Автoры: Кoвальнoгoв Никoлай Никoлаевич, Цынаева Анна Алекcандрoвна
Регулятoр давления газа oтнocитcя к газoвoй прoмышленнocти и мoжет быть иcпoльзoван для cнижения давления газа. Техничеcким результатoм изoбретения являетcя oбеcпечение эффективной работы уcтройcтва. Регулятор давления газа cодержит патрубок подвода газа c начальными параметрами, корпуc, патрубок отвода газа низкого давления, cопло Лаваля. Сопло Лаваля помещено внутрь корпуcа так, что входная чаcть cопла cообщаетcя с внутренним пространством корпуса, а выходная часть сопла соединена с патрубком отвода газа низкого давления. 3 ил.
Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для снижения давления газа, необходимого потребителю.
Аналогом устройства того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является регулятор давления газа, включающий патрубок подвода газа с начальными параметрами, корпус, дросселирующий клапан, патрубок отвода газа низкого давления (см. Кязимов К.Г. Эксплуатация и ремонт подземных газопроводов. - М.: Стройиздат, 1981, с.264, рис.63, фиг.1)
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании аналогичного регулятора давления, относится то, что регулирование давления осуществляется дроссельным клапаном, что ведет к снижению температуры газа после регулирования и требует дополнительных затрат на предварительный (до дросселирования) подогрев газа.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для снижения давления газа (УСДГ), включающее патрубок подвода газа с начальными параметрами, корпус, патрубок отвода газа низкого давления (см. Пат. РФ 2226709. Устройство для снижения давления газа (УСДГ)/Ковальногов Н.Н., Жуховицкий Д.Л., Цынаева А.А. Бюл. 10 от 10.04.2004) и принятый за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство регулирует давление газа при постоянной температуре при определенных характеристиках работы вихревой трубы, что ведет к снижению эффективности работы регулятора при изменении параметров работы устройства.
Сущность изобретения заключается в предотвращении переохлаждения элементов устройства и его эффективной работе.
Технический результат - обеспечение эффективной работы устройства.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в предлагаемом регуляторе давления газа, содержащем патрубок подвода газа с начальными параметрами, корпус, патрубок отвода газа низкого давления, особенность заключается в том, что регулятор снабжен соплом Лаваля, помещенным внутрь корпуса так, что входная часть сопла сообщается с внутренним пространством корпуса, соединенным с патрубком подвода газа с начальными параметрами, а выходная часть сопла соединена с патрубком отвода газа низкого давления.
На чертежах представлено:
на фиг.1 - аналог регулятора давления газа;
на фиг.2 - прототип регулятора давления газа;
на фиг.3 - предлагаемый регулятор давления газа.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Регулятор давления газа содержит патрубок 1 подвода газа с начальными параметрами, корпус 2, патрубок 3 отвода газа низкого давления, сопло 4 Лаваля, помещенное внутрь корпуса 2 так, что входная часть сопла 4 сообщается с внутренним пространством 5 корпуса 2, соединенным с патрубком 1 подвода газа с начальными параметрами, а выходная часть сопла 4 соединена с патрубком 3 отвода газа низкого давления.
Работа предлагаемого регулятора давления осуществляется следующим образом.
Принцип действия предлагаемого регулятора давления газа основан на реализации процесса газодинамической температурной стратификации потока. Поток газа высокого давления направляется через патрубок 1 подвода газа с начальными параметрами в корпус 2. После снижения давления газа в устройстве газ низкого давления удаляется через патрубок 3 отвода газа низкого давления. В сопле 4 Лаваля, входная часть которого сообщается с внутренним пространством 5 корпуса 1, осуществляется со снижением давления ускорение газового потока, скорость которого становится больше скорости звука. При этом во внутреннем пространстве 5 корпуса 1 газ высокого давления движется с дозвуковой скоростью. Известно, что момент импульса возле стенки в сверхзвуковом потоке газа за счет работы сил трения переходит в тепло, которое отводится за счет механизмов теплопроводности. При условии, когда количество тепла, отводимого от стенки за счет теплопроводности, становится больше подводимого тепла за счет сил трения (критерий Рr<1, характерно для природного газа), происходит перераспределение температуры газа в сверхзвуковом потоке газа. Это при росте скорости сверхзвукового потока приводит к снижению температуры восстановления и к передаче тепла от дозвукового потока высокого давления к сверхзвуковому потоку низкого давления. Таким образом, осуществляется снижение давления газа практически без снижения его температуры.
Формула изобретения
Регулятор давления газа, содержащий патрубок подвода газа с начальными параметрами, корпус, патрубок отвода газа низкого давления, отличающийся тем, что регулятор снабжен соплом Лаваля, помещенным внутрь корпуса так, что входная часть сопла сообщается с внутренним пространством корпуса, соединенным с патрубком подвода газа с начальными параметрами, а выходная часть сопла соединена с патрубком отвода газа низкого давления.
