УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕГУЛЯТОР РАСХОДА СЖИЖЕННОГО ГАЗА

Полезная модель предназначена для преобразования газа из сжиженного состояния в газообразное и поддержание его расхода на уровне значений, задаваемых электронным блоком управления.
Известен управляемый регулятор расхода сжиженного газа, содержащий, корпус с газовой полостью, сообщенной с входным и выходным отверстиями, расходный газовый клапан с электромагнитным приводом, входной газовый клапан с электромагнитным приводом, установленный во входном отверстии корпуса, выходной газовый клапан с электромагнитным приводом, установленный в выходном отверстии корпуса, датчик давления, установленный в газовой полости, нагреватель сжиженного газа, и электронный блок управления, вход которого электрически связан с датчиком давления газа, а выходы электронного блока управления электрически связаны с электромагнитными приводами расходного газового клапана, входного газового клапана и выходного газового клапана, причем вход расходного газового клапана сообщен с источником сжиженного газа, а выход сообщен с входным газовым клапаном (см. патент РФ №2162540, опубликованный 27.01.2001 г.
Недостаток известного управляемого регулятора заключается в том, что в прототипе входной (управляющий) клапан установлен после испарителя и регулирование давления в первой камере производится на уже испаренном газе. Плотность испаренного газа в несколько раз меньше плотности сжиженного, поэтому для регулирования расхода требуется входной (управляющий) клапан с проходным сечением, на порядок превышающим необходимое проходное сечение клапана для регулирования сжиженного газа. Это требует применения катушки входного клапана с мощностью, в несколько раз превышающей мощность катушки входного клапана, работающего на сжиженном газе.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является уменьшение диаметра проходного сечения входного клапана, что приводит к снижению веса регулятора. К такому же техническому результату приводит и размещение нагревателя сжиженного газа в корпусе. Возможность нагрева поверхностей газовой полости непосредственно от нагревателя сжиженного газа, размещенного в корпусе, приводит и к более экономичному использованию тепла нагревателя, поскольку уменьшаются потери тепла по сравнению с прототипом, где нагреватель вынесен за пределы корпуса нагревателя.
Кроме того, техническим результатом заявленной полезной модели является и снижение мощности катушки электромагнитного привода входного клапана, что приводит к снижению потребления электроэнергии, необходимой для работы регулятора. Использование длительности импульса широтно-импульсного сигнала, пропорционального разности измеренного датчиком давления газа и заданного давления газа, хранящегося в памяти электронного блока управления, в заявленной полезной модели приводит к повышению точности регулирования расхода газа в зависимости от величины давления испаренного газа в газовой полости. К повышению точности регулирования расхода газа в зависимости от величины давления испаренного газа приводит и размещение датчика давления в зоне, где находится испаренный газ, достигаемый признаком, касающимся того, что расстояние по ходу движения газа в газовой полости от входного отверстия в корпусе до датчика давления больше расстояния по ходу движения газа от датчика давления до выходного отверстия в корпусе.
Таким образом, технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в снижении веса регулятора, уменьшении потерь тепла нагревателя, повышении точности регулирования расхода газа в зависимости от величины давления в газовой полости и снижении потребления электроэнергии, необходимой для работы регулятора.
Указанный технический результат достигается тем, что управляемый регулятор расхода сжиженного газа, содержащий, корпус с газовой полостью, сообщенной с входным и выходным отверстиями, расходный газовый клапан с электромагнитным приводом, входной газовый клапан с электромагнитным приводом, установленный во входном отверстии корпуса, по меньшей мере один выходной газовый клапан с электромагнитным приводом, соединяющийся с выходным отверстием корпуса, датчик давления, установленный в газовой полости нагреватель сжиженного газа, и электронный блок управления, вход которого электрически связан с датчиком давления газа, а выходы электронного блока управления электрически связаны с электромагнитными приводами расходного газового клапана, входного газового клапана и выходного газового клапана, причем вход расходного газового клапана сообщен с источником сжиженного газа, а выход сообщен с входным газовым клапаном, при этом нагреватель сжиженного газа размещен в корпусе с возможностью нагрева поверхностей газовой полости, электронный блок управления выполнен с возможностью формирования ключевого электрического сигнала «включен-выключен», подаваемого на электромагнитный привод расходного газового клапана, и широтно-импульсных электрических сигналов, подаваемых на электромагнитные приводы входного газового клапана и выходного газового клапана, длительность импульса широтно-импульсного сигнала пропорциональна разности измеренного датчиком давления газа и заданного давления газа, хранящегося в памяти электронного блока управления, а расстояние по ходу движения газа в газовой полости от входного отверстия в корпусе до датчика давления больше расстояния по ходу движения газа от датчика давления до выходного отверстия в корпусе.
Нагреватель сжиженного газа может быть выполнен в виде размещенного в корпусе канала для подачи жидкого теплоносителя от внешнего источника нагрева или в виде электрического нагревательного элемента, размещенного в корпусе.
На чертеже показана схема регулятора.
Управляемый регулятор расхода сжиженного газа содержит корпус 1 с газовой полостью 3, сообщенной с входным и выходным отверстиями. В состав регулятора входят: расходный газовый клапан 8 с электромагнитным приводом, входной газовый клапан 4 с электромагнитным приводом, установленный во входном отверстии корпуса 1, по меньшей мере один выходной газовый клапан 6 с электромагнитным приводом, соединяющийся с выходным отверстием корпуса 1, датчик 5 давления, установленный в газовой полости 3 нагреватель 2 сжиженного газа, и электронный блок 7 управления. Вход электронного блока 7 управления электрически связан с датчиком 3 давления газа, а выходы электронного блока 7 управления электрически связаны с электромагнитными приводами расходного газового клапана 8, входного газового клапана 4 и выходного газового клапана 6. Вход расходного газового клапана 8 сообщен с источником сжиженного газа (например баллоном сжиженного газа, на чертеже не показан), а выход расходного газового клапана 8 сообщен с входным газовым клапаном 4, например через канал в корпусе 1. Особенностью заявленной полезной модели является то, что нагреватель 2 сжиженного газа размещен в корпусе 1 с возможностью нагрева поверхностей газовой полости 3. При этом электронный блок 7 управления выполнен с возможностью формирования широтно-импульсных электрических сигналов, подаваемых на электромагнитные приводы расходного газового клапана 8, входного газового клапана 4 и выходного газового клапана 6. Длительность импульса широтно-импульсного сигнала пропорциональна разности измеренного датчиком 3 давления газа и заданного давления газа, хранящегося в памяти электронного блока 7 управления. Расстояние по ходу движения газа в газовой полости 3 от входного отверстия в корпусе 1 до датчика 5 давления больше расстояния по ходу движения газа от датчика 5 давления до выходного отверстия в корпусе 1, что позволяет разместить датчик 5 давления в зоне испаренного газа непосредственно перед выходным отверстием корпуса 1 для более точного замера давления газа выходящего из регулятора.
Нагреватель 2 сжиженного газа может быть выполнен или в виде размещенного в корпусе 1 канала для подачи жидкого теплоносителя от внешнего источника нагрева как показано на чертеже, или в виде электрического нагревательного элемента, размещенного в корпусе 1 (на чертеже не показан).
В качестве составных элементов конструкции регулятора могут быть использованы уже известные устройства, производимые промышленностью.
Датчик давления - типа MPXHZ 6400 фирмы «Motorola» (США);
Расходный газовый клапан - фирмы ОМВ или VALTEC (Италия);
Входной газовый клапан - типа АТМ70 фирмы «Славгаз» (Россия);
Выходной газовый клапан - типа АТМ20 фирмы «Славгаз» (Россия);
Электронный блок управления - типа «АГАТ-VRTec» фирмы «Славгаз» (Россия).
Работа управляемого регулятора расхода сжиженного газа происходит следующим образом:
При подаче электрического сигнала «включен-выключен» от электронного блока 7 управления электромагнитный привод открывает расходный газовый клапан 8 и к входному газовому клапану 4 подается сжиженный газ. В канал нагревателя 2 подается горячий жидкий теплоноситель от внешнего источника нагрева и нагревает корпус 1, в том числе стенки канала газовой полости 3. По электрическому сигналу от электронного блока 7 управления электромагнитный привод открывает входной газовый клапан 4 и сжиженный газ поступает в газовую полость 3, на стенках которой испаряется и под давлением выходит из регулятора. Уровень давления измеряется датчиком 5 давления и передается в электронный блок 7 управления. Если давление газа превышает заданное, электронный блок 7 подает электрический сигнал электромагнитному приводу входного клапана 4 и закрывает его, при этом давление газа в газовой полости 3 начинает падать до уровня заданного, после чего по сигналу от электронного блока 7 управления электромагнитный привод открывает входной газовый клапан 4 и давление газа в газовой полости 3 опять начинает расти. Управляется входной газовый клапан 4 широтно-импульсным сигналом, длительность импульса открытия которого пропорциональна разности величины измеренного давления газа в газовой полости 3 датчиком 5 давления и заданной величины давления, хранящейся в памяти электронного блока 7 управления. Испаренный газ под давлением подается на вход выходного газового клапана 6, электромагнитный привод которого управляется также широтно-импульсным электрическим сигналом. Таким образом, результирующий расход зависит как от уровня давления испаренного газа, так и от значения скважности сигнала, управляющего открытием выходного газового клапана 6. Кроме того, наличие выходного газового клапана 6 позволяет синхронизировать по времени момент подачи испаренного газа с внешним сигналом или любым алгоритмом управления, реализуемым электронным блоком 7 управления.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет обеспечить технический результат, заключающийся в снижении веса регулятора, уменьшении потерь тепла нагревателя, повышении точности регулирования расхода газа в зависимости от величины давления в газовой полости и снижении потребления электроэнергии необходимой для работы регулятора.