Общее контрольное управление режимом работы всей системы газораспределения осуществляется с помощью регулятора давления газа , который автоматически поддерживает постоянное давление независимо от интенсивности общего потребления газа. Достигается это по средствам того, что изначально высокое давление снижается на конечное для поддержания постоянного давления в трубопроводе в целом.
Регулятор давления газа в основном состоит из:
- исполнительного механизма, который при помощи определенного элемента, сопоставляющего значения давления на входе и текущего и дающего сигнал о несоответствии показателей, преобразует этот сигнал в воздействие на передвижные составляющие регулирующего органа
- регулирующего органа
Если импульса от чувствительного элемента достаточно для воздействия на регулирующий орган, то такие регуляторы называют регуляторами давления газа прямого действия.
Для усиления импульса и точности измерения между основными составляющими регулятора устанавливают усилитель (пилот).
Регуляторы давления газа разделяют на:
- астатические, в которых на чувствительный элемент регулятора давления воздействует постоянная сила от груза и сила от выходного давления, при изменении давления баланс сил нарушается, что даст импульс на чувствительный элемент, который пойдет вниз, давление будет снижаться за счет открытия регулирующего органа. Регуляторы данного типа приводят давление в норму не зависимо от нагрузки и в любом положении регулирующего органа. Их широко применяют в сетях с низком давлением газа, но при этом значительной емкости.
- статические: под воздействием трения процесс регулирования станет неустойчивым, во избежание чего в регулятор устанавливают твердую обратную связь, эти регуляторы получили название статическими. В регуляторах этого типа груз заменен на пружину, которая является стабилизирующим устройством, развиваемое ею усилие прямо пропорционально ее деформации. Когда чувствительный элемент находится в верхнем положении, при этом регулирующий орган находится в закрытом положении.
- изодромные регуляторы при отклонении значения давления газа перемещают регулирующий орган на величину отклонения, и если после этого давление не приходит в норму будут перемещать регулирующий орган до момента конечной нормализации давления.
Самыми распространенными на сегодняшний день являются астатические и статические.
В целом регулятор давления газа необходим для поддержания стабильного давления в газовой сети, то следует рассматривать систему в целом: регулятор давления и газовая сеть. Правильный выбор регулятора обеспечит стабильную работу газовой системы в целом.
Первоначально система оснащалась лишь одним регулятором. А если тот выходил из строя, то пользовались ручной задвижкой. При поиске более безлопастного варианта стало решение о применении спаренных регуляторов, минусом которой являлась возможность упустить из вида переход на запасной регулятор, при этом в целом работа строилась на старом принципе применения одного регулятора. Следующим шагом стало применение регулятора в тандеме с предохранительно-запорным клапаном (ПЗК) - данный вариант и дешевле и легче. При этом развитие продолжается и по сей день и время предъявляет новые требования к устройству и функциональности регуляторов давления, ассортимент которых настолько широк, что стало непросто выбрать подходящий вариант. Регуляторы давления газа на сегодняшний день - это сложные агрегаты, которые полноценно совместимы с системой, в свою очередь построенной на IT-технологии.
- Дроссель надмембранный РДГ
- Дроссель подмембранный РДГ
- Клапан отсечной РДГ
- Клапан пилота РДГ
- Клапан рабочий РДГ
- Клапан стабилизатора РДГ
- Кольцо уплотнительное РДГ
- Мембрана механизма контроля РДГ
- Мембрана пилота РДГ
- Мембрана рабочая РДГ
- Мембрана стабилизатора РДГ
- Пружина клапана отсечного РДГ
- Пружина клапана пилота РДГ
- Пружина механизма контроля большая РДГ
- Пружина пилота РДГ
- Пружина стабилизатора РДГ
- Пружина механизма контрля малая РДГ
- Седло пилота РДГ
- Седло регулятора РДГ
- Уплотнитель клапана отсечного РДГ
- Фильтр регулятора РДГ
- Шток клапана рабочего РДГ
- Шток механизма контроля РДГ
- Пилот РДГ
- Стабилизатор РДГ
РДГ-50Н без особых усилий можно найти во многих организациях, занимающимися поставками газового оборудования. Но следует учесть, что далеко не все разбираются в тонкостях работы редуктора и в отличиях основных узлов. Если вы решили ремкомплект РДГ-50Н заказать , то в первую очередь следует уточнить производителя данного продукта и желательно год его производства. Дело в том, что с виду можно сказать, что регуляторы разных производителей практически не отличаются, но вот составные части могут иметь значительные различия. Что касается РТИ, то, например, мембрана рабочая РДГ-50 у всех одинаковая. Единственное, чем они могут отличаться это материалом.
Некоторые производители изготавливают мембраны из мембранного полотна, а некоторые делают их литыми. То же самое касается мембрана пилота РДГ-50 и мембрана стабилизатора РДГ-50 . Но с мембранами пилота не все так просто. Есть несколько конструкций пилотов. Круглая мембрана пилота РДГ-50 и квадратная мембрана пилота отличаются не только формой, но и размером. Стоит обратить внимание и на дроссели.
Дроссель РДГ-50 может иметь различную конструкцию. Был случай, когда заказчик предоставил название завода, но не уточнил год производства. Когда запасные части к РДГ-50 были поставлены выяснилось, что дроссели не подходят. У них оказались экспериментальные регуляторы, запчасти к которым уже давно никто не делал. Седло РДГ-50 редко у кого отличается, но все таки бывают разные. При заказе седла, а так же клапан РДГ-50 , необходимо уточнять диаметр.
Не мало важным аспектом при выборе запасных частей является материал, из которого они
изготавливаются да и сам процесс производства тоже накладывает отпечаток на качество деталей. Например, если уплотнение клапана РДГ-50
будет запресовано не качественно, то такой клапан проработает не долго и придется его вновь ремонтировать. Производители постоянно работают над конструкцией своих регуляторов. Это происходит из-за стремления понизить себестоимость, а так же повысить качество и точность работы. Технические специалисты разрабатывают новые конструкции и это приводит к изменениям внутренних деталей регуляторов.
Регуляторы РДГ-50, РДГ-80 и РДГ-150 имеют схожую конструкцию и отличие ремкомплектов состоит в размерах деталей. К примеру мембрана рабочая РДГ-150 значительно больше чем мембрана рабочая РДГ-80 . Так же обстоят дела и с клапанами рабочими. Из-за различия проходных диаметров и соответственно пропускной способности клапан рабочий РДГ-150 больше чем клапан рабочий РДГ-80 , а тот в свою очередь больше чем клапан рабочий РДГ-50. Такие узлы как пилот и стабилизатор у одного производителя не отличаются у регуляторов с разным диаметром. У высоких регуляторов отсутствует в конструкции стабилизатор, поэтому стоимость ремкомплекта у них будет ниже. У ремкомплект РДГ-150 цена самая высокая среди трех модификаций, у ремкомплект РДГ-80 цена промежуточная и соответственно у РДГ-50 цена ремкомплекта самая низкая.
Мы предоставляем возможность ремкомплект РДГ купить с доставкой в Серпухове, Одинцово, Красногорске, Химках, Балашихе, Домодедово, Люберцах, Подольске, Чехове, Ступино, Раменском, Королеве, Пушкино, Ногинске, Тамбове, Алмате, Атырау, Актау, Москве, Новосибирске, Нижнем Новгороде, Омске, Томске, Ярославле, Петрозаводске, Казани, Актобе, Караганде, Улан-Удэ, Владивостоке, Хабаровске, Пензе, Калуге, Волгограде, Челябинске, Екатеринбурге, Иваново, Кстово, Чебоксарах, Рязани, Дзержинске, Ростове-на-Дону, Перьми, Санкт-Петербурге, Курске, Туле, Твери, Самаре, Воронеже, Набережных Челнах, Тюмени, Гатчине, Владимире, Великом Новгороде, Красноярске, Волжском, Белгороде, Рыбинске, Барнауле, Смоленске, Самаре, Щекино, Кемерово, Оренбурге, Сургуте, Хасавьюрте, Махачкале, Грозном, Каспийске, Уфе, Миассе, Краснодаре, Ставрополе, Тольятти, Старом Осколе, Стерлитамаке, Ишимбае, Рудном, Брянске, Костанае, Уральске Сочи, Новокузнецке, Астане, Амурске, Ангарске, Норильске, Нижнекамске, Элисте, Бийске, Мурманске, Владикавказе, Ханты-Мансийске, Нальчике, Орле, Калининграде, Йошкар-Оле. Для этого Вам необходимо связаться с нами любым удобным для Вас способом.
Классификация. Регуляторы давления газа классифицируют: по назначению, характеру регулирующего воздействия, связям между входной и выходной величинами, способу воздействия на регулирующий клапан.
По характеру регулирующего воздействия регуляторы подразделяются на астатические и статические (пропорциональные). Принципиальные схемы регуляторов показаны на рисунке ниже.
Схема регуляторов давления
а - астатического: 1 - стержень; 2 - мембрана; 3 - грузы; 4 - подмембранная полость; 5 - выход газа; 6 - клапан; б - статического: 1 - стержень; 2 - пружина; 3 - мембрана; 4 - подмембранная полость; 5 - импульсная трубка; 6 - сальник; 7 - клапан.
В астатическом регуляторе мембрана имеет поршневую форму, и ее активная площадь, воспринимающая давление газа, практически не меняется при любых положениях регулирующего клапана . Следовательно, если давление газа уравновешивает силу тяжести мембраны , стержня и клапана , то мембранной подвеске соответствует состояние астатического (безразличного) равновесия. Процесс регулирования давления газа будет протекать следующим образом. Предположим, что расход газа через регулятор равен его притоку и клапан занимает какое-то определенное положение. Если расход газа увеличится, то давление уменьшится и произойдет опускание мембранного устройства, что приведет к дополнительному открытию регулирующего клапана. После того как произойдет восстановление равенства между притоком и расходом, давление газа увеличится до заданной величины. Если расход газа уменьшится и соответственно произойдет увеличение давления газа, процесс регулирования будет протекать в обратном направлении. Настраивают регулятор на необходимое давление газа с помощью специальных грузов , причем с увеличением их массы выходное давление газа возрастает.
Астатические регуляторы после возмущения приводят регулируемое давление к заданному значению независимо от величины нагрузки и положения регулирующего клапана. Равновесие системы возможно только при заданном значении регулируемого параметра, при этом регулирующий клапан может занимать любое положение. Астатические регуляторы часто заменяют пропорциональными.
В статических (пропорциональных) регуляторах, в отличие от астатических, подмембранная полость отделена от коллектора сальником и соединена с ним импульсной трубкой, то есть узлы обратной связи расположены вне объекта. Вместо грузов на мембрану действует сила сжатия пружины.
В астатическом регуляторе малейшее изменение выходного давления газа может привести к перемещению регулирующего клапана из одного крайнего положения в другое, а в статическом полное перемещение клапана происходит только при соответствующем сжатии пружины.
Как астатические, так и пропорциональные регуляторы при работах с очень узкими пределами пропорциональности обладают свойствами систем, работающих по принципу «открыто - закрыто», то есть при незначительном изменении параметра газа перемещение клапана происходит мгновенно. Чтобы устранить это явление, устанавливают специальные дроссели в штуцере, соединяющем рабочую полость мембранного устройства с газопроводом или свечой. Установка дросселей позволяет уменьшить скорость перемещения клапанов и добиться более устойчивой работы регулятора.
По способу воздействия на регулирующий клапан различают регуляторы прямого и непрямого действия. В регуляторах прямого действия регулирующий клапан находится под действием регулирующего параметра прямо или через зависимые параметры и при изменении величины регулируемого параметра приводится в действие усилием, возникающим в чувствительном элементе регулятора, достаточным для перестановки регулирующего клапана без постороннего источника энергии.
В регуляторах непрямого действия чувствительный элемент воздействует на регулирующий клапан посторонним источником энергии (сжатый воздух, вода или электрический ток).
При изменении величины регулирующего параметра усилие, возникающее в чувствительном элементе регулятора, приводит в действие вспомогательное устройство, открывающее доступ энергии от постороннего источника в механизм, перемещающий регулирующий клапан.
Регуляторы давления прямого действия менее чувствительны, чем регуляторы непрямого действия. Относительно простая конструкция и высокая надежность регуляторов давления прямого действия обусловили их широкое применение в газовом хозяйстве.
Дроссельные устройства регуляторов давления (рисунок ниже) - клапаны различных конструкций. В регуляторах давления газа применяют односедельные и двухседельные клапаны. На односедельные клапаны действует одностороннее усилие, равное произведению площади отверстия седла на разность давлений с обеих сторон клапана. Наличие усилий только с одной стороны затрудняет процесс регулирования и одновременно увеличивает влияние изменения давления до регулятора на выходное давление. Вместе с тем эти клапаны обеспечивают надежное отключение газа при отсутствии его отбора, что обусловило их широкое применение в конструкциях регуляторов, используемых в ГРП.
Дроссельные устройства регуляторов давления газа
а - клапан жесткий односедельный; б - клапан мягкий односедельный; в - клапан цилиндрический с окном для прохода газа; г - клапан жесткий двухседельный неразрезной с направляющими перьями; д - клапан мягкий двухседельный
Двухседельные клапаны не обеспечивают герметичного закрытия. Это объясняется неравномерностью износа седел, сложностью притирки затвора одновременно к двум седлам, а также тем, что при температурных колебаниях неодинаково изменяются размеры затвора и седла.
От размера клапана и величины его хода зависит пропускная способность регулятора. Поэтому регуляторы подбирают в зависимости от максимально возможного потребления газа, а также по размеру клапана и величине его хода. Регуляторы, устанавливаемые в ГРП, должны работать в диапазоне нагрузок от 0 («на тупик») до максимума.
Пропускная способность регулятора зависит от отношения давлений до и после регулятора, плотности газа и конечного давления. В инструкциях и справочниках имеются таблицы пропускной способности регуляторов при перепаде давления 0,01 МПа. Для определения пропускной способности регуляторов при других параметрах необходимо делать пересчет.
Мембраны. С помощью мембран энергия давления газа переводится в механическую энергию движения, передающуюся через систему рычагов на клапан. Выбор конструкции мембран зависит от назначения регуляторов давления. В астатических регуляторах постоянство рабочей поверхности мембраны достигается приданием ей поршневой формы и применением ограничителей изгиба гофра.
Наибольшее применение в конструкциях регуляторов нашли кольцевые мембраны (рисунок ниже). Их использование облегчило замену мембран во время ремонтных работ и позволило унифицировать основные измерительные устройства различных видов регуляторов.
Кольцевая мембрана
а - с одним диском: 1 - диск; 2 - гофр; б - с двумя дисками
Движение мембранного устройства вверх и вниз происходит за счет деформации плоского гофра, образованного опорным диском. Если мембрана находится в крайнем нижнем положении, то активная площадь мембраны - вся ее поверхность. Если мембрана перемещается в крайнее верхнее положение, то ее активная площадь уменьшается до площади диска. С уменьшением диаметра диска разность между максимальной и минимальной активной площадью будет увеличиваться. Следовательно, для подъема кольцевых мембран необходимо постепенное нарастание давления, компенсирующее уменьшение активной площади мембраны. Если мембрана в процессе работы подвергается попеременному давлению с обеих сторон, ставят два диска - сверху и снизу.
У регуляторов низкого выходного давления одностороннее давление газа на мембрану уравновешивается пружинами или грузами. У регуляторов высокого или среднего выходного давления газ подводится к обеим сторонам мембраны, разгружая ее от односторонних усилий.
Регуляторы прямого действия подразделяются на пилотные и беспилотные. Пилотные регуляторы (РСД, РДУК и РДВ) имеют управляющее устройство в виде небольшого регулятора, который называется пилотом.
Беспилотные регуляторы (РД, РДК и РДГ) не имеют управляющего устройства и отличаются от пилотных габаритами и пропускной способностью.
Регуляторы давления газа прямого действия. Регуляторы РД-32М и РД-50М - беспилотные, прямого действия, различаются по условному проходу 32 и 50 мм и обеспечивают подачу газа соответственно до 200 и 750 м 3 /ч. Корпус регулятора РД-32М (рисунок ниже) присоединяют к газопроводу накидными гайками. По импульсной трубке редуцируемый газ подается в подмембранное пространство регулятора и оказывает давление на эластичную мембрану. Сверху на мембрану оказывает противодавление пружина. Если расход газа увеличится, то его давление за регулятором понизится, соответственно уменьшится и давление газа в под-мембранном пространстве регулятора, равновесие мембраны нарушится, и она под действием пружины переместится вниз. Вследствие перемещения мембраны вниз рычажный механизм отодвинет поршень от клапана. Расстояние между клапаном и поршнем увеличится, это приведет к увеличению расхода газа и восстановлению конечного давления. Если расход газа за регулятором уменьшится, то выходное давление повысится, и процесс регулирования произойдет в обратном направлении. Сменные клапаны позволяют изменять пропускную способность регуляторов. Настраивают регуляторы на заданный режим давления с помощью регулируемой пружины, гайки и регулировочного винта.
Регулятор давления РД-32М
1 - мембрана; 2 - регулируемая пружина; 3,5 - гайки; 4 - регулировочный винт; 6 - пробка; 7 - ниппель; 8, 12 - клапаны; 9 - поршень; 10 - импульсная трубка конечного давления; 11 - рычажный механизм; 12 - предохранительный клапан
В часы минимального газопотребления выходное давление газа может повыситься и вызвать разрыв мембраны регулятора. Предохраняет мембрану от разрыва специальное устройство, предохранительный клапан, встроенный в центральную часть мембраны. Клапан обеспечивает сброс газа из подмембранного пространства в атмосферу.
Комбинированные регуляторы. Отечественная промышленность выпускает несколько разновидностей таких регуляторов: РДНК- 400, РДГД-20, РДСК-50, РГД-80. Указанные регуляторы получили такое название потому, что в корпусе регулятора вмонтированы сбросной и отсечный (запорный) клапаны. На рисунках ниже показаны схемы комбинированных регуляторов.
Регулятор РДНК-400. Регуляторы типа РДНК выпускаются в модификациях РДНК-400, РДНК-400М, РДНК-1000 и РДНК-У.
Регулятор давления газа РДНК-400
1 - клапан сбросный; 2, 20 - гайки; 3 - пружина настройки сбросного клапана; 4 - мембрана рабочая; 5 - штуцер; 6 - пружина настройки выходного давления; 7 - винт регулировочный; 8 - камера мембранная; 9, 16 - пружины; 10 - клапан рабочий; 11, 13 - трубки импульсные; 12 - сопло; 14 - отключающее устройство; 15 - стакан; 17 - клапан отсечный; 18 - фильтр; 19 - корпус; 21, 22 - механизм рычажной
Устройство и принцип работы регуляторов показана на примере РДНК-400 (рисунок выше). Регулятор с низким выходным давлением комбинированный состоит из самого регулятора давления и автоматического отключающего устройства. Регулятор имеет встроенную импульсную трубку, входящую в подмембранную полость, и импульсную трубку. Сопло, расположенное в корпусе регулятора, является одновременно седлом рабочего и отсечного клапанов. Рабочий клапан посредством рычажного механизма (шток и рычаг) соединен с рабочей мембраной. Сменная пружина и регулировочный винт предназначены для настройки выходного давления газа.
Отключающее устройство имеет мембрану, соединенную с исполнительным механизмом, фиксатор которого удерживает отсечной клапан в открытом положении. Настройка отключающего устройства осуществляется сменными пружинами, расположенными в стакане.
Газ среднего или высокого давления, подаваемый в регулятор, проходит через зазор между рабочим клапаном и седлом, редуцируется до низкого давления и поступает к потребителям. Импульс от выходного давления по трубопроводу поступает из выходного трубопровода в подмембранную полость регулятора и на отключающее устройство. При повышении или понижении выходного давления сверх заданных параметров фиксатор, расположенный в отключающем устройстве, усилием на мембрану отключающего устройства выводится из зацепления, клапан перекрывает сопло, и поступление газа прекращается. Пуск регулятора в работу производится вручную после устранения причин, вызвавших срабатывание отключающего устройства. Технические характеристики регулятора приведены в таблице ниже.
Технические характеристики регулятора РДНК-400
Завод-изготовитель поставляет регулятор, настроенный на выходное давление 2 кПа, с соответствующей настройкой сбросного и отсечного клапанов. Выходное давление регулируют вращением винта. При вращении по ходу часовой стрелки выходное давление увеличивается, против - уменьшается. Сбросной клапан настраивают вращением гайки, которая ослабляет или сжимает пружину.
Регулятор РДСК-50. В регуляторе с выходным средним давлением скомпонованы независимо работающие регулятор давления, автоматическое отключающее устройство, сбросной клапан, фильтр (рисунок ниже). Технические характеристики регулятора приведены в таблица ниже.
Регулятор давления газа РДСК-50
1 - клапан отсечный; 2 - седло клапана; 3 - корпус; 4, 20 - мембрана; 5 - крышка; 6 - гайка; 7 - штуцер; 8, 12, 21, 22, 25, 30 - пружины; 9, 23, 24 - направляющие; 10 - стакан; 11, 15, 26, 28 - штоки; 13 - клапан сбросной; 14 - мембрана разгрузочная; 16 - седло рабочего хлапана; 17 - клапан рабочий; 18, 29 - трубки импульсные; 19 - толкатель; 27 - пробка; 31 - корпус регулятора; 32 - сетка-фильтр
Выходное давление настраивают вращением направляющей. При вращении по ходу часовой стрелки выходное давление увеличивается, против - уменьшается. Давление срабатывания сбросного клапана регулируют вращением гайки.
Отключающее устройство настраивают, понижая выходное давление сжатием или ослаблением пружины, вращая направляющую, а также повышая выходное давление сжатием или ослаблением пружины, вращая направляющую.
Пуск регулятора после устранения неисправностей, вызвавших срабатывание отключающего устройства, выполняют вывертыванием пробки, в результате чего клапан перемещается вниз до тех пор, пока шток под действием пружины переместится влево и западет за выступ штока клапана, удерживая его таким образом в открытом положении. После этого пробку ввертывают до упора.
Технические характеристики регулятора РДСК-50
|
Максимальное входное давление, МПа, не более |
|
|
Пределы настройки выходного давления, Мпа |
|
|
Пропускная способность при входном давлении 0,3 МПа, м 3 /ч, не более |
|
|
Колебание выходного давления без перестройки регулятора при изменении расхода газа и колебаний входного давления на ±25 %, МПа, не более |
|
|
Верхний предел настройки давления начала срабатывания сбросного клапана, МПа |
|
|
Верхний и нижний пределы настройки давления срабатывания автоматического отключающего устройства, МПа: при повышении выходного давления более при понижении выходного давления менее |
|
|
Условный проход, мм: входного патрубка выходного патрубка |
Завод-изготовитель поставляет регулятор, настроенный на выходное давление 0,05 МПа, с соответствующей настройкой сбросного клапана и отключающего устройства. При настройке выходного давления регулятора, а также срабатывании сбросного клапана и отключающего устройства используют сменные пружины, входящие в комплект поставки. Регулятор устанавливают на горизонтальном участке газопровода стаканом вверх.
Регулятор давления газа РДГ-80 (рисунок ниже). Комбинированные регуляторы серии РДГ для районных ГРП выпускаются на условные проходы 50, 80, 100, 150 мм; они лишены ряда недостатков, присущих другим регуляторам.
Регулятор РДГ-80
1 - регулятор давления; 2 - стабилизатор давления; 3 - входной кран; 4 - отсечный клапан; 5 - рабочий большой клапан; 6 - пружина; 7 - рабочий малый клапан; 8 - манометр; 9 - импульсный газопровод; 10 - поворотная ось отсечного клапана; 11 - поворотный рычаг; 12 - механизм контроля отсечного клапана; 13 - дроссель регулируемый; 14 - шумогаситель
Каждый тип регуляторов предназначен для редуцирования высокого или среднего давлений газа на среднее или низкое, автоматического поддержания выходного давления на заданном уровне независимо от изменения расхода и входного давления, а также для автоматического отключения подачи газа при аварийном повышении и понижении выходного давления сверх заданных допустимых значений.
Область применения регуляторов РДГ - ГРП и узлы редуцирования ГРУ промышленных, коммунальных и бытовых объектов. Регуляторы этого типа - непрямого действия. В состав регулятора входят: исполнительное устройство, стабилизатор, регулятор управления (пилот).
Регулятор РДГ-80 обеспечивает устойчивое и точное регулирование давления газа от минимального до максимального. Это достигается тем, что регулирующий клапан исполнительного устройства выполнен в виде двух подпружиненных клапанов разных диаметров, обеспечивающих устойчивость регулирования во всем диапазоне расходов, а в регуляторе управления (пилоте) рабочий клапан расположен на двуплечем рычаге, противоположный конец которого подпружинен; задающее усилие на рычаг накладывается между опорой рычага и пружиной. Так обеспечиваются герметичность рабочего клапана и точность регулирования пропорционально соотношению плеч рычага.
Исполнительное устройство состоит из корпуса, внутри которого установлено большое седло. Мембранный привод включает мембрану жестко соединенного с ней штока, на конце которого закреплен малый клапан; между выступом штока и малым клапаном свободно расположен большой клапан, на штоке закреплено также седло малого клапана. Оба клапана подпружинены. Шток перемещается во втулках направляющей колонки корпуса. Под седлом расположен шумогаситель, выполненный в виде патрубка с щелевыми отверстиями.
Стабилизатор предназначен для поддержания постоянного давления на входе в регулятор управления, то есть для исключения влияния колебаний входного давления на работу регулятора в целом.
Стабилизатор выполнен в виде регулятора прямого действия и включает в себя корпус, узел мембраны с пружинной нагрузкой, рабочий клапан, который расположен на двуплечем рычаге, противоположный конец которого подпружинен. При такой конструкции достигается герметичность клапана регулятора управления и стабилизация выходного давления.
Регулятор управления (пилот) изменяет управляющее давление в надмембранной полости исполнительного устройства с целью перестановки регулирующих клапанов исполнительного устройства в случае рассогласования системы регулирования.
Надклапанная полость регулятора управления импульсной трубкой через дроссельные устройства связана с подмембранной полостью исполнительного механизма и со сбросным газопроводом.
Подмембранная полость связана импульсной трубкой с надмембранной полостью исполнительного механизма. С помощью регулировочного винта мембранной пружины регулятора управления настраивают регулирующий клапан на заданное выходное давление.
Регулируемые дроссели из подмембранной полости исполнительного устройства и на сбросной импульсной трубке служат для настройки" на спокойную работу регулятора. Регулируемый дроссель включает в себя корпус, иглу с прорезью и пробку. Манометр служит для контроля давления после стабилизатора.
Механизм контроля состоит из разъемного корпуса, мембраны, штока большой и малой пружин, уравнивающих воздействие на мембрану импульса выходного давления.
Механизм контроля отсечного клапана обеспечивает непрерывный контроль выходного давления и выдачу сигнала на срабатывание отсечного клапана в исполнительном устройстве при аварийных повышении и понижении выходного давления сверх заданных допустимых значений.
Перепускной вентиль предназначен для уравновешивания давления в камерах входного патрубка до и после отсечного клапана при вводе его в рабочее состояние.
Регулятор работает следующим образом. Для пуска регулятора в работу необходимо открыть перепускной вентиль, входное давление газа поступает по импульсной трубке в надклапанное пространство исполнительного устройства. Давление газа до отсечного клапана и после него выравнивается. Поворотом рычага открывают отсечный клапан. Давление газа через седло отсечного клапана поступает в надклапанное пространство исполнительного устройства и по импульсному газопроводу - в подклапанное пространство стабилизатора. Под действием пружины и давлением газа клапаны исполнительного устройства закрыты.
Пружина стабилизатора настроена на заданное выходное давление газа. Входное давление газа редуцируется до заданной величины, поступает в надклапанное пространство стабилизатора, в подмембранное пространство стабилизатора и по импульсной трубке - в подклапанное пространство регулятора давления (пилота). Сжимающая регулировочная пружина пилота воздействует на мембрану, мембрана опускается вниз, через тарелку действует на шток, который перемещает коромысло. Клапан пилота открывается. От регулятора управления (пилот) газ через регулируемый дроссель поступает в подмембранную полость исполнительного механизма. Через дроссель подмембранная полость исполнительного устройства соединяется с полостью газопровода за регулятором. Давление газа в подмембранной полости исполнительного устройства больше, чем в надмембранной. Мембрана с жестко соединенным с ней штоком, на конце которого закреплен малый клапан, придет в движение и откроет проход газу через образовавшуюся щель между управлением малого клапана и малым седлом, которое непосредственно установлено в большом клапане. При этом большой клапан под действием пружины и входного давления прижат к большому седлу, и поэтому расход газа определяется проходным сечением малого клапана.
Выходное давление газа по импульсным линиям (без дросселей) поступает в подмембранное пространство регулятора давления (пилот), в надмембранное пространство исполнительного устройства и на мембрану механизма контроля отсечного клапана.
При увеличении расхода газа под действием управляющего перепада давления в полостях исполнительного устройства мембрана придет в дальнейшее движение и шток своим выступом начнет открывать большой клапан и увеличит проход газа через дополнительно образовавшуюся щель между уплотнением большого клапана и большим седлом.
При уменьшении расхода газа большой клапан под действием пружины и отходящего в обратную сторону под действием измененного управляющего перепада давления в полостях исполнительного устройства штока с выступами уменьшит проходное сечение большого клапана и перекроет большое седло; при этом малый клапан остается открытым, и регулятор начнет работать в режиме малых нагрузок. При дальнейшем уменьшении расхода газа малый клапан под действием пружины и управляющего перепада давления в полостях исполнительного устройства вместе с мембраной придет в дальнейшее движение в обратную сторону и уменьшит проход газа, а при отсутствии расхода газа малый клапан перекроет седло.
В случае аварийных повышений или понижений выходного давления мембрана механизма контроля перемещается влево или вправо, шток отсечного клапана выходит из соприкосновения со штоком механизма контроля, клапан под действием пружины перекрывает вход газа в регулятор.
Регулятор давления газа конструкции Казанцева (РДУК). Отечественная промышленность выпускает эти регуляторы с условным проходом 50, 100 и 200 мм. Характеристики РДУК приведены в таблице ниже.
Характеристики регуляторов РДУК
|
Пропускная способность при перепаде давления 10 ООО Па и плотности 1 кг/м, м 3 /ч |
Диаметр, мм |
Давление, МПа |
||
|
условного |
максимальное входное |
конечное |
||
Регулятор РДУК-2
а - регулятор в разрезе; б - пилот регулятора; в - схема обвязки регулятора; 1, 3, 12, 13, 14 - импульсные трубки; 2 - регулятор управления (пилот); 3 - корпус; 5 - клапан; 6 - колонна; 7 - шток клапана; 8 - мембрана; 9 - опора; 10 - дроссель; 11 - штуцер; 15 - штуцер с толкателем; 16, 23 - пружины; 17 - пробка; 18 - седло клапана пилота; 19 - гайка; 20 - крышка корпуса; 21 - корпус пилота; 22 - резьбовой стакан; 24 - диск
Регулятор РДУК-2 (см. рисунок выше) состоит из следующих элементов: регулирующего клапана с мембранным приводом (исполнительный механизм); регулятора управления (пилот); дросселей и соединительных трубок. Газ начального давления до поступления в регулятор управления проходит через фильтр, что улучшает условия работы пилота.
Мембрана регулятора давления зажата между корпусом и крышкой мембранной коробки, а в центре - между плоским и чашеобразным диском. Чашеобразный диск упирается в проточку крышки, что обеспечивает центрирование мембраны перед ее зажимом.
В середину гнезда тарелки мембраны упирается толкатель, а на него давит шток, который свободно перемещается в колонне. На верхний конец штока свободно навешен золотник клапана. Плотное закрытие седла клапана обеспечивается за счет массы золотника и давления газа на него.
Газ, выходящий из пилота, по импульсной трубке поступает под мембрану регулятора и частично по трубке сбрасывается в выходной газопровод. Для ограничения этого сброса в месте соединения трубки с газопроводом устанавливают дроссель диаметром 2 мм, за счет чего достигается получение необходимого давления газа под мембраной регулятора при незначительном расходе газа через пилот. Импульсная трубка соединяет надмембранную полость регулятора с выходным газопроводом. Надмембранная полость пилота, отделенная от его выходного штуцера, также сообщается с выходным газопроводом через импульсную трубку. Если давление газа на обе стороны мембраны регулятора одинаково, то клапан регулятора закрыт. Клапан может быть открыт только в том случае, если давление газа под мембраной достаточно для преодоления давления газа на клапан сверху и преодоления силы тяжести мембранной подвески.
Регулятор работает следующим образом. Газ начального давления из надклапанной камеры регулятора попадает в пилот. Пройдя клапан пилота, газ движется по импульсной трубке, проходит через дроссель и поступает в газопровод после регулирующего клапана.
Клапан пилота, дроссель и импульсные трубки представляют собой усилительное устройство дроссельного типа.
Импульс конечного давления, воспринимаемый пилотом, усиливается дроссельным устройством, трансформируется в командное давление и по трубке передается в подмембранное пространство исполнительного механизма, перемещая регулирующий клапан.
При уменьшении расхода газа давление после регулятора начинает возрастать. Это передается по импульсной трубке на мембрану пилота, которая опускается вниз, закрывая клапан пилота. В этом случае газ с высокой стороны по импульсной трубке не может пройти через пилот. Поэтому давление его под мембраной регулятора постепенно уменьшается. Когда давление под мембраной окажется меньше силы тяжести тарелки и давления, оказываемого клапаном регулятора, а также давления газа на клапан сверху, то мембрана пойдет вниз, вытесняя газ из-под мембранной полости через импульсную трубку на сброс. Клапан постепенно начинает закрываться, уменьшая отверстие для прохода газа. Давление после регулятора понизится до заданной величины.
При увеличении расхода газа давление после регулятора уменьшается. Давление передается по импульсной трубке на мембрану пилота. Мембрана пилота под действием пружины идет вверх, открывая клапан пилота. Газ с высокой стороны по импульсной трубке поступает на клапан пилота и затем по импульсной трубке идет под мембрану регулятора. Часть газа поступает на сброс по импульсной трубке, а часть - под мембрану. Давление газа под мембраной регулятора возрастает и, преодолевая массу мембранной подвески и давление газа на клапан, перемещает мембрану вверх. Клапан регулятора при этом открывается, увеличивая отверстие для прохода газа. Давление газа после регулятора повышается до заданной величины.
При повышении давления газа перед регулятором он реагирует так же, как в первом рассмотренном случае. При понижении давления газа перед регулятором он срабатывает так же, как во втором случае.
| Наименование | Значение |
| Рабочая среда | неагрессивные газы (природный газ, сжатый воздух) |
| Температура окружающей среды, °С | от –40 до +60 |
| Температура рабочей среды, °С | от –30 до +60 |
| Диапазон входных давлений, МПа | 0,03–1,2 |
| Пределы регулирования выходного давления, МПа | |
| РДГ-П50Н | 0,0015–0,04 |
| РДГ-П50В | 0,04–0,6 |
| Пропускная способность, м3/ч | |
| при Pвx = 0,1 МПа | 1150 |
| при Рвх = 1,2 МПа | 7700 |
| Превышение выходного давления при нулевом расходе (тупик), %, не более |
10 |
| Зона пропорциональности, % от Р вых | 5 |
| Диаметр седла клапана, мм | 38 |
| Присоединение | фланцевое по ГОСТ 12817-80 |
| Условный проход Ду | 50 |
| Срок службы, лет | 20 |
Пропускная способность регуляторов
| Р вх, МПа | РДГ-П50Н | РДГ-П50В | |||||||
| Р вых, МПа | |||||||||
| 0,0015 | 0,005 | 0,01 | 0,04 | 0,04 | 0,06 | 0,10 | 0,30 | 0,60 | |
| 0,03 | 650 | 650 | |||||||
| 0,05 | 850 | 850 | |||||||
| 0,1 | 1150 | 1150 | 1150 | 1150 | 1150 | 950 | |||
| 0,2 | 1750 | 1750 | 1750 | 1750 | 1750 | 1750 | 1700 | ||
| 0,3 | 2350 | 2350 | 2350 | 2350 | 2350 | 2350 | 2350 | ||
| 0,4 | 2950 | 2950 | 2950 | 2950 | 2950 | 2950 | 2950 | 2400 | |
| 0,5 | 3500 | 3500 | 3500 | 3500 | 3500 | 3500 | 3500 | 00 | |
| 0,6 | 4100 | 4100 | 4100 | 4100 | 4100 | 4100 | 4100 | 4100 | |
| 0,9 | 5900 | 5900 | 5900 | 5900 | 5900 | 5900 | 5900 | 5900 | 5500 |
| 1,2 | 7700 | 7700 | 7700 | 7700 | 7700 | 7700 | 7700 | 7700 | 7700 |
Устройство и принцип работы
Регулятор состоит из двух функциональных блоков, исполнительного механизма и регулятора управления (далее пилот).
Пилот состоит из четырёх функциональных блоков: фильтра, стабилизатора, форсирующего устройства и непосредственно пилота, смонтированных на одном корпусе.
Фильтр смонтирован на корпусе пилота и обеспечивает тонкую очистку рабочей среды посредством фильтрующей прокладки 14. Предназначен для обеспечения продолжительной бесперебойной работы пилота. Стабилизатор смонтирован на корпусе и обеспечивает снижение входного давления, поступающего по входному трубопроводу, до величины, необходимой для стабильной работы пилота и сервопривода.
Стабилизатор состоит из клапана 15 с седлом, мембранного узла 16 и пружины 17.
Форсирующее устройство смонтировано на корпусе и служит для повышения быстродействия исполнительного механизма регулятора. Состоит из проставки 19, мембранного узла 20, пружины 21, клапана 22 и дросселя 23.
Непосредственно пилот смонтирован на корпусе и служит для управления основным исполнительным механизмом регулятора. Управление осуществляется путем создания пилотом управляющего давления, которое поступает через соединительный трубопровод в управляющую полость исполнительного механизма П2. Пилот состоит из клапана 10, мембранного узла 11, регулировочной пружины 12, тарелки 13 и регулировочного винта 18.
В конструкции регулятора предусмотрены штуцеры Ш1 и Ш2, по которым сигнал о выходном давлении поступает в исполнительный механизм и пилот.
Изделия РДГ-П50Н, РДГ-П50В отличаются конструкцией мембранного узла пилота 11 и комплектом настроечных пружин.
Принцип работы регулятора
Входное давление, пройдя через входной фланец 1, затвор 6, дросселируется между уплотняющей кромкой затвора и клапаном 9, попадает в выходной фланец 8 и далее по трубопроводу. Зазор между затвором и клапаном регулируется автоматически с помощью пилота.
Принцип работы пилота.
Газ с входным давлением через импульсный трубопровод проходит через фильтр 14, дросселируется до необходимой величины, пройдя через зазор между клапаном 15 и седлом стабилизатора. Величина зазора между клапаном и седлом стабилизатора обеспечивается автоматически. Пройдя через клапан 15, давление попадает в подмембранную полость стабилизатора и воздействует на мембранный узел 16, с другой стороны на мембранный узел действует выходное давление основного сервопривода и пружина 17. В результате этого взаимодействия возникает усилие, которое передается через шток на клапан стабилизатора, и тот в свою очередь перемещается либо в сторону увеличения зазора, либо в сторону его уменьшения. Таким образом обеспечивается редуцирование входного давления на первой ступени.
1 - входной фланец; 2 - втулки; 3 - сильфонный узел; 4 - пружина возвратная; 5 - узел мембранный регулятора; 6 - затвор; 7 - кольцо ограничивающее; 8 - выходной фланец; 9 - клапан; 10 - клапан пилота; 11 - узел мембранный пилота; 12 - пружина регулировочная; 13 - тарелка регулировочная; 14 - фильтрующая прокладка; 15 - клапан стабилизатора; 17 - пружина стабилизатора; 18 - регулировочный винт; 19 - проставка; 20 - узел мембранный форсирующего устройства; 21 - пружина форсирующего устройства; 21 - пружина форсирующего устройтва; 22 - клапан; 23 - дроссель.
