РЕГУЛЯТОРЫДАВЛЕНИЯ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Регуляторы РД-6, РД-7 и РД-8 предназначены для потребителей с небольшим расходом газа и используются в баллонных установках сжиженного газа, но могут применяться для редуцирования природного газа. В настоящее время вместо регуляторов РДГ освоено производство регуляторов РДСГ.

В регуляторе РДСГ 1 -1,2 (рис. 3.4) между корпусом 12 и крышкой 9 зажата мембрана 13, на которую опирается тарелка 14, отжимаемая вниз пружиной 10. Сжатие пружины регулируется гайкой 8 при снятом защитном колпачке 7. Газ поступает в регулятор через входной штуцер 2 с накидной гайкой и с уплотнительной прокладкой 1. Во входном штуцере имеется фильтрующая сетка 3. Степень открытия седла 4 определяется положением золотника 6, который передвигается коленчатым рычагом 16, связанным со штоком 15 мембраны. Золотник перемещается только вдоль оси седла в специальной втулке 5 с отверстиями на ее боковой поверхности, через которые газ, дросселированый до выходного давления, поступает в подмембранное пространство, откуда подается потребителю через штуцер 11. Регулятор настраивают на заданное выходное давление, сжимая пружину ввертыванием и вывертыванием гайки 8. При уменьшении расхода газа давление под мембраной увеличивается,

Рис. 3.4. Регулятор РДСГ1-1,2:

• 1 — накидная гайка с уплотнительной прокладкой; 2 — входной штуцер;
• 3 — фильтрующая сетка; 4 — седло; 5 — втулка; 6 — золотник;
• 7 — защитный колпачок; 8 — регулирующая гайка; 9 — крышка;
• 10 — пружина; 11 — выходной штуцер; 12 — корпус регулятора РДСГ1-1,2; 13 — мембрана; 14 — отжимная горелка; 15 — шток мембраны;
• 16 — коленчатый рычаг

мембрана приподнимается и через кинематическую связь с золотником прикрывает седло, уменьшая подачу газа и поддерживая давление на заданном уровне. Если расход возрастает, то мембрана опускается, обеспечивая увеличение открытия седла и подачи газа.

В регуляторе РДСГ1-0,5 (рис. 3.5) золотник 2 ввернут на резьбе в стойку 4, укрепленную в кронштейне корпуса 5 на оси 3. Это позволяет устанавливать оптимальный зазор между седлом во входном штуцере 1 и золотником. Регулятор настраивают на заданное давление перемещением золотника в стойке, а также регулировочным винтом 7, который посредством фигурной шайбы б изменяет сжатие пружины 8. Регулятор РДСГ1-0,5 действует аналогично регулятору РДСГ1-1,2.

Регуляторы низкого давления прямого действия РД используются для объектов, потребляющих незначительное количество газа (рис. 3.6).

Основными узлами регулятора РД являются: разъемный фланцевый корпус с мембранно-пружинным измерительным устройством и коленчатым рычагом 12, воздействующим на толкатель 13 золотника 9;

• литой тройник 7вентильного типа с регулирующим клапаном 8; импульсная трубка 6, соединяющая выходное отверстие тройника с подмембранной полостью и выполняющая роль звена обратного воздействия конечного давления на мембраннопружинное измерительное устройство и регулирующий клапан;

Рис. 3.5. Регулятор РДСГ1 -0,5:

1 — входной штуцер; 2 — золотник; 3 — ось; 4 — стойка; 5 — корпус; 6 — фигурная шайба; 7 — регулировочный винт; 8 — пружина

Рис. 3.6. Регулятор типа РД:

• 1 — демпфирующее отверстие; 2 — пружина; 3 — колпак; 4 — нажимная гайка; 5 — мембрана кольцевого типа; 6 — импульсная трубка; 7 — литой тройник клапанного типа; 8 — регулирующий клапан; 9 — золотник;
• 10 — фибровая или паронитовая прокладка; 11 — резьбовая накладная гайка; 12 — коленчатый рычаг;
• 13 — толкатель; 14 — центральный стальной диск

• резьбовая накладная гайка 11, соединяющая корпус регулятора с тройником. Герметичность соединения обеспечивается фибровой или паронитовой прокладкой 10.

Мембрана 5кольцевого типа изготавливается из протестированной листовой масло-бензо-морозостойкой резины. Активная площадь мембраны и полезный ход определяются размерами центрального стального диска 14. Нажимной гайкой 4 настраивают на заданное конечное давление. Увеличение степени сжатия пружины 2 вызывает увеличение конечного давления. После окончания настройки верхний цилиндрический конец корпуса закрывают заглушкой 3.

Демпфирующее отверстие 1 постоянного диаметра соединяет надмембранную полость с резьбовым отверстием на фланце корпуса, к которому подключаются свечи безопасности.

Регулирующий клапан 8 находится в положении «нормально открыт», так как до включения регулятора в работу мембраннопружинное устройство занимает крайнее нижнее положение, определяющее максимально необходимый зазор между золотником 9 и седлом клапана.

При увеличении расхода газа снижение конечного давления в импульсной трубке и в надмембранной полости приведет к нарушению равновесия сил давления и пружины, действующих на мембрану во встречных направлениях. Пружина отожмет мембрану вниз, и золотник приоткроет регулирующий клапан на величину, необходимую для создания равновесного состояния системы регулирования при новом увеличенном расходе газа. Равновесное состояние устанавливается при меньшем значении конечного давления (Р_х - АР,). При уменьшении расхода газа новое равновесие достигается прикрытием регулирующего клапана и при поддержании увеличенного конечного давления {Р_х + APj).

Следовательно, по характеристике действия регулятор РД является пропорциональным регулятором и обеспечивает погрешность регулирования заданного конечного давления.

Опыт эксплуатации регулятора РД показал, что с увеличением расхода газа до определенной величины встроенная импульсная трубка 6 переставала выполнять функции обратного воздействия. Увеличение расхода газа приводило к увеличению скорости газового потока в тройнике, и его горловина приобретала свойства инжектора. При этом давление в подмембранной полости уменьшалось, нарушая нормальное протекание процесса автоматического регулирования. Это ограничивало пропускную способность регуляторов РД-32 до 40-50 м³/ч, а регуляторов РД-50 — до 100-130 м³/ч.

Изменение конструкции регулятора РД предусматривает применение внешней импульсной трубки 5вместо встроенной в тройнике регулятора (рис. 3.7).

Наибольшее распространение в схеме ГРУ получили регуляторы РД-32 и РД-50 с внешними импульсными линиями.

В настоящее время выпускаются модернизированные регуляторы РД-32М и РД-50М, в которых присоединение к газопроводам начального и конечного давления осуществляется накидными гайками 5, что исключает необходимость разъединения корпуса и тройника в любых условиях монтажа и позволяет сохранить заводскую регулировку хода золотника 4 и мембраны 8 (рис. 3.8). При подключении входного газопровода вместо заглушки 7 снижаются потери начального давления. Установка регулирующего клапана 6, так что торец его располагается вдоль оси тройника, снижает потери конечного давления. Упрощается регулировка конечного давления, которая осуществляется вращением винта 10 без снятия заглушки 1.

Регулятор давления газа домовый РДГД-20 (рис. 3.9) предназначен для снижения давления со среднего до низкого. Главной особен-

Рис. 3.7. Регулятор типа РД с наружным импульсом:

• 1 — штуцер; 2 — накидная гайка; 3 — сухари; 4 — опора;
• 5 — импульсная трубка; 6 — зацеп; 7 — винт; 8 — тарелка; 9 — прокладка

Рис. 3.8. Регуляторы РД-32М (а) и РД-50М (б):

• 1 — корпус; 2 — пружина; 3 — нажимная гайка; 4 — золотник; 5 — накидная гайка; 6 — регулирующий клапан;
• 7 — заглушка; 8 — заглушка, патрубок; 9 — импульсная линия; 10 — рычаг; 11, 13, 14 — мембраны; 12 — малая пружина ностью РДГД-20 является наличие в нем встроенного отсечного клапана, исполняющего функции ПЗК. На входном патрубке регулятора установлена фильтрующая сетка 35. Очищенный газ проходит через открытое впрессованное в корпус 34 седло 3 отсечного клапана в камеру Б, дросселируется в регулирующем органе до низкого давления и через выходной патрубок поступает к потребителю.

Рис. 3.9. Регулятор РДГД-20:

• 1,8 — штуцер; 2 — запорный плунжер; 3,5 — седло; 4 — плунжер;
• 6 — предохранительный сбросной клапан; 7,11, 23, 26, 27, 33 — пружины;
• 9 —гайка; 10 — шайба; 12 — стакан; 13 — разгрузочная мембрана;
• 14,22— мембраны; 15 — шток; 16, 19 — импульсная трубка; 77—головка; 18, 19,20 — толкатель; 21 — коробка; 24, 25 — регулировочные гайки;
• 28 — втулка; 29 — упор; 30 — горизонтальный шток; 31 — пробка;
• 32 — вертикальный шток; 34 — корпус регулятора; 35 — фильтрующая сетка; А — подмембранная полость; Б — входная полость;

В — надмембранная полость

Регулирующий орган состоит из впрессованного в корпусе седла 5и плунжера 4, соединенного штоком 15 с приводом — эластичной мембраной 14. Подмембранная полость Л от входной полости Б корпуса отделена разгрузочной мембраной 13 и соединена с выходным патрубком импульсной трубкой 16. Эта трубка на конце имеет головку 17 обтекаемой формы с несколькими радиальными отверстиями для восприятия только статического напора в выходном патрубке. При изменении расхода газа меняется давление его в выходном патрубке и камере А регулятора. Мембрана 14 через шток 15 изменяет расстояние плунжера от седла 5 так, чтобы давление в выходном патрубке восстановилось до заданного. Для настройки регулятора на выходное давление служит пружина 11, сжатие которой регулируется вращением в резьбе стакана 12 шайбы 10.

Для предохранения от разрыва в случае повышения выходного давления сверх заданного в мембрану 14 встроен предохранительный сбросной клапан 6, настройка которого производится изменением сжатия пружины 7 при вращении гайки 9 на резьбе штока 15. Излишки газа из полости А через открывшийся сбросной клапан поступают в надмембранную полость, из которой через штуцер 8 и присоединяемый к нему сбросной трубопровод выводятся в атмосферу.

Если давление в выходном патрубке регулятора увеличивается до 4—5 кПа, то срабатывает отсечной клапан, привод которого — мембрана 22 расположена в коробке 21 под корпусом 34 регулятора. Надмембранная полость В привода соединена импульсной трубкой 19 с выходным патрубком регулятора. При нормальной работе регулятора и находящемся в нижнем (открытом) положении плунжере 2 ПЗК горизонтальный шток 30пружиной 27через втулку 28 и упор 29 прижат к тонкой части штока 32, нижний, более толстый, конец которого упирается в горизонтальный шток, препятствуя закрытию клапана. Когда выходное давление увеличивается более 3 кПа, мембрана 22, преодолевая усилие пружины 26, начинает опускаться вниз вместе с толкателем 20. Толкатель при этом своей верхней скошенной кромкой передвигает вправо горизонтальный шток, преодолевая сопротивление пружины 27. Когда выходное давление достигает 4—5 кПа, горизонтальный шток выходит из зацепления со штоком 32, запорный плунжер 2 под действием пружины 33 поднимается вверх и прижимается к седлу 3. Поступление газа к потребителю прекращается. Настройка отсекателя на срабатывание при повышении давления производится изменением сжатия пружины 26 с помощью регулировочной гайки 25.

Если давление в выходном патрубке регулятора уменьшится до 0,07—0,11кПа, то отсечной клапан также закрывается и подача газа потребителям прекращается. Уменьшение выходного давления вызывает подъем мембраны 22 и связанного с ней толкателя 20. При этом толкатель своей нижней скошенной кромкой толкает вправо горизонтальный шток, и, когда выходное давление достигает значения 0,07—0,11 кПа, зацепление горизонтального штока 30 и вертикального ^прекращается. Запорный плунжер 2пружиной 33 подталкивается вверх к седлу, прикрывая проход газа. Настройка отсекателя на срабатывание при понижении давления производится изменением сжатия пружины 23 регулировочной гайкой 24.

Открытие отсечного клапана производят вручную после устранения причин, вызвавших его срабатывание. Для этого вывертывают пробку 31 и плавно перемешают вниз шток 32 до момента, когда за его выступ западает конец горизонтального штока 30. Этот момент определяют на слух по характерному щелчку, создаваемому ударом торца горизонтального штока о тонкую часть штока 32 под воздействием пружины 27. Затем пробку 31 устанавливают на место. Регулятор монтируют на горизонтальном участке газопровода стаканом 12 вверх. Размещаться регулятор может на вводе в здание, лестничной клетке.

Производственно-коммерческой фирмой «Экс-Форма» (г. Саратов) разработан и запущен в серийное производство регулятор давления газа прямоточной конструкции, пилотного типа для газораспределительных сетей с давлением до 1,2 МПа. Условия эксплуатации регулятора должны соответствовать климатическому исполнению УЗ ГОСТ 15150. Регулятор выпускается в двух исполнениях (табл. 3.1): РДП 50-Н — с низким выходным давлением; РДП 50-В — с высоким выходным давлением (табл. 3.2).

Технические характеристики регуляторов

Таблица 3.1

Таблица 3.2

Пропускная способность регулятора давления газа РДП-50

Регулятор предназначен для редуцирования давления газа и автоматического поддержания выходного давления в заданных пределах независимо от изменения входного давления и расхода газа и применяется в системах газоснабжения промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых объектов.

Использование в качестве подвижного седла тонкостенной гильзы позволило достичь эффекта разгрузки седла с одновременным увеличением его диаметра.

В качестве задатчика давления применяется пилот со встроенным в него регулируемым дросселем сбросной линии.

Перенос давления в пилот происходит через стабилизатор, обеспечивающий постоянный перепад давлений на пилоте. Минимальная разница давлений на входе и выходе регулятора составляет 0,05 МПа.

Регулятор (рис. 3.10) состоит из исполнительного устройства, стабилизатора, пилота и соединительных трубопроводов.

Рис. 3.10. Прямоточный регулятор РДП 50:

1 — корпус; 2 — крышка; 3 — мембрана; 4 — гильза; 5 — клапан; 6 — пружина; 7 — стабилизатор; 8 — пилот; 9, 10, 11 — дроссели

Между корпусом 1 и крышкой 2 исполнительного устройства закреплена подвижная система, состоящая из мембраны с тарелкой 3 и неподвижно соединенной с ней гильзой 4. Гильза имеет возможность совершения возвратно-поступательного движения в направляющих втулках корпуса и крышки, имеющих кольцевые резиновые уплотнения. В крышке 2 закреплен клапан 5. Поджим гильзы к клапану осуществляется пружиной 6.

Стабилизатор 7является пружинным статическим регулятором прямого действия и предназначен для создания постоянного перепада давления на пилоте, что значительно снижает зависимость работы регулятора от входного давления.

Пилот 8 по своей конструкции аналогичен стабилизатору, однако имеет устройство регулирования выходного давления.

Назначением пилота является задание давления за регулятором и поддержание его в постоянных значениях путем изменения давления в правой полости мембранной камеры исполнительного устройства.

Импульс входного давления поступает в исполнительное устройство и на вход стабилизатора. Подмембранная камера стабилизатора связана с левой полостью мембранной камеры исполнительного устройства. С выходного патрубка стабилизатора давление поступает на вход пилота. От пилота 8 давление поступает через дроссель 9 в левую, а через дроссель 10 в правую мембранные камеры исполнительного устройства. Через дроссель 11 левая камера мембранной полости связана с газопроводом за регулятором. В подмембранную полость пилота также подается контролируемое давление газа.

Благодаря непрерывному потоку газа через дроссель 9 давление перед ним, а следовательно, и в правой полости мембранной камеры исполнительного устройства всегда выше выходного (контролируемого) давления.

Разница давлений на мембране исполнительного устройства создает усилие, которое при любом установившемся режиме работы регулятора уравновешивается перепадом давления на клапане 5.

Любое изменение входного давления или расхода газа мгновенно вызывает отклонение выходного давления от заданного и, следовательно, перемещение мембраны пилота. При этом меняются расход газа на выходе пилота, а также давление газа в правой полости мембранной камеры исполнительного устройства, что вызывает перемещение подвижной системы с гильзой 4 в новое равновесное состояние, при котором выходное давление возвращается к заданному давлению. При отсутствии давления на входе регулятора под воздействием пружины 6 гильза 4 поджимается к рабочему клапану 5. Регулятор закрыт.