КОМБИНИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА

Полезная модель относится к трубопроводной арматуре обеспечивающая надежное регулирование давление газа, а также отсечку газа при превышении или понижении заданных давлений газа при аварийном состоянии в системах газораспределения и газопотребления и может быть использована в газорегуляторных пунктах, газорегуляторных установках, шкафных газорегуляторных пунктах и т.д.
Известно устройство регулирования параметров газового потока (Патент Ru №2216762, G05D 7/00, опубликовано 20.11.2003) содержащее установленный на трубопроводе осевой клапан с эластичным затвором, состыкованный с распределителем, пилотный регулятор, включающий подпружиненный механизм и регулирующий блок, и дополнительно введенные электропневматический преобразователь, редуктор и два дросселя. Между пружинным механизмом и регулирующим блоком пилотного регулятора выполнена камера управления, разделенная с помощью дополнительных мембран на две полости, каждая из которых по выбору может быть подключена к выходу электропневматического преобразователя.
Наиболее близким техническим решением из известных общедоступных источников является устройство регулятор давления газа РДГ-50-Н(В) (Промышленное газовое оборудование. Справочник. Издание 3-е. переработанное и дополненное Под редакцией Е.А. Корякина. Саратов. - 2003, стр. 194-196) содержащий исполнительное устройство регулятора с регулирующим клапаном, отсечным клапаном предназначено посредством изменения проходного сечения клапана автоматически поддерживать заданное выходное давление на всех режимах расхода газа, включая нулевое, отключать подачу газа в случае аварийных повышения и понижения выходного давления. Исполнительное устройство имеет корпус, внутри которого установлено большое седло. Мембранный привод состоит из мембраны, жестко соединенного с ней штока. Шток перемещается во втулках направляющей колонки корпуса. Регулятор управления КВ-2 предназначен для поддержания постоянного давления на входе в регулятор управления КН-2, т.е. для исключения влияния колебаний входного давления на работу регулятора в целом. Регуляторы управления КВ-2 и КН-2 выполнены в виде регулятора прямого действия и включают в себя: корпус, узел мембраны с пружинной нагрузкой, рабочий клапан.
Недостатком известного устройства является сложное конструктивное решение, за счет использования внешнего рычажного устройства, приводящего в работу перепускной клапан, что снижает надежность и безопасность эксплуатации регулятора давления.
Задачей полезной модели является обеспечение надежности и безопасности работы устройства.
Сущность полезной модели заключается в том, что комбинированный регулятор давления газа, содержащий регулятор давления, регулятор управления, устройство отсечки газа дополнительно включает устройство пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления, в котором для контроля пуска газа в систему устроен клапан-прерыватель, устройство отсечки газа по верхнему пределу давления, в котором применен шток отсечки газа, вертикальный и горизонтальный ограничители подъема клапана на импульсной линии, пневмопускатель регулятора давления для перераспределения импульсного потока, минуя основной импульсный поток регулятора управления.
Технический результат заключается в том, что пуск регулятора давления в работу осуществляется пневмопускателем за счет подачи газа из надклапанного пространства в подмембранное пространство регулятора давления по импульсной линии, что приводит к подъему основного клапана и подаче газа в подклапанное пространство. При этом по системе импульсных линий газ после клапана поступает в надмембранное пространство регулятора управления, устройство пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления, а также устройство отсечки газа по верхнему пределу давления газа. При этом клапан регулятора управления открыт, клапан устройства отсечки газа по верхнему пределу давления открыт, а клапан устройства пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления открывается при достижении нормативного давления газа после клапана регулятора давления, что в дальнейшем обеспечивает по импульсным линиям подачу газа в подмембранное пространство регулятора давления за счет открытых указанных клапанов. Далее осуществляется регулирование производительности регулятором давления за счет изменения положения мембраны и клапана регулятора управления (закрыт или открыт его клапан).
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема комбинированного регулятора давления газа, на фиг. 2 выполнено положение клапана на импульсной линии - открыт, на фиг. 3 положение клапана - закрыт (отсечка газа).
Комбинированный регулятор давления газа содержит регулятор давления 1, регулятор управления 2, устройство пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления 3, устройство отсечки газа по верхнему пределу давления газа 4. Регулятор давления 1, содержит: клапан 5, шток 6, один конец которого жестко соединенный с клапаном 5, а второй с мембраной 7 и диском 8, надмембранное пространство 9, подмембранное пространство 10, надклапанное пространство 11, подклапанное пространство 12, пневмопускатель 13. Регулятор управления 2 содержит: перепускной клапан 14, шток 15, один конец которого жестко соединенный с клапаном 14, а второй с мембраной 16 и диском 17 нагруженные пружиной 18, заглушка 19 с резьбой, подклапанное пространство 20, надклапанное пространство 21, надмембранное пространство 22. Устройство пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления 3 содержит: клапан-прерыватель потока газа 23, шток 24, один конец которого жестко соединенный с клапаном-прерывателем 23, а второй с мембраной 25 и диском 26 нагруженные пружиной 27, заглушка 28 с резьбой, подклапанное пространство 29, надклапанное пространство 30, надмембранное пространство 31. Устройство отсечки газа по верхнему пределу давлений 4 содержит: клапан импульсного потока газа 32, шток 33, один конец которого жестко соединенный с клапаном 32, а второй резьбовым соединением со штоком отсечки газа 34, проходящего через мембрану 35 и диск 36, заглушку 37 с резьбой и отверстием в центре для прохода штока отсечки газа 34, конец которого входит во втулку 38, пружина 39, которая осуществляет нагрузку на диск 36, на штоке отсечки газа 34 жестко закреплен горизонтальный ограничитель подъема клапана 40 в виде кронштейна, на устройстве отсечки газа по верхнему пределу давления 4 в зоне пружины 39 на корпусе жестко закреплен Г-образный кронштейн 41, на вертикальной части Г-образного кронштейна 41 закреплен горизонтальный кронштейн 42, один конец которого жестко закреплен, а на втором имеется отверстие 43, на горизонтальном кронштейне 42 шарнирно подвешен вертикальный ограничитель подъема клапана 44, на горизонтальном участке Г-образного кронштейна 41 имеется отверстие 45 с жестко закрепленной втулкой 38, надмембранное пространство 46, надклапанное пространство 47, подклапанное пространство 48. Импульсные линии 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 соединяют регулятор давления 1, регулятор управления 2, устройство пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления 3, устройство отсечки газа по верхнему пределу давления газа 4. На импульсной линии 55 установлены дроссели 58, 59. Импульсная линия 60 соединяет подклапанное пространство 12 с надмембранным пространством 9 регулятора давления 1.
Устройство работает следующим образом. Перед пуском в работу в регуляторе давления 1, клапан 5 закрыт, мембрана 7 с диском 8 находится в нижнем положении. В регуляторе управления 2, клапан 14 открыт за счет подпружиненных: штока 15, мембраны 16 и диска 17. В устройстве пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления 3, клапан-прерыватель 23 закрыт за счет подпружиненных: штока 24, мембраны 25 и диска 26. В устройстве отсечки газа по верхнему пределу давления 4, клапан 32 открыт за счет пружины 39 нагружающей мембрану 35 и диск 36 при этом горизонтальный ограничитель подъема клапана 40 и вертикальный ограничитель подъема клапана 44 находятся в разомкнутом состоянии. При включении регулятора давления 1 в работу используют пневмопускатель 13, который осуществляет перепуск газа давлением Р1 по импульсной линии 49 из надклапанного пространства 11 в подмембранное пространство 10 регулятора давления. Далее, за счет повышения давления в подмембраном пространстве 10, мембрана 7 с диском 8 поднимаются и, соответственно, движением штока 6 клапан 5 открывается, газ поступает из надклапанного пространства 11 в подклапанное пространство 12, повышается давление газа Р2. Газ из подклапанного пространства 12 по импульсной линии 60 одновременно поступает по импульсной трубке 51 в надмембранное пространство 22 регулятора управления 2, по импульсной трубке 52 в надмембранное пространство 31 устройства пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления 3 и по импульсной трубке 53 в надмембранное пространство 46 устройства отсечки газа по верхнему пределу давления 4. При этом в регуляторе управления 2 и устройстве отсечки газа по верхнему пределу давления 4 во время пуска, за счет усилия пружин 18, 39 клапаны 14, 32 на импульсных линиях 54 и 55 открыты. В тоже время в устройстве пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления 3 за счет усилия пружины 27 клапан 23 закрыт до достижения заданной величины давления Р2 в надмембранном пространстве 31, превышение которого обеспечивает открытие клапана 23 устройства пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления 3, при этом газ давлением Р1 по импульсным трубкам 56, 57, 54 и 55 поступает через дроссель 59 в подмембранное пространство 10 регулятора давления 1, поддерживая клапан 5 в открытом состоянии, и через дроссель 59 в подклапанное пространство 12 регулятора давления 1, при этом через импульсную линию 60 соединены подклапанное пространство 12 регулятора давления 1 и надмембранное пространство 9 регулятора давления 1. При открытом клапане 5 регулятора давления 1 давление газа повышается и по импульсным трубкам 50, 51, 52, 53 поступает в надмембранные пространства 22, 31, 46 и при достижении рабочего заданного давления клапаны 14, 23 и 32 открыты. При превышении допустимого заданного давления Р2 после клапана 5 регулятора давления 1 клапан 14 регулятора управления 2 и клапан 32 устройства отсечки газа по верхнему пределу газа 4 перекрывает подачу газа по импульсной трубке 54 и 55 в подмембранное пространство 10 регулятора давления 1. За счет применения дросселей 58 и 59 на импульсной линии 55 и импульсной линии 60, соединяющей подмембранное пространство 10 с подклапанным пространоством 12 происходит выравнивание давлений над и под мембраной регулятора давления 1 и, за счет массы мембраны 7 с грузом шток 6 опускается и клапан 5 перекрывает подачу газа. При увеличении расхода газа после регулятора давления 1 (свеча открыта) происходит снижение давления Р2 после клапана 5 и, соответственно, снижается давление в надмембранном пространстве 22 регулятора управления 2, что приводит к открытию клапанов 14 и 32, обеспечивающих подачу газа в подмембранное пространство 10 регулятора давления 1 и клапан 5 открывается, происходит увеличение производительности регулятора давления 1. Подобным образом происходит регулирование давления газа и, соответственно, расхода после регулятора давления 1. В процессе работы регулятора давления 1 возникают проблемы неконтролируемого понижения или повышения давления газа ниже или выше допустимого (например допустимое нижнее давление Р2=1,2 кПа у наиболее удаленного потребителя газа, а допустимое верхнее давление Р2=3,45 кПа, превышение которого приводит к срабатыванию ПСК). Устройство пуска и отсечки газа по нижнему пределу давления газа 3 работает следующим образом. Ранее сказано, что это устройство работает в момент пуска регулятора давления 1 в работу, поэтому рассмотрим устройство, на котором предусмотрена отсечка газа по нижнему пределу давления газа. Пружина 27 рассчитана на усилие действующее на мембрану из расчета давления Р2 на мембрану 25 1,2 кПа. Если давление после регулятора давления 1 составляет ниже 1,2 кПа, то, за счет усилия пружины 27 мембрана 25 с диском 26 поднимается и клапан 23 перекрывает подачу газа по импульсной линии 56, 57 из надклапанного пространства 11 в подмембранное пространство 10 регулятора давления 1 и клапан 5 закрыт.Произошла аварийная отсечка газа по ниже нижнего предела давления в системе. Пуск регулятора давления в работу осуществляется только после выяснения и устранения причины отсечки газа. Устройство отсечки газа по верхнему пределу давления газа 4 работает следующим образом. При нормальной работе регулятора давления 1 и регулятора управления 2 в устройстве отсечки газа по верхнему пределу давления 4 клапан 32 постоянно открыт.При этом давление в надмембранном пространстве 46 составляет заданную величину 3 кПа. При превышении давления после регулятора давления 1 свыше заданного 3,45 кПа (когда срабатывает ПСК), происходит перемещение вниз штоков 33 и 34 до зацепления горизонтального ограничителя подъема клапана 40 с вертикальным ограничителем подъема клапана 44, при этом клапан 32 плотно закрыт, что обеспечивает перекрытие по импульсным линиям 54 и 55 подачи газа в подмембранное пространство 10 регулятора давления 1. Выравнивается давление газа над и под мембраной регулятора давления 1. Клапан 5 перекрыт.Произошла отсечка газа по выше верхнего предела давления газа. Пуск регулятора давления в работу осуществляется только после выяснения и устранения причины отсечки газа.
Следовательно, при превышении нормативного рабочего давления 3 кПа после регулятора давления более чем на 15% в новом техническом решении произойдет перераспределение импульсных потоков регулируемого и нерегулируемого давлений газа, что обеспечит повышенную надежность и эффективность работы системы газораспределения и газопотребления.