[发明专利]气体压力调节器及用于导引所述压力调节器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及特别适合用在天然气分配网络中的气体压力调节器。

本发明还涉及用于导引所述压力调节器的方法。

背景技术

众所周知，天然气分配网络包括压力调节站，在该压力调节站中，气体压力从给送值减小至用户单元所需的输送值。

所述压力减小借助于压力调节器而获得，所述压力调节器具有使输送压力保持在预定设定值处而与所输送天然气的流量无关的功能。

已知类型的压力调节器包括天然气流动管道，该天然气流动管道具有与分配网络的高压分支连通的一个端部以及与指向用户单元的低压分支连通的相反的端部。

在流动管道中，存在气门，该气门限定流动管道自身中的变窄部，以引起气门的压力下游与气门的压力上游之间的气体压力下降。

气门可以被移动成使得可以根据气体流量来改变变窄部的横截面并且因此改变气体压力下降。

气门借助于反馈回路而移动，该反馈回路在所输送气体的压力相对于调节器中设定的值增大的情况下减小气门的开口的程度，并且在压力减小的情况下，该反馈电路增大气门的开口的程度。

所述反馈基于机械化室的使用，该机械化室由可动壁界定，该可动壁连接至气门并且该可动壁与弹簧相关联。

只要机械化室中的压力与弹簧的力相平衡，可动壁即保持静止。

在有压力扰动的情况下，可动壁移动，由此引起气门的相应运动，直到恢复平衡条件为止。

根据第一已知技术，机械化室安置成与流动管道的位于气门下游的区域直接连通，使得可动壁经受天然气的输送压力。

可动壁连接至气门使得例如在流量增大之后，输送压力减小，由此使气门打开以恢复初始压力。

以上刚刚描述的调节器被称为“直接作用”调节器，这是由于控制气门的可动壁直接受天然气的输送压力的影响。

在这种情况下，通过干预弹簧预载荷来调节设定压力。明显地，假设延迟仅仅是与调节器的部件的机械惯性有关以及与压力扰动从流动管道传播至机械化室所需的时间有关，则直接作用调节器对于压力变化的响应非常快。

另一方面，所述直接作用调节器提供相对有限的调节精度，起因于下述事实：弹簧的力随着弹簧的变形变化是不均匀的。

因此，需要使弹簧的力平衡的气体压力取决于弹簧的变形并且因此取决于可动壁的位置。

因此，气体的输送压力不恒等于设定压力，而是根据气门的位置偏离设定压力。

以上所提及的直接作用压力调节器的另一缺点是：其不允许从远程位置改变设定压力。

实际上，出于安全原因，借助于位于压力调节器上的调节螺纹件来完成所述设定，该调节螺纹件在气门处于相同位置的情况下改变弹簧的变形的程度以改变弹簧所施加的力。

明显地，不能够从远程位置完成设定的事实导致下述另一缺点：所述设定必须在现场进行并且由此需要较高的劳动力成本。

用于控制压力调节器的第二种已知的技术包括通过导引装置的间接反馈，该导引装置改变机械化室中的压力，使得天然气的输送压力保持在导引装置中设定的值处。

在US 2,277,162和US 2,042,781中公开了根据上述第二种已知技术的现有技术调节器操作。

与先前所描述的压力调节器系统相比，以上刚刚描述的压力调节器系统提供了下述优点：该压力调节器系统允许更精确地调节气体输送压力。

还有利的是，可以从远程位置改变导引装置的设定，原因在于设定装置具有与压力调节器相比不太严格的安全要求。

然而，以上刚刚描述的系统的缺点是：该系统的响应时间长于第一系统的响应时间，原因在于该系统的响应时间还包括导引装置的反应时间。

以上刚刚描述的系统带来的另一缺点在于导引装置发生故障导致不能调节气体输送压力，这限制了压力调节器系统的可靠性。

发明内容

本发明旨在克服上述对于已知类型的压力调节器系统而言是非常典型的所有缺点。

特别地，本发明的一个目的是提供一种结合了直接作用调节器的优点和由导引调节器提供的优点的压力调节器。

更确切地说，本发明的目的是提供一种组合了由导引调节器执行的调节的可靠性和直接作用调节器的响应速度的压力调节器。

本发明的另一目的是提供一种能够即使在导引装置发生故障的情况下仍能够继续作为直接作用调节器工作的压力调节器。

本发明的另外的目的是提供一种如下压力调节器：该压力调节器能够被容易地改变并且因而能够在直接作用压力调节器中进行改造，反之亦然。