РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ГАЗА
GAS FLOW RATE CONTROLLER

Изобретение относится к трубопроводной арматуре предназначено для регулирования расхода газовой среды и может быть использовано при создании регулятора расхода газа (дросселя) в системах управляемого снижения давления (декомпрессии) в емкостях, в которых находятся люди под избыточным давлением. Например, отсек подводной лодки, камера всплывающая спасательная из аварийной подводной лодки и тому подобные сооружения.
Снижение давления для предотвращения декомпрессионной болезни персонала должно выполняться по таблицам декомпрессии, поэтому должно быть не произвольным, а ступенями и с заданной в таблицах скоростью.
Массовый расход газа через регулятор пропорционален площади проходного сечения дросселя и термодинамическим параметрам газа на входе в регулятор. Чем больше площадь, давление и плотность газа перед дросселем, тем больше расход газа. При декомпрессии давление и плотность газа в емкости уменьшаются, и для сохранения заданной скорости снижения давления (массового расхода) соответственно должна увеличиваться площадь походного сечения дросселя.
Модель использования системы управляемого снижения давления такова, что процессом декомпрессии может управлять только персонал, находящийся в емкости, оказавшиеся там, например, после аварии возможно в физически и морально подавленном состоянии.
Эти обстоятельства предъявляют к регулятору повышенные требования к удобству его обслуживания и наглядному представлению по его использованию в условиях уменьшающегося давления в емкости.
На данное время не известны конструкции регулятора расхода газа, которые в полной мере обеспечивают работу системы управляемого снижения давления.
Известен регулятор расхода (авторское свидетельство на изобретение №829901, опубликовано в Бюллетене №18 от 15.05.81 г.) содержащий корпус с дросселем, который состоит из двух шайб с отверстиями, одна из которых закреплена в корпусе, другая закреплена на штоке с рукояткой, размещенной за пределами корпуса, причем регулятор снабжен шкалой.
Но конструкция данного регулятора не позволяет настраивать его на расход, соответствующий текущему давлению в камере.
Целью изобретения является изменение конструкции регулятора расхода газа для использования его в системе управляемого снижения давления. Это достигается встраиванием в регулятор соосно с диафрагмами манометра, измеряющего давление в камере, шкала которого является и шкалой регулятора расхода газа. Для установки необходимого проходного сечения регулятора указатель положения рукоятки совмещается со стрелкой манометра, показывающего давление в камере.
На фиг. 1 показан общий вид регулятора расхода, в состав которого входят:
- корпус 1 с отверстиями 7 для входа газа;
- неподвижная диафрагма 5, жестко закрепленная в корпусе 1 (диафрагма 5 имеет отверстия переменного сечения, форма которых на фиг. 1 показана пунктирной линией);
- поворотная диафрагма 6 с отверстиями в форме круга;
- рукоятка 2;
- указатель положения 3;
- манометр измерения давления в камере 4.
Поворотная диафрагма 6, рукоятка 2 и указатель положения 3 жестко связаны между собой и могут вращаться вокруг оси 8 от крайнего левого до крайнего правого положения рукоятки.
Каждому положению рукоятки 2 соответствует своя площадь проходного сечения регулятора, образующаяся наложением отверстий в диафрагмах 5 и 6 (на фиг. 1 показана двойной штриховкой), а положение указателя 3 на шкале манометра соответствует давлению в камере, при котором обеспечивается массовый расход, обеспечивающий требуемую скорость снижения давления.
При проектировании регулятора размеры отверстий в диафрагмах рассчитываются по известным формулам термодинамики истечения газа через отверстия. Переменная площадь сечения в неподвижной диафрагме 6 обеспечивает плавность регулировки.
На фиг. 2 показана схема установки регулятора расхода газа в камере спасательной всплывающей.
Регулятор расхода газа 9 устанавливается на входе трубопровода сброса давления с запорной арматурой 10 из камеры спасательной всплывающей 11 в атмосферу.
В данных условиях реализуется следующий сценарий использования регулятора.
При всплытии спасательной камеры на поверхность манометр 4 показывает значение избыточного давления в ней.
Оператор рукояткой 2 поворачивает диафрагму 6 до совмещения указателя 3 с текущим положением стрелки на шкале манометра, при этом образуется такая площадь проходного сечения, которая обеспечивает требуемый массовый расход.
После открытия соответствующей запорной арматуры через отверстия 7, проходное сечение регулятора и трубопровод 10 газ из камеры выходит в атмосферу с массовым расходом, обеспечивающим безопасную скорость снижения давления. После снижения давления до следующего шага декомпрессии оператор закрывает запорную арматуру на трубопроводе 10.
По окончании выдержки на ступени декомпрессии оператор повторяет процедуру снижения давления.