PL206489B1

PL206489B1 - Natural gas regulator

Info

Publication number: PL206489B1
Application number: PL382819A
Authority: PL
Inventors: Piotr Rabstein; Zygmunt Trąba; Tadeusz Rostkowski; Witold Grześk
Original assignee: Zak & Lstrok Ad Wytworczy Urz
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2010-08-31
Also published as: PL382819A1

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206489 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 382819 ^{(51) Int.Cl.} (12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) 206489 (13) B1 (21) Application number: 382819 ^{(51) Int.Cl.}

F16K 17/00 (2006.01) F16K 17/10 (2006.01) G05D 16/06 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 02.07.2007 (54)F16K 17/00 (2006.01) F16K 17/10 (2006.01) G05D 16/06 (2006.01) (22) Filed on: 07/02/2007 (54)

Regulator gazu obojętnegoInert gas regulator

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 05.01.2009 BUP 01/09 (43) Application was announced: 05.01.2009 BUP 01/09 (73) Uprawniony z patentu: ZAKŁAD WYTWÓRCZY URZĄDZEŃ GAZOWNICZYCH INTERGAZ SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚ CIĄ , Tarnowskie Góry, PL (73) The right holder of the patent: ZAKŁAD WYTWÓRCZY URZĄDZEŃ GAZOWNICZYCH INTERGAZ SPÓŁKA WITH LIMITED LIABILITY, Tarnowskie Góry, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2010 WUP 08/10 (45) The grant of the patent was announced: August 31, 2010 WUP 08/10 (72) Twórca(y) wynalazku: PIOTR RABSTEIN, Tarnowskie Góry, PL ZYGMUNT TRĄBA, Tarnowskie Góry, PL TADEUSZ ROSTKOWSKI, Tarnowskie Góry, PL WITOLD GRZEŚK, Potępa, PL (72) Inventor (s): PIOTR RABSTEIN, Tarnowskie Góry, PL ZYGMUNT TRĄBA, Tarnowskie Góry, PL TADEUSZ ROSTKOWSKI, Tarnowskie Góry, PL WITOLD GRZEŚK, Potępa, PL (74) Pełnomocnik: (74) Representative: rzecz. pat. Caban Włodzimierz INVENT spółka z ograniczoną odpowiedzialnością item. stalemate. Caban Włodzimierz INVENT limited liability company

PL 206 489 B1PL 206 489 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest dwustopniowy regulator gazu obojętnego średniego ciśnienia, przeznaczony zwłaszcza dla celów laboratoryjnych. Zadaniem jego jest obniżanie ciśnienia występującego w powietrznych układach badawczych. W regulatorach tego rodzaju ciśnienie wlotowe jest redukowane na 1-szym stopniu do ciśnienia w komorze pośredniej i następnie na drugim stopniu do ciśnienia wylotowego.The subject of the invention is a two-stage medium pressure inert gas regulator intended especially for laboratory purposes. Its task is to reduce the pressure in air test systems. With this type of regulator, the inlet pressure is reduced in the 1st stage to the pressure in the intermediate chamber and then in the second stage to the outlet pressure.

Znane na przykład z opisu ochronnego wzoru użytkowego PL 38643 oraz opisu patentowego wynalazku PL 188843 dwustopniowe regulatory ciśnienia gazu mają szczelny korpus, w którym znajdują się przynajmniej: przyłącze wlotowe, 1-szy stopień redukcji zawierający zawór jednogrzybkowy sterowany poprzez układ dźwigniowy membraną, 2-gi stopień redukcji zawierający zawór dwugrzybkowy sterowany poprzez układ dźwigniowy membraną, oraz przyłącze wylotowe. Znane regulatory są wyposażone zgodnie z wymogami bezpieczeństwa w dodatkowe zabezpieczenia przed nadmiernym wzrostem lub spadkiem ciśnienia. Na zabezpieczenie to składa się: - zawór wydmuchowy, zmniejszający ciśnienie na wylocie, jeżeli jego wielkość przekroczy dopuszczalną wartość, - zawór bezpieczeństwa odcinający dopływ gazu po przekroczeniu ustalonego ciśnienia, oraz - zawór zamykający dopływ gazu jeżeli ciśnienie spadnie poniżej ustalonej wartości.Known, for example, from the utility model description PL 38643 and the patent specification PL 188843, the two-stage gas pressure regulators have a sealed body, in which there are at least: inlet connection, 1st reduction stage containing a single-mushroom valve controlled by a lever system by a diaphragm, 2nd a reduction stage containing a double mushroom valve controlled by a lever system by a diaphragm, and an outlet connection. Known regulators are equipped in accordance with safety requirements with additional protections against excessive pressure increase or decrease. This protection consists of: - a blow-off valve that reduces the pressure at the outlet if its size exceeds the permissible value, - a safety valve that cuts off the gas supply when the set pressure is exceeded, and - a valve that cuts off the gas supply if the pressure drops below the set value.

Znany regulator jest wyposażony w przepust 1-go stopnia redukcji, łączący wlot z komorą pośrednią. Przepust jest zaopatrzony w gniazdo uruchamianego za pomocą membrany grzybka zaworu 1-szego stopnia. Przestrzeń znajdująca się pod membrana jest połączona otworem z komorą pośrednią. Górna część membrany jest dociskana do dołu sprężyną. Elementy zaworu są tak rozmieszczone, aby ciśnienie gazu na wylocie działało w kierunku zamykania grzybka zaworu. Opisany 1-szy stopień regulatora, redukuje ciśnienie doprowadzonego gazu do ciśnienia w komorze pośredniej.The known regulator is equipped with a 1st stage reduction passage connecting the inlet to the intermediate chamber. The bushing is fitted with a seat for a first stage valve disc actuated by a diaphragm. The space under the diaphragm is connected by an opening to the intermediate chamber. The upper part of the diaphragm is pressed down by a spring. The valve elements are arranged so that the gas pressure at the outlet acts in the direction of closing the valve plug. The described first stage of the regulator reduces the pressure of the gas supplied to the pressure in the intermediate chamber.

Na 2-gim stopniu regulatora ciśnienie panujące w komorze pośredniej jest redukowane do wartości ciśnienia na wylocie. W tym celu drugi stopień regulatora jest wyposażony w przepust zaopatrzony w gniazdo uruchamianego za pomocą membrany grzybka zaworu 2-go stopnia redukcji. Membrana jest połączona z grzybkiem za pomocą dźwigni, której przełożenie jest tak dobrane, aby zwiększyć siłę oddziaływania membrany na grzybek. Podczas zamykania siła zamykająca zawór przeciwdziała sile ciśnienia panującego w komorze pośredniej. Wielkość ciśnienia na wylocie regulatora jest regulowana za pomocą sprężyny dociskającej membranę. Nacisk sprężyny ustawiony jest na wartość stałą. Na dolną część membrany działa ciśnienie panujące w wylocie.In the 2nd stage of the regulator, the pressure in the intermediate chamber is reduced to the outlet pressure. For this purpose, the second stage of the regulator is equipped with a bushing with a seat for the valve head of the 2nd stage reduction valve actuated by a diaphragm. The diaphragm is connected to the plug by means of a lever, the ratio of which is selected in such a way as to increase the force of the diaphragm's action on the plug. During closure, the closing force of the valve counteracts the pressure in the intermediate chamber. The amount of pressure at the regulator outlet is regulated by the diaphragm pressure spring. The spring pressure is set to a constant value. The outlet pressure acts on the lower side of the diaphragm.

Znane regulatory nie mają regulacji na 2-gim stopniu redukcji oraz cechują się małym przepływem przy niższych ciśnieniach.Known regulators have no regulation in the 2nd reduction stage and are characterized by low flow at lower pressures.

Celem wynalazku jest dwustopniowy regulator średniego ciśnienia powietrza z płynną regulacją przepływu na 2-gim stopniu redukcji przy małych ciśnieniach i dużej wydajności.The object of the invention is a two-stage medium air pressure regulator with smooth flow control in the 2nd stage of reduction at low pressures and high efficiency.

Istota wynalazku polega na tym, że regulator ma by-pas łączący komorę pośrednią po 1-szym stopnia redukcji z komorą nad membraną 2-go stopnia redukcji. Ciśnienie panujące nad membraną 2-go stopnia redukcji jest upuszczane zaworem stałego dawkowania. Rozwiązanie takie znacząco wpływa na stabilność działania i pracę regulatora oraz powoduje, że cechuje się on wysoką dokładnością redukcji ciśnienia i ma bardzo dobre dynamiczne parametry przy zmiennych obciążeniach.The essence of the invention consists in the fact that the regulator has a by-belt connecting the intermediate chamber after the 1st reduction stage with the chamber above the membrane of the 2nd reduction stage. The pressure over the 2nd reduction stage diaphragm is released by a constant dosing valve. Such a solution significantly affects the stability of operation and operation of the regulator, and causes that it is characterized by high accuracy of pressure reduction and has very good dynamic parameters at variable loads.

W korzystnym rozwiązaniu według wynalazku by-pas połączony jest z komorą nad 2-im stopniem poprzez zawór dławiący. Zawór dławiący w połączeniu z zaworem stałego dawkowania pozwalają na płynną regulację redukowanego ciśnienia.In a preferred embodiment according to the invention, the bypass is connected to the chamber above the 2nd stage through a throttle valve. The throttle valve in combination with a constant dosing valve allow for a smooth regulation of the reduced pressure.

W innych korzystnych rozwiązaniach według wynalazku by-pasem może być przewód zewnętrzny, łączący komorę pośrednią po 1-szym stopniu redukcji z komorą nad membraną 2-go stopnia redukcji. Jest to rozwiązanie technicznie najkorzystniejsze i najprostsze w wykonaniu. W wersji alternatywnej by-pasem mogą być kanały wykonane we wnętrzu korpusu.In other, advantageous solutions according to the invention, the bypass may be an external conduit connecting the intermediate chamber after the 1st reduction stage with the chamber above the membrane of the 2nd reduction stage. This solution is technically the most advantageous and the simplest to implement. In an alternative version, the by-strip can be channels made inside the body.

Korzystnie również jest, jeżeli zaworem stałego dawkowania jest dysza upustowa. Konstrukcja taka cechuje się prostotą i umożliwia dokonywanie płynnej regulacji stopnia redukcji ciśnienia, dzięki czemu reduktor znajduje szczególne zastosowanie w pracach i aparaturze laboratoryjnej przeznaczonej do gazów nietoksycznych.It is also preferred that the constant dosing valve is a bleed nozzle. Such a design is characterized by simplicity and allows for smooth adjustment of the pressure reduction degree, thanks to which the reducer is especially used in works and laboratory equipment designed for non-toxic gases.

Wynalazek jest w przykładzie wykonanie pokazany na rysunku przedstawiającym regulator w widoku z boku z zewnę trznie przebiegają cym by-pasem.The invention is embodied in an embodiment illustrated in the drawing showing the controller in a side view with an outwardly extending bypass.

Regulator ma szczelny, zwarty korpus zaopatrzony w wychodzący na zewnątrz wlot 1 i wylot 2. Przyłącza te mogą być usytuowane kątowo, jak pokazano na rysunku, lub przelotowo. Wlot 1 łączy się we wnętrzu z zespołem 1-go stopnia redukcji ciśnienia. Na wyjściu z zespołu 1-go stopnia redukcjiThe controller has a sealed, compact body provided with an inlet 1 and an outlet 2 extending outwards. These connections can be angular, as shown in the drawing, or through. Inlet 1 connects internally with the 1st stage pressure reduction unit. At the exit of the 1st stage reduction unit

PL 206 489 B1 znajduje się komora pośrednia 3 zredukowanego ciśnienia po 1-szym stopniu redukcji 1. Zawór redukcyjny 1-go stopnia jest zaworem membranowym wspomaganym sprężyną.There is an intermediate reduced pressure chamber 3 after the 1st stage reduction 1. The 1st stage reduction valve is a spring assisted diaphragm valve.

Zawór redukcyjny 2-go stopnia redukcji nie posiada sprężyny; nacisk na membranę wywierany jest przez ciśnienie panujące nad membraną. Membrana 2-go stopnia redukcji znajduje się w miejscu rozmieszczenia śrub 4. Nad nią, we wnętrzu korpusu znajduje się komora 5. Pod membraną znajdują się komory i kanały z dźwigniowo - grzybkowymi elementami redukcyjnymi zespołu 2-go stopnia redukcji ciśnienia.The reduction valve of the 2nd stage reduction has no spring; pressure on the diaphragm is exerted by the pressure prevailing over the diaphragm. The 2nd stage reduction diaphragm is located at the location of the bolts 4. Above it, inside the body, there is chamber 5. Under the diaphragm there are chambers and channels with lever-mushroom reducing elements of the 2nd stage pressure reduction assembly.

Przestrzeń za 1-szym stopniem redukcji, zwana komorą pośrednią 3 połączona jest z komorą 5 nad membraną 2-go stopnia redukcji za pomocą by-pasa 6. W tym celu komora 5 jest szczelnie zamknięta wkrętką 7, w której osadzony jest ponadto zawór dławiący 8 oraz zawór stałego dawkowania 9.The space behind the 1st reduction stage, called the intermediate chamber 3, is connected to the chamber 5 above the 2nd stage reduction diaphragm by a by-belt 6. For this purpose, the chamber 5 is tightly closed with a screw 7, in which a throttle valve 8 is also seated. and constant dosing valve 9.

Dwustopniowy regulator gazu według wynalazku jest reduktorem ciśnienia z pełnym wyposażeniem automatyki zabezpieczającej, to jest: zaworem szybkozamykającym, przyciskiem 10 inicjującym pracę reduktora po spadku ciśnienia na wlocie, oraz zaworem zabezpieczającym przed spadkiem ciśnienia wlotowego. Nie posiada natomiast zaworu wydmuchowego.The two-stage gas regulator according to the invention is a pressure reducer fully equipped with safety automatics, that is: a slam-shut valve, a button 10 initiating the reducer operation after a pressure drop at the inlet, and a valve protecting against a drop in inlet pressure. However, it does not have a blow-off valve.

Regulator według wynalazku działa podobne jak znane reduktory dwustopniowe z tym, że nacisk na membranę 2-go stopnia redukcji jest wywoływany siłą ciśnienia redukowanego gazu, podawanego by-pasem 6 i zmniejszonego w wyniku upuszczania zaworem stałego dawkowania 8. Dokładną regulację 2-go stopnia redukcji dokonuje się zaworem dławiącym 9.The regulator according to the invention works similarly to the known two-stage regulators, except that the pressure on the diaphragm of the 2nd stage of reduction is caused by the pressure of the gas being reduced, which is supplied by the by-belt 6 and which is lowered as a result of dropping with a constant dosing valve 8. Fine adjustment of the 2nd stage of reduction is performed by the throttle valve 9.

Regulator według wynalazku pozwala na osiągnięcie następujących wartości przepływów maksymalnych Qmax w funkcji ciśnienia wlotowego Pe i wylotowego Pa.The regulator according to the invention makes it possible to achieve the following maximum flows Qmax as a function of the inlet pressure Pe and the outlet pressure Pa.

----.Pa Pe-\ ---- Pa Pe- \ 6 mb ar 6 rm ar 10 mbar 10 mbar 20 mbar 20 mbar 30 mbar 30 mbar 40 mbar 40 mbar 50 mbar 50 mbar 60 mbar 60 mbar 0,1 bar 0.1 bar ^Qmax = ^3,7 ^Q max = ^3.7 Qmax = 3,6 Qmax = 3.6 Qmax = 3,2 Qmax = 3.2 Qmax = 2,9 Qmax = 2.9 ^Qmax = ^2,5 ^Q max = ^2.5 ^Qmax = ^1,8 ^Q max = ^1.8 ^Qmax=^1,0 ^Q max = ^1.0 0,2 bar 0.2 bar ^Qmax = ^5,7 ^Q max = ^5.7 ^Qmax = ^5,6 ^Q max = ^5.6 ^Qmax = ^5,4 ^Q max = ^5.4 ^Qmax = ^5,0 ^Q max = ^5.0 ^Qmax = ^4,9 ^Q max = ^4.9 ^Qmax = ^4,7 ^Q max = ^4.7 ^Qmax = ^4,5 ^Q max = ^4.5 0,5 bar 0.5 bar ^Qmax-- ^Q max-- Qmax = 9,9 Qmax = 9.9 Qmax = 9,9 Qmax = 9.9 ^Qmax = ^9,5 ^Q max = ^9.5 ^Qmax = ^9,4 ^Q max = ^9.4 Qmax = 9,3 Qmax = 9.3 ^Qmax = ^9,1 ^Q max = ^9.1 1,0 bar 1.0 bar ^Qmax-- ^Q max-- Qmax = 11,6 Qmax = 11.6 ^Qmax=^{1 1,4} ^Q max = ^{1 1.4} Qmax =11,2 Qmax = 11.2 Qmax =10,8 Qmax = 10.8 ^Qmax = ^10,5 ^Q max = ^10.5 Qmax=10,1 Qmax = 10.1 4,0 bar 4.0 bar ^Qmax = ^2,0 ^Q max = ^2.0 Qmax =10,5 Qmax = 10.5 Qmax =10,3 Qmax = 10.3 Qmax =10,0 Qmax = 10.0 ^Qmax = ^9,8 ^Q max = ^9.8 ^Qmax = ^9,5 ^Q max = ^9.5 Qmax = 8,8 Qmax = 8.8 5,5 bar 5.5 bar ^Qmax = ^4,2 ^Q max = ^4.2 Qmax = 10,2 Qmax = 10.2 ^Qmax = ^9,8 ^Q max = ^9.8 ^Qmax = ^9,5 ^Q max = ^9.5 ^Qmax = ^9,0 ^Q max = ^9.0 ^Qmax = ^8,5 ^Q max = ^8.5 Qmax = 8,1 Qmax = 8.1

Przedstawiony wyżej wariant wykonawczy nie wyczerpuje wszystkich możliwości realizacji i stosowania wynalazku.The above-mentioned embodiment variant does not exhaust all possibilities of realizing and using the invention.

Claims

Patent claims

1. An inert gas regulator, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, in which a 1st stage reduction valve and a 2nd stage reduction valve are located, characterized in that the intermediate chamber (3) after the 1st stage reduction ( 1) is connected by a by-belt (6) with the chamber (5) above the 2nd stage reduction diaphragm, in which the constant dosing valve (9) is located.

2. The controller according to claim The method of claim 1, characterized in that the by-belt (6) is connected to the chamber (5) above the 2nd reduction stage through a throttle valve (8).

3. The controller according to claim A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the bypass (6) is an external conduit connecting the intermediate chamber (3) after the 1st reduction stage with the chamber (5) above the membrane of the 2nd reduction stage.

4. The controller according to claim The method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the bypass (6) comprises channels made inside the body, connecting the intermediate chamber (3) after the 1st reduction stage with the chamber (5) above the membrane of the 2nd reduction stage.

5. The controller according to claim The method of claim 1, characterized in that the constant dosing valve (9) is a bleed nozzle.