологическими требованиями к самому устройству, а следовательно, ведет к увеличению себестоимости устройства.This device has a sufficient margin of accuracy for regulating gas in accordance with well-known standards used in the gas industry, but this level is achieved by high technological requirements for the device itself, and therefore leads to an increase in the cost of the device.

Наиболее близким техническим решением является (свидетельство на полезную модель №25105, кл. G05D 16/06, 11.03.2002 г.).The closest technical solution is (certificate for utility model No. 25105, class G05D 16/06, 03/11/2002).

Этот регулятор обеспечивает достаточную точность регулирования газа, но взаиморасположение узлов регулятора, таких как несцентрированность клапана пилота, может привести к его перекосу, что неблагоприятно скажется на его работе, также расположение регулируемого дросселя в камере пилота может привести к скоплению инородных веществ, что также неблагоприятно скажется на работе регулятора.This regulator provides sufficient accuracy for regulating the gas, but the relative position of the regulator nodes, such as the pilot valve off-center, can lead to its distortion, which will adversely affect its operation, and the location of the adjustable throttle in the pilot’s chamber can lead to the accumulation of foreign substances, which will also adversely affect at the work of the regulator.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства и технологичности.The objective of the invention is to increase the reliability of the device and manufacturability.

Поставленная задача достигается тем, что стабилизатор выполнен со скрытой внутрь корпуса обходной линией, выполненной в виде канала в перегородке корпуса стабилизатора, пилот выполнен с каналом, в котором сцентрирован клапан пилота, и регулируемый дроссель установлен в стенке пилота таким образом, что его ось параллельна оси пилота, и он связан с камерами пилота при помощи каналов.The task is achieved in that the stabilizer is made with a bypass line hidden inside the case, made in the form of a channel in the partition of the stabilizer case, the pilot is made with a channel in which the pilot valve is centered, and an adjustable throttle is installed in the pilot wall so that its axis is parallel to the axis pilot, and it is connected to the pilot’s cameras via channels.

Просмотр библиографических и патентных материалов по фондам научных библиотек г.Саратова, а также каталожных сведений отечественных и зарубежных производителей данного вида оборудования не выявил совокупности заявленных признаков в данной области техники, что позволяет считать настоящее изделие отвечающим критерию «новизна».Viewing bibliographic and patent materials on the collections of scientific libraries in Saratov, as well as catalog information of domestic and foreign manufacturers of this type of equipment, did not reveal the totality of the claimed features in this technical field, which allows us to consider this product to meet the criterion of "novelty."

Изобретательский уровень заявляемого изобретения отличается оригинальностью принятых решений по взаимной обвязке стабилизатора давления, пилота и исполнительного устройства, и не следует явным образом из наработанного опыта создания регуляторов давления газа.The inventive step of the claimed invention is distinguished by the originality of the decisions taken on the interconnection of the pressure stabilizer, pilot and actuator, and does not follow explicitly from the experience gained in creating gas pressure regulators.

Предлагаемый регулятор давления газа промышленно применим и полезен, т.к. в несколько раз повышает надежность поддержания выходного давления газа, что способствует, в свою очередь, его безопасному использованию при газообеспечении жилых и коммунальных объектов, при приемлемой себестоимости изделия, а также технологичен, что позволяет быстро наладить производство с доступными условиями для потребителя.The proposed gas pressure regulator is industrially applicable and useful, because several times increases the reliability of maintaining the outlet gas pressure, which, in turn, contributes to its safe use when supplying gas to residential and communal facilities, at an acceptable cost of the product, and is also technologically advanced, which allows you to quickly establish production with affordable conditions for the consumer.

На чертеже представлена схема регулятора давления газа.The drawing shows a diagram of a gas pressure regulator.

Регулятор давления газа включает в себя исполнительное устройство 1 с управляющей камерой 2, подвижной втулкой-затвором 3 и импульсной камерой 4, стабилизатор давления 5 и пилот 6 с клапаном 7, камеры 8 и 9 и регулируемый дроссель 10, расположенный в стенке корпуса пилота 6. Стабилизатор давления 5 соединен трубопроводом 11 с входом исполнительного устройства 1. Трубопровод 12 соединяет импульсную камеру 4 с выходом исполнительного устройства 1 и линией обратной связи стабилизатора давления 5. Трубопровод 13 соединяет трубопровод газопотребителя с камерой 9 пилота 6, а трубопровод 14 - камеру 8 пилота 6 с управляющей камерой 2 исполнительного устройства 1, а камеры 8 и 9 выполнены цилиндрической формы, соединены каналами через регулируемый дроссель 10. Располагаясь в корпусе стабилизатора 5, подпружиненная мембрана 15 сопряжена с клапаном 16 при помощи штока и находится с ним на одной оси. Камера, расположенная под мембраной 15, связана с трубопроводом пилота через канал 19, который выполняет роль обходной линии. Также подпружиненная мембрана 17 расположена в корпусе пилота 6 и выполнена с возможностью изменения усилия на пружине, и сопряжена с клапаном 7, при помощи штока, и находится с ним на одной оси. Сам клапан 7 расположен в глухом канале 20, который выполнен в стенке корпуса пилота 6, с размерами и конфигурацией, обеспечивающей центрирование клапана строго по оси пилота, что исключает возможность его перекоса. Мембрана 18, герметично соединенная с подвижной втулкой-затвором 3, отделяет управляющую камеру 2 от импульсной камеры 4.The gas pressure regulator includes an actuator 1 with a control chamber 2, a movable bushing-shutter 3 and a pulse chamber 4, a pressure stabilizer 5 and pilot 6 with a valve 7, chambers 8 and 9, and an adjustable throttle 10 located in the wall of the pilot’s body 6. The pressure stabilizer 5 is connected by a pipe 11 to the input of the actuator 1. The pipe 12 connects the pulse chamber 4 with the output of the actuator 1 and the feedback line of the pressure stabilizer 5. The pipe 13 connects the gas consumer pipe to with amer 9 of pilot 6, and pipeline 14 - chamber 8 of pilot 6 with control chamber 2 of actuator 1, and chambers 8 and 9 are made of cylindrical shape, connected by channels through an adjustable throttle 10. Located in the housing of the stabilizer 5, the spring-loaded membrane 15 is connected to the valve 16 using the rod and is on the same axis with it. The camera, located under the membrane 15, is connected with the pilot’s pipeline through the channel 19, which acts as a bypass line. Also, the spring-loaded membrane 17 is located in the pilot housing 6 and is configured to change the force on the spring, and is coupled to the valve 7, using the rod, and is on the same axis with it. The valve 7 itself is located in the blind channel 20, which is made in the wall of the pilot body 6, with dimensions and configuration that ensures the valve is centered strictly along the axis of the pilot, which eliminates the possibility of its skew. The membrane 18, hermetically connected to the movable sleeve-shutter 3, separates the control chamber 2 from the pulse chamber 4.

Регулятор давления газа работает следующим образом. Исходное положение: газ на входе в исполнительное устройство 1 отсутствует, втулка-затвор 3 находится в крайнем правом (закрытом) положении, газ в трубопроводе газопотребителя отсутствует. Пилот 6 настроен на требуемое давление газа сжатием пружины 21.The gas pressure regulator operates as follows. Starting position: there is no gas at the entrance to the actuator 1, the shutter-sleeve 3 is in the rightmost (closed) position, there is no gas in the gas consumer’s pipeline. Pilot 6 is set to the required gas pressure by compressing the spring 21.

При подаче газа на вход исполнительного устройства 1 он по трубопроводу 11 поступает в стабилизатор давления 5, а затем, проходя через клапан 16 и канал 19, начинает воздействовать на мембрану 15, закрывая связанный с ней, при помощи штока, клапан 16, и выходит из него с заранее заданным дифференцированным давлением, и поступает на вход пилота 6. Клапан 7, находясь в канале 20 пилота 6, открыт за счет усилия настроечной пружины 21, и газ проходит в камеру 8 и по трубопроводу 14 поступает в управляющую камеру 2 исполнительного устройства 1. Под действием давления этого газа на мембрану 18 втулка-затвор 3 начинает перемещаться влево, тем самым обеспечивает поступление газа на выход исполнительного устройства 1 и далее в газопровод потребителя. После того как газопровод потребителя наполнится газом и при каком-то установившемся отборе газа давление достигнет заданного значения, втулка-затвор 3 будет пропускать газ в объеме большем, чем требуется, и давление в трубопроводе начнет возрастать. При этом возрастет давление газа и в камере 9 пилота 6. Мембрана 17 пилота 6 поднимется вверх и закроет клапан 7. Так как импульсная камера 4 трубопроводом 12 связана с трубопроводом газопотребителя, то возрастание давления газа произойдет и в ней.When gas is supplied to the input of the actuator 1, it enters the pressure stabilizer 5 through the pipe 11, and then, passing through the valve 16 and the channel 19, begins to act on the membrane 15, closing the valve 16 connected with it, using the stem, and leaves it with a predetermined differential pressure, and enters the inlet of the pilot 6. Valve 7, while in the channel 20 of the pilot 6, is open due to the efforts of the tuning spring 21, and gas passes into the chamber 8 and through the pipe 14 enters the control chamber 2 of the actuator 1 Under the influence of eniya this gas to the membrane 18, the sleeve valve 3 starts to move to the left, thereby providing flow of gas to the output of the actuator 1 and further to the consumer pipeline. After the consumer’s gas pipeline is filled with gas and at some steady-state gas extraction, the pressure reaches a predetermined value, the shutter-sleeve 3 will let gas through in a volume larger than required, and the pressure in the pipeline will begin to increase. In this case, the gas pressure will increase in the chamber 9 of the pilot 6. The membrane 17 of the pilot 6 will rise up and close the valve 7. Since the pulse chamber 4 is connected by a pipeline 12 to the gas consumer’s pipeline, an increase in gas pressure will occur in it as well.

Под действием этого приращения давления газа втулка-затвор 3 начнет перемещаться вправо, прикрывая поступления газа в трубопровод газопотребителя, но так как прирост давления одновременно, но медленнее, происходит и в управляющей камере 2 за счет связи ее через камеру 9 и регулируемый дроссель 10 пилота 6, то это перемещение будет не скачкообразным, а плавным. За счет плавности прикрытия проходного канала исполнительного устройства 1 происходит и плавное снижение давления газа в трубопроводе газопотребителя. При установившемся расходе газа втулка-затвор 3 исполнительного устройства 1 остановится в каком-то промежуточном открытом положении и будет неподвижна за счет установившегося равновесия сил от действия давления газа в камерах 2 и 4.Under the influence of this increment of gas pressure, the shutter-sleeve 3 will begin to move to the right, covering the gas supply to the gas consumer’s pipeline, but since the pressure increase at the same time, but more slowly, occurs in the control chamber 2 due to its connection through the chamber 9 and the adjustable throttle 10 of the pilot 6 , then this movement will not be abrupt, but smooth. Due to the smoothness of the cover of the passage channel of the actuator 1, a smooth decrease in gas pressure in the gas consumer pipeline occurs. With a steady flow of gas, the shutter-sleeve 3 of the actuator 1 will stop in some intermediate open position and will be stationary due to the established equilibrium of forces from the action of gas pressure in chambers 2 and 4.

Подача газа жилищно-коммунальным объектам должна осуществляться круглогодично, следовательно, устройства, отвечающие за это, должны отличаться надежностью при воздействии внешних факторов, для точного поддержания давления в трубах, снабжающих объекты газом. И упрощение конструкции и, следовательно, технологии увеличивают надежность регулятора при осуществлении поставленных задач.Gas supply to housing and communal facilities should be carried out year-round, therefore, the devices responsible for this should be reliable under the influence of external factors, to accurately maintain the pressure in the pipes supplying the gas to the facilities. And simplification of the design and, therefore, technology increase the reliability of the regulator in the implementation of the tasks.

Поэтому уход от использования внешней обходной линии ведет к устойчивости регулятора к обмерзанию в зимний период. Центрирование клапана 7 в канале пилота 6 также увеличивает защиту от перекосов, что увеличивает точность и надежность регулятора. Упрощение геометрии камер 8, 9 пилота и расположение в корпусе пилота 6 регулируемого дросселя 10 также ведет к надежности, так как исключает засорение каналов сторонними включениями газа.Therefore, avoiding the use of an external bypass line leads to the resistance of the regulator to frost in the winter. The centering of the valve 7 in the channel of the pilot 6 also increases the distortion protection, which increases the accuracy and reliability of the controller. Simplification of the geometry of the chambers 8, 9 of the pilot and the location in the pilot’s body 6 of the adjustable throttle 10 also leads to reliability, since it eliminates clogging of the channels with third-party gas inclusions.

Claims (1)

Регулятор давления газа, содержащий исполнительное устройство, стабилизатор давления с обходной линией и пилот, имеющий многокамерную конструкцию, регулируемый дроссель и клапан, отличающийся тем, что стабилизатор выполнен со скрытой внутрь корпуса обходной линией, выполненной в виде канала в перегородке корпуса стабилизатора, пилот выполнен с каналом, в котором сцентрирован клапан пилота, и регулируемый дроссель установлен в стенке пилота, таким образом, что его ось параллельна оси пилота и он связан с камерами пилота при помощи каналов.A gas pressure regulator comprising an actuator, a pressure stabilizer with a bypass line and a pilot having a multi-chamber design, an adjustable throttle and a valve, characterized in that the stabilizer is made with a bypass line hidden inside the body, made in the form of a channel in the partition of the stabilizer body, the pilot is made with a channel in which the pilot valve is centered, and an adjustable throttle is installed in the pilot wall, so that its axis is parallel to the pilot axis and it is connected to the pilot’s cameras using the channel in.