RU2655565C1 - Vortex gas pressure regulator - Google Patents
Vortex gas pressure regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655565C1 RU2655565C1 RU2017125492A RU2017125492A RU2655565C1 RU 2655565 C1 RU2655565 C1 RU 2655565C1 RU 2017125492 A RU2017125492 A RU 2017125492A RU 2017125492 A RU2017125492 A RU 2017125492A RU 2655565 C1 RU2655565 C1 RU 2655565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outlet
- chamber
- vortex
- regulator
- stream
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газовой и нефтедобывающей промышленности и может быть применено в системах транспортировки газа на газораспределительных станциях (ГРС) и газораспределительных пунктах (ГРП) для редуцирования давления природного газа.The invention relates to the gas and oil industry and can be used in gas transportation systems at gas distribution stations (GDS) and gas distribution points (hydraulic fracturing) to reduce the pressure of natural gas.
Существует способ регулирования давления газа при помощи системы, состоящей из устройства общего подогрева газа, вихревой трубы, регулятора давления, сепаратора и конденсатосборника. В данной системе вход редуцируемого газа в вихревую трубу осуществляется из газопровода высокого давления до узла общего подогрева газа (Регуляторы давления газа. В.М. Плотников, В.А. Подрешетников, В.У. Гончаров. - Л.: Недра, 1982).There is a method of regulating gas pressure using a system consisting of a device for general gas heating, a vortex tube, a pressure regulator, a separator and a condensate collector. In this system, the input of the reduced gas into the vortex tube is carried out from the high pressure gas pipeline to the general gas heating unit (Gas pressure regulators. V.M. Plotnikov, V.A. Podreshetnikov, V.U. Goncharov. - L .: Nedra, 1982) .
Основным недостатком данной системы является ограниченный диапазон регулирования, вследствие этого существует необходимость разделения исходного потока перед редуцированием, так как при уменьшении расхода потребления сетью возможно полное закрытие регулятора давления и повышение регулируемого давления на выходе. Кроме этого наличие в такой системе устройства подогрева приводит к повышению капитальных и эксплуатационных затрат.The main disadvantage of this system is the limited control range, because of this there is a need to separate the initial flow before reduction, since with a decrease in the consumption of the network it is possible to completely close the pressure regulator and increase the regulated outlet pressure. In addition, the presence of a heating device in such a system leads to an increase in capital and operating costs.
Известен регулятор давления газа непрямого действия с самообогревом, который имеет связанный с пилотным устройством цилиндрический стакан, пружину исходного положения, полый цилиндр, который установлен внутри пустотелого плунжера, в стенках цилиндра имеются симметричные тангенциальные сопла, которые создают вихревое температурное разделение потока газа внутри цилиндра, имеющего выступы с внешней стороны вокруг тангенциальных сопел, которые образуют кольцевой проход между плунжером цилиндром для осуществления обогрева «горячим» потоком газа из цилиндра. Пустотелый плунжер имеет термоизоляционную прокладку, изолирующую его от отводящего трубопровода. Также цилиндрический стакан имеет штифты, перемещающиеся с ограничителями, находящимися внутри подводящего трубопровода. Регулятор устанавливается в подводящем трубопроводе (см. SU №224231, кл. G 05 D 16/10, опубл. 06.08.1968).A self-heating gas pressure regulator is known, which has a cylindrical cup connected to the pilot device, a spring of the initial position, a hollow cylinder that is installed inside the hollow plunger, symmetrical tangential nozzles are present in the cylinder walls that create a vortex temperature separation of the gas flow inside the cylinder having protrusions on the outside around the tangential nozzles, which form an annular passage between the plunger cylinder for heating the "hot" current of gas from the cylinder. The hollow plunger has a heat-insulating gasket that isolates it from the discharge pipe. The cylindrical cup also has pins moving with stops located inside the supply pipe. The regulator is installed in the supply pipe (see SU No. 224231, class G 05
Существенным недостатком данного регулятора давления является сильное падение температуры газа на выходе из регулятора вследствие редуцирования, что может привести к образованию кристаллогидратов на выходе, что потребует дополнительного обогрева и, как следствие, повышение капитальных и эксплуатационных затрат.A significant drawback of this pressure regulator is a strong drop in the gas temperature at the outlet of the regulator due to reduction, which can lead to the formation of crystalline hydrates at the outlet, which will require additional heating and, as a result, an increase in capital and operating costs.
Известен также вихревой регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, соосно установленную с выходными патрубками вихревую камеру, камеру энергоразделения, снабженную оребрением на внешней стороне, закручивающее устройство (см. RU 2420779, МПК G05D 16/00, G01L 19/00, опубл. 10.06.2011).Also known is a vortex gas pressure regulator, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a vortex chamber coaxially mounted with the outlet nozzles, an energy separation chamber equipped with fins on the outside, a screw device (see RU 2420779,
Главным недостатком такого регулятора является конструкция больших размеров, использующая несколько вихревых труб, что приводит к повышению стоимости конструкции. Также существенным недостатком является отсутствие использования тепла от нагретой вихревой камеры, что снижает экономический эффект данного устройства.The main disadvantage of such a regulator is a large-sized structure using several vortex tubes, which leads to an increase in the cost of the structure. Another significant drawback is the lack of heat from the heated swirl chamber, which reduces the economic effect of this device.
Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик регулятора за счет изотермического дросселирования газа, исключающего образование кристаллогидратов за счет использования собственного тепла, вырабатываемого регулятором.The objective of the invention is to improve the operational characteristics of the regulator due to isothermal throttling of the gas, eliminating the formation of crystalline hydrates due to the use of its own heat generated by the regulator.
Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является устранение проблем образования гидратов при дросселировании за счет отбора избыточного тепла от оребренной стенки камеры энергоразделения с последующим смешением холодного и горячего потоков.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to eliminate the problems of hydrate formation during throttling due to the selection of excess heat from the ribbed wall of the energy separation chamber with subsequent mixing of cold and hot flows.
Данная задача решается за счет того, что вихревой регулятор давления газа, содержащий корпус с входным и выходными патрубками, соосно установленную с выходными патрубками вихревую камеру, камеру энергоразделения, снабженную оребрением на внешней стороне, закручивающее устройство, отличается тем, что на входе закручивающего устройства установлен, с возможностью перекрытия его сечения, регулятор, при этом камера энергоразделения соосно соединена с патрубком отвода подогретого потока, снабженным расположенным внутри него регулирующим конусом, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси патрубка, кроме того, вихревая камера расположена внутри рубашки цилиндрической формы, полость которой сообщена с выходящим патрубком охлажденного потока и патрубком отвода подогретого потока, причем корпус вихревой камеры снабжен кольцевым каналом обогрева диафрагмы, соединённым трубкой с выходящим патрубком подогретого потока, при этом выходное отверстие канала обогрева расположено в камере охлажденного потока. Кроме того, регулятор сечения выхода закручивающего устройства выполнен в виде регулирующего клина, снабженного электроприводом.This problem is solved due to the fact that the vortex gas pressure regulator, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a vortex chamber coaxially mounted with the outlet nozzles, an energy separation chamber equipped with fins on the outside, a twisting device, is characterized in that it is installed at the input of the twisting device , with the possibility of overlapping its cross section, a regulator, while the energy separation chamber is coaxially connected to the outlet pipe of the heated stream, equipped with a regulating valve located inside it onus made with the possibility of reciprocating movement along the axis of the nozzle, in addition, the vortex chamber is located inside a cylindrical shirt, the cavity of which is in communication with the outlet nozzle of the cooled stream and the outlet pipe of the heated stream, and the body of the vortex chamber is equipped with an annular diaphragm heating channel connected by a tube with the outlet pipe of the heated stream, while the outlet of the heating channel is located in the chamber of the cooled stream. In addition, the regulator of the output cross section of the twisting device is made in the form of a control wedge equipped with an electric drive.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution with the essential features of analogues and prototype indicates its compliance with the criterion of "novelty."
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.In this case, the distinguishing features of the claims solve the following functional tasks.
Признак, указывающий, что «на входе закручивающего устройства, установлен, с возможностью перекрытия его сечения, регулятор», обеспечивает поддержку необходимого давления и расхода газа на входе в сопло.A sign indicating that “a regulator is installed at the inlet of the swirling device, with the possibility of overlapping its cross section,” provides support for the necessary pressure and gas flow rate at the inlet to the nozzle.
Признак, указывающий, что «камера энергоразделения соосно соединена с патрубком отвода подогретого потока, снабженным расположенным внутри него регулирующим конусом, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси патрубка», обеспечивает регулировку проходного сечения, что позволяет регулировать доли подогретого и охлажденного потоков, а также их температуры.A sign indicating that "the energy separation chamber is coaxially connected to the outlet pipe of the heated stream, equipped with a regulating cone located inside it, made with the possibility of reciprocating movement along the axis of the pipe", provides an adjustment of the flow area, which allows you to adjust the proportion of heated and cooled flows, and also their temperature.
Признак, указывающий, что «вихревая камера расположена внутри рубашки цилиндрической формы, полость которой сообщена с выходящим патрубком охлажденного потока и патрубком отвода подогретого потока», обеспечивает отбор тепла от нагретой стенки камеры энергоразделения, что позволяет получить дополнительный подогрев газа.A sign indicating that "the vortex chamber is located inside a cylindrical shirt, the cavity of which is in communication with the outlet pipe of the cooled stream and the pipe outlet of the heated stream", provides heat removal from the heated wall of the energy separation chamber, which allows for additional gas heating.
Признак, указывающий, что «корпус вихревой камеры снабжен кольцевым каналом обогрева диафрагмы, соединённого трубкой с выходящим патрубком подогретого потока, при этом, выходное отверстие канала обогрева расположено в камере охлажденного потока», обеспечивает обогрев диафрагмы, тем самым предотвращая образования на ней гидратов, образующихся из-за низких температур охлажденного потока.A sign indicating that the “vortex chamber body is provided with an annular heating channel for the diaphragm connected by a tube to the outlet pipe of the heated stream, while the outlet of the heating channel is located in the chilled flow chamber”, provides heating of the diaphragm, thereby preventing the formation of hydrates formed on it due to the low temperatures of the cooled stream.
Признак, указывающий, что «регулятор сечения выхода закручивающего устройства выполнен в виде регулирующего клина, снабженного электроприводом» обеспечивает автоматическое регулирование входящего потока.The sign indicating that the "regulator of the outlet cross section of the swirling device is made in the form of an adjusting wedge equipped with an electric drive" provides automatic control of the incoming flow.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг. 1 показан вихревой регулятор давления газа, на фиг. 2 – вид Б, на фиг. 3 и на фиг. 4 – разрез А-А и разрез В-В соответственно.The invention is illustrated in graphic materials, where in FIG. 1 shows a vortex gas pressure regulator; FIG. 2 is a view B, in FIG. 3 and in FIG. 4 - section aa and section bb, respectively.
На чертежах показаны корпус 1, входной патрубок 2, выходной патрубок 3 подогретого потока газа, патрубок 4 отвода охлажденного потока газа, вихревая камера 5, камера энергоразделения 6, закручивающее устройство 7, рубашка 8, труба 9, кольцевой канал 10, диафрагма 11, трубка 12, выходное отверстие 13, оребрение 14, теплообменный контур 15, выходной патрубок 16 из теплообменного контура 15, соединительный патрубок 17 с патрубками 16 и 3, регулирующий конус 18, регулирующий клин 19, электропривод 20.The drawings show the
Вихревой регулятор давления газа содержит корпус 1 с входным патрубком 2, выходным патрубком 3 подогретого потока газа и патрубком 4 отвода охлажденного потока газа, вихревую камеру 5, камеру энергоразделения 6 и закручивающее устройство 7.The vortex gas pressure regulator comprises a
Вихревая камера 5 расположена внутри рубашки 8 цилиндрической формы и установлена соосно с выходным патрубком 3 подогретого потока и патрубком 4 отвода охлажденного потока газа. Полость рубашки 8 сообщена трубой 9 с патрубком 4 отвода охлажденного потока газа и выходным патрубком 3 подогретого потока газа. Корпус вихревой камеры 5 снабжен кольцевым каналом 10 обогрева диафрагмы 11, соединённым трубкой 12 с выходным патрубком 3 подогретого потока газа, при этом выходное отверстие 13 кольцевого канала 10 обогрева диафрагмы 11 расположено в камере охлажденного потока.The vortex chamber 5 is located inside the
Камера 6 энергоразделения, снабженная оребрением 14 на внешней стороне, находящимся в теплообменном контуре 15, соосно соединена с выходным патрубком 3 подогретого потока газа. Теплообменный контур 15 снабжен соединительным патрубком 16 с патрубками 17 и 3.The energy separation chamber 6, equipped with a
Внутри выходного патрубка 3 подогретого потока газа расположен регулирующий конус 18, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси патрубка 3.Inside the
На входе закручивающего устройства 7 установлен, с возможностью перекрытия его сечения, регулятор, выполненный в виде регулирующего клина 19, снабженного электроприводом 20.At the input of the
Заявленное устройство работает следующим образом. Газовая среда под высоким давлением поступает через входной патрубок 2 в вихревую камеру 5, оттуда в отверстие в закручивающем устройстве 7, которое регулируют клином 19, управляемым электроприводом 20. Поток газа, проходя через закручивающее устройство 7, приобретает завихренный характер с осью вращения и подается в направлении камеры энергоразделения 6, где за счет эффекта Ранка-Хилша разделяется на подогретый и охлажденный потоки. Подогретый периферийный поток спрямляется в области закручивающего устройства 7 и удаляется через выходной патрубок 3 подогретого потока газа. Регулирующий конус 18 держит давление в камере энергоразделения 6 на необходимом уровне и регулирует доли подогретого и охлажденного потоков. Охлажденный поток, образующийся в приосевой области, двигаясь в направлении диафрагмы 11, в свою очередь отбирается через ее отверстие и удаляется через патрубок 4 отвода охлажденного потока газа. Далее охлаждённый поток через соединительную трубу 9 поступает теплообменный контур 15, проходя через который отбирает тепло от нагретой стенки камеры энергоразделения 6, которая имеет внешнее оребрение 14, позволяющее более эффективно отбирать тепло, после чего подогретый холодный поток выходит через выходной патрубок 16 из теплообменного контура 15, откуда попадает в соединительный патрубок 17, где смешивается с горячим потоком из патрубка 3.The claimed device operates as follows. The gas medium under high pressure enters through the
Обогрев диафрагмы 11 предотвращает образования на ней гидратов, образующихся из-за низких температур охлажденного потока, обеспечивает кольцевой канал 10 путем передачи тепла через корпус 1 к диафрагме 11.The heating of the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125492A RU2655565C1 (en) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | Vortex gas pressure regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125492A RU2655565C1 (en) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | Vortex gas pressure regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655565C1 true RU2655565C1 (en) | 2018-05-28 |
Family
ID=62559900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017125492A RU2655565C1 (en) | 2017-07-18 | 2017-07-18 | Vortex gas pressure regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655565C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699972C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Surgical suction device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1399713A1 (en) * | 1986-12-22 | 1988-05-30 | Предприятие П/Я А-3556 | Pressure regulator |
JPH03186107A (en) * | 1989-12-15 | 1991-08-14 | Tlv Co Ltd | Pressure reducing valve for steam |
JP3186107B2 (en) * | 1991-08-08 | 2001-07-11 | 株式会社デンソー | Insulated gate field effect transistor |
RU2420779C1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" КурскГТУ | Multi-position vortex gas pressure control |
RU2016100988A (en) * | 2013-06-25 | 2017-07-28 | Эмерсон Процесс Менеджмент Регьюлэйтор Текнолоджиз, Инк. | HEATED PRESSURE REGULATORS |
-
2017
- 2017-07-18 RU RU2017125492A patent/RU2655565C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1399713A1 (en) * | 1986-12-22 | 1988-05-30 | Предприятие П/Я А-3556 | Pressure regulator |
JPH03186107A (en) * | 1989-12-15 | 1991-08-14 | Tlv Co Ltd | Pressure reducing valve for steam |
JP3186107B2 (en) * | 1991-08-08 | 2001-07-11 | 株式会社デンソー | Insulated gate field effect transistor |
RU2420779C1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" КурскГТУ | Multi-position vortex gas pressure control |
RU2016100988A (en) * | 2013-06-25 | 2017-07-28 | Эмерсон Процесс Менеджмент Регьюлэйтор Текнолоджиз, Инк. | HEATED PRESSURE REGULATORS |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
7c. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699972C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) | Surgical suction device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106152585B (en) | Air refrigerator | |
RU2015102142A (en) | HIGH EFFICIENCY EXCHANGER WITH DIRECT MEDIA CONTACT | |
US20190178450A1 (en) | Integrated Temperature and Pressure Reducing Device | |
RU2655565C1 (en) | Vortex gas pressure regulator | |
GB1528215A (en) | Heat exchanger and method for cooling hot gases | |
US6082116A (en) | Vortex pilot gas heater | |
WO2013167180A1 (en) | Waste heat boiler with bypass and mixer | |
CN106052209B (en) | Liquid separating device and air conditioner with same | |
KR20190078622A (en) | Self-regenerative burner | |
RU2237918C1 (en) | Pressure regulator | |
CN202582272U (en) | Dividing wall type heat exchanger | |
RU2617856C1 (en) | Temperature-stabilizing pressure regulator | |
RU2431883C1 (en) | Vortex pressure controller | |
RU2486573C1 (en) | Vortex pressure regulator | |
US2579567A (en) | Means for controlling the flow of a fluid heat transfer medium | |
CN204477992U (en) | A kind of reformed gas waste heat boiler | |
CN210486188U (en) | Combined type equal-flow diverter integrated device | |
RU153284U1 (en) | VORTEX PRESSURE REGULATOR | |
CN105443508A (en) | Efficient hydraulic apparatus cooling device | |
RU2377478C1 (en) | Vortex tube | |
RU2737214C1 (en) | Thermoacoustic pressure regulator | |
US9835356B1 (en) | Fluid heating apparatus utilizing at least two fluid paths | |
CN208269702U (en) | A kind of heat exchanger | |
RU10842U1 (en) | BURNER | |
RU2140042C1 (en) | Heat generating unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190719 |