Типы регуляторов

Регуляторы давления должны удовлетворять следующим требованиям: а) процесс регулирования должен быть устойчивым; б) неравномерность регулирования (т. е. отношение разности между максимальным и минимальным значениями конечного давления к среднему) не должна превышать определенной величины; в) регулятор должен быть надежным, простым и удобным для обслуживания.

Регуляторы давления выбирают исходя из максимального расчетного расхода газа потребителями и допустимого перепада давления при редуцировании. Пропускную способность регулятора рекомендуется принимать на 15–20 % больше максимального расчетного расхода газа. Необходимо также, чтобы регулятор обеспечивал заданное регулирование давления при малых (минимальных) расходах. Это требование особенно важно для газоснабжения бытовых потребителей, у которых расход газа резко изменяется во времени.

Рис. 10.3. Универсальный регулятор типа РДУК 2-200

(новая классификация Р):

1 – регулятор управления (пилот); 2 – крышка корпуса; 3 – корпус; 4 – фильтр;

5 – сменный клапан; 6 – сменное седло; 7 – шток клапана; 8 – крыш­ка мембраны;

9 – мембрана; 10 – толкатель; 11 – колонка

Рис.10.4. Схема обвязки регулятора РДУК 2-200

1, 5, 6, 7,10 – импульсные трубки; 2 – головка регулятора управления; 3 –регулятор управления (пилот); 4 – регулировочная пружина; 8 – мембрана регулятора давления;

9 – мембранная коробка; 11 – регулирующий клапан регулятора давления;

12 – корпус регулятора давления

При газоснабжении городов и других населенных пунктов, а также коммунальных и промышленных предприятий в настоящее время наибольшее распространение получили регуляторы типа РДУК (регулятор давления универсальной конструкции Казанцева) – рис. 10.3. Схема его работы в системе газопровода представлена на рис. 10.4.

Универсальный регулятор типа РДУК (рис. 10.3). Универсальные регуляторы давления типа РДУК, имеют довольно простую конструкцию и надежны в работе. В настоящее время выпускаются регуляторы с условным проходом 50, 100 и 200 мм. Характеристика и производительность регуляторов РДУК приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1

Номинальная (80 % от расчетной) пропускная способность регуляторов давления РДУК, м³/ч, при плотности газа ρ = 0,73 кг/м³

Давление газа, кгс/см2	РДУК2-50	РДУК2-100	РДУК2-200
на входе	на выходе
0,3	0,01		750/1420	3900/5650
0,5	0,01		865/1650	4500/6500
1,0	0,01-0,10		1150/2200	6000/8700
1,5	0,01-0,37		1440/2760	7500/10900
2,0	0,01-0,65		1730/3300	9000/13000
3,0	0,01-1,20		2300/4400	12000/17400
4,0	0,01-1,75		2880/5500	14800/21600
5,0	0,01-2,30		3460/6600	18000/26200
6,0	0,01-2,85		4050/7700	21000/30500
7,0	0,01-3,40		4600/8700	23800/–

Окончание таблицы 10.1

8,0	0,01-3,95		5150/9700	27000/–
9,0	0,01-4,50		5700/10800	29800/–
10,0	0,01-5,05		6300/11900	33000/–
11,0	0,01-5,60		6900/13000	35000/–
12,0	0,01-6,15		7450/14000	39000/–

Примечание. В числителе приведены данные при условии, что седло клапана имеет диаметр 50 (для РДУК2-100) и 105 мм (для РДУК2-200), в знаменателе – соответственно 70 и 140 мм.

Универсальный регулятор состоит из чугунного литого корпуса, разделенного на две камеры (А и Б). В верхнюю камеру А подается начальное давление газа до 1200 кПа (12 кгс/см²), а из нижней камеры Б газ выходит. В перегородке, разделяющей верхнюю и нижнюю камеры, имеется отверстие – седло, соединяющее обе камеры. Седло перекрывается регулирующим клапаном. Размер отверстия может быть разный. От размера отверстия и перепада давления зависит производительность регулятора. С нижней стороны выходной камеры находится мембранная камера В, в которой расположена рабочая мембрана регулирующего клапана. Регулирующий клапан свободно надет на шток клапана, который упирается в толкатель, входящий в гнездо стяжного винта мембраны. Для защиты стержня клапана от воздействия потока газа и в качестве направляющей служит колонка. Мембрана регулирующего клапана находится с двух сторон под давлением газа. Сверху корпус регулятора имеет люк со съемной крышкой. Люк служит для осмотра и очистки клапана и седла. Настройка регулятора производится с помощью регулятора управления (пилота) типа КН-2-00 и КВ-2-00.

Пилот представляет собой пружинный регулятор давления, мембрана которого нагружена с одной стороны давлением газа, а с другой – регулировочной пружиной. Обвязка регулятора давления РДУК 2-200 показана на рис. 10.4. Полость мембраны регулятора управления со стороны, противоположной регулировочной пружине, соединена импульсной трубкой 1 с входным газопроводом. Выходное отверстие регулятора управления трубкой 10 соединено с подмембранной полостью регулирующего клапана, которая, в свою очередь, соединена импульсной трубкой 7 через дроссель с выходным газопроводом. Надмембранная полость регулирующего клапана также соединена с выходным газопроводом трубкой 6. Принцип работы регулятора следующий: при отсутствии газа регулирующий клапан закрыт, а клапан регулятора управления приоткрыт с помощью регулировочной пружины. При подаче газа на вход регулятора давления он по импульсной трубке 1 поступает в регулятор управления (КН или КВ) и через клапан по трубке 10 – в подмембранную полость регулирующего клапана и дальше через импульсную трубку 7 и дроссель в выходной газопровод.

Поскольку надмембранная полость импульсной трубки 6 соединена с выходным газопроводом, мембрана под давлением газа поднимается к верху и клапан открывается. Через приоткрытое седло клапана газ поступает в выходной газопровод, а отсюда по импульсным трубкам 6 и 5 – на мембраны регулятора управления и регулирующего клапана. В результате устанавливается равновесие мембран в соответствии с заданным регулировочной пружиной пилота давлением. С помощью дросселя давление газа под рабочей мембраной 8 поддерживается большим, чем над мембраной. При увеличении расхода газа давление начинает снижаться, клапан регулятора управления открывается, поступление газа на рабочую мембрану становится больше, от чего она поднимается к верху и больше открывает клапан регулятора. Давление на выходе регулятора восстанавливается, а раскрытие клапана будет соответствовать увеличившемуся расходу. При уменьшении расхода газа процесс происходит в обратном порядке.

Предохранительно-запорные клапаны. Эти клапаны (рис. 10.5) устанавливаются перед регуляторами давления и автоматически прекращают подачу газа потребителям при недопустимом повышении, а некоторые из них и при чрезмерном понижении конечного давления за регулятором. Импульс конечного давления поступает к клапану из газопровода за регулятором. После автоматического закрытия самопроизвольное открытие клапана невозможно. После выявления и устранения причин, вызвавших закрытие клапана, открытие его выполняется обслуживающим персоналом.

Предохранительно-запорные клапаны ПКН и ПКВ (рис. 10.6) изготовляются с условными проходами 50, 80, 100 и 200 мм. В открытом рабочем положении клапан удерживается рычагом 4 с развилкой, а сам рычаг 4 за штифт 3 удерживается в верхнем положении крючком анкерного рычага 2. Ударник 9 находится в вертикальном положении, так как вверху штифтом 10 упирается в правый конец коромысла 11.

Конечное давление газа подводится через штуцер 1 в подмембранное пространство и стремится переместить мембрану 12 вверх, но этому препятствует пружина 7, которая своей тарелкой 6 опирается на выступ в стакане крышки.

Повышенное сверх нормы конечное давление газа, преодолевая усилие пружины 7, перемещает мембрану и гайку 5 вверх. При этом находящийся в пазу гайки 5 левый конец коромысла 11 поднимается, а правый опускается, выходя из зацепления со штифтом 10 ударника 9. Ударник падает, ударяет по концу анкерного рычага 2, выводит его из зацепления со штифтом 3, и клапан закрывается.

Рис. 10.5. Предохранительный запорный клапан типа ПКН (ПКВ)

При недопустимом понижении конечного давления газа усилие, создаваемое этим давлением на мембрану 12 снизу, становится меньше прямо противоположного усилия, создаваемого малой пружиной 8, опирающейся на выступ штока мембраны 12. Вследствие этого мембрана и шток с гайкой 5 опускаются, увлекая левый конец коромысла 11 вниз. Поднимающийся при этом правый конец коромысла выходит из зацепления со штифтом 10, вызывая падение ударника 9 и закрытие клапана. Для выравнивания давления газа по обе стороны основного клапана в нем имеется небольшой перепускной клапан, прижимаемый к своему гнезду грузом рычага 4.

В клапане ПКВ активная площадь мембраны меньше, чем в ПКН, за счет наложения на нее сверху стального кольца. Настройка клапанов на верхний предел допустимого давления осуществляется сжатием пружины 7, а на нижний – сжатием пружины 8. Пределы настройки клапанов, кгс/см²: при возрастании давления для ПКН – 0,01– 0,6 для ПКВ – 0,3–7,2; при падении давления для ПКН – 0,003–0,3, для ПКВ – 0,03–0,3.

Рис. 10.6. Редуктор (регулятор) сжиженного газа типа РДГ:

1 – клапан; 2 – гайка; 3 – пружина; 4 – мембрана

Регуляторы сжиженного газа предназначены для снижения давления сжиженного нефтяного газа в баллонах с 1,6 МПа (16 кг/см²) до низкого 1–9 кПа, (100–900 мм вод. ст.). Существует много разновидностей редукторов, однако наибольшее применение получили редукторы типа РДГ (для баллонов) (рис. 10.6).

Регулятор РДГ (рис. 10.6) устанавливают непосредственно на штуцер вентиля баллона и с газовым агрегатом (прибором) соединяют гибким шлангом

При использовании двух баллонов (например, в шкафу) предусмотрен обвязочный узел, позволяющий использовать один редуктор на два баллона.