[go: up one dir, main page]

RU2836509C2 - Fluid pressure reduction valve - Google Patents

Fluid pressure reduction valve Download PDF

Info

Publication number
RU2836509C2
RU2836509C2 RU2023128911A RU2023128911A RU2836509C2 RU 2836509 C2 RU2836509 C2 RU 2836509C2 RU 2023128911 A RU2023128911 A RU 2023128911A RU 2023128911 A RU2023128911 A RU 2023128911A RU 2836509 C2 RU2836509 C2 RU 2836509C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
fluid
reducing
spring
valve device
Prior art date
Application number
RU2023128911A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2023128911A (en
Inventor
Дэвид Брайан ТЭЙЛОР
Original Assignee
Полимер Текнолоджис Лимитед
Filing date
Publication date
Application filed by Полимер Текнолоджис Лимитед filed Critical Полимер Текнолоджис Лимитед
Publication of RU2023128911A publication Critical patent/RU2023128911A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2836509C2 publication Critical patent/RU2836509C2/en

Links

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a valve device for reducing fluid pressure. Spring-loaded valve has an inlet connected by a water main with pressurized water, and an outlet from the chamber is connected to a network of pipelines for local distribution of water. Pressure reduction valve device has a flow pressure regulating plate located opposite the inlet hole. Compression spring acts by its lower end on the upper part of the plate. Upper end of the spring rests against the drive element of the spring at the end of the drive tube of the servo device. Actuating element of the spring can be extended by the motor for further compression of the spring or retracted to release the compression. Local distribution network pipeline extends downstream of the outlet. There is a flow meter and a pressure sensor in it next to the outlet hole. They are electronically connected to the controller. Pressure on the regulator is set based on the measured flow rate.
EFFECT: improving control reliability of the valve device to reduce pressure in accordance with the flow passing through it.
26 cl, 11 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к клапану для снижения давления жидкости, в частности, хоть и не исключительно, предназначенному для водопроводных магистралей.The present invention relates to a valve for reducing fluid pressure, particularly, although not exclusively, intended for water mains.

Уровень техникиState of the art

Сети водоснабжения обычно содержат местную магистральную сеть высокого давления, соединенную с множеством локальных сетей. Давление воды в магистрали высокого давления, как правило, слишком высокое для потребителей в локальных сетях, и поэтому клапаны для снижения давления расположены на стыке между магистралью высокого давления и локальной сетью для снижения давления.Water supply networks usually contain a local high-pressure main network connected to many local networks. The water pressure in the high-pressure main is usually too high for consumers in the local networks, and therefore pressure reducing valves are located at the junction between the high-pressure main and the local network to reduce the pressure.

Типичный клапан для снижения давления (pressure reducing valve, PRV) содержит камеру, имеющую вход, соединенный с магистралью высокого давления, и выход, соединенный с локальной сетью. Как правило, клапан имеет две камеры - верхнюю и нижнюю камеры, разделенные диафрагмой. Вода проходит через клапан PRV через нижнюю камеру. Сниженное давление дальше по потоку достигается за счет обеспечения гидравлического соединения между давлением раньше по потоку и верхней камерой PRV. В этой гидравлической системе вода со стороны раньше по потоку проходит через управляющий клапан с подпружиненным регулятором для обеспечения выхода воды из верхней камеры, если давление в верхней камере превышает заданный уровень. Более сложные обычные клапаны PRV включают дополнительные гидравлические контуры для обеспечения более точного управления давлением дальше по потоку с использованием различных конструкций дифференциальных регулирующих клапанов. Пружина может быть включена в верхнюю камеру для обеспечения лучшего уплотнения при беспрепятственном поступлении давления раньше по потоку в верхнюю камеру для полного закрытия клапана.A typical pressure reducing valve (PRV) contains a chamber having an inlet connected to the high pressure main and an outlet connected to the local network. Typically, the valve has two chambers, an upper and lower chamber, separated by a diaphragm. Water passes through the PRV through the lower chamber. Downstream pressure reduction is achieved by providing a hydraulic connection between the upstream pressure and the upper chamber of the PRV. In this hydraulic system, water from the upstream side passes through a pilot valve with a spring-loaded regulator to ensure that water is released from the upper chamber if the pressure in the upper chamber exceeds a predetermined level. More complex conventional PRVs incorporate additional hydraulic circuits to provide more precise control of the downstream pressure using various differential control valve designs. A spring may be included in the upper chamber to provide a better seal while allowing the upstream pressure to flow unimpeded into the upper chamber to fully close the valve.

Потеря воды из магистрали представляет собой проблему, возникающую из-за возраста магистральных трубопроводов, а также повреждений магистрали и связанного с ней оборудования. Многие магистрали старые и имеют множество утечек. Давать течь может даже новая магистраль. При самом высоком давлении воды утечка наиболее интенсивна, что неудивительно.Water loss from a main is a problem that occurs due to the age of the main lines, as well as damage to the main and associated equipment. Many mains are old and have many leaks. Even a new main can leak. Unsurprisingly, the leak is most intense at the highest water pressure.

Проблема с установкой пружины такого обычного клапана PRV в клапане для снижения давления на входе в локальную сеть с по существу постоянным давлением воды, поступающей в сеть, заключается в том, что в течение большей части времени, когда спрос ниже, локальная сеть будет находиться под избыточным давлением. Это, в свою очередь, усугубит проблему утечки.The problem with installing the spring of such a conventional PRV in a pressure reducing valve at the inlet of a local network with essentially constant water pressure entering the network is that during most of the time, when demand is lower, the local network will be overpressured. This in turn will exacerbate the leakage problem.

Были сделаны различные предложения для клапанов для снижения давления, в которых смещающее усилие, приложенное (например, пружиной) к регулирующей пластине или элементу клапана, может автоматически изменяться для учета изменяющихся уровней спроса в локальной сети и, таким образом, устранения или смягчения проблемы избыточного давления.Various proposals have been made for pressure reducing valves in which the biasing force applied (e.g. by a spring) to a control plate or valve element can be automatically varied to accommodate changing levels of demand in the local network and thus eliminate or mitigate the overpressure problem.

Например, в GB 2176316 (NRDC) раскрыто устройство, которое в реферате описано следующим образом:For example, GB 2176316 (NRDC) discloses a device that is described in the abstract as follows:

Устройство для управления потоком воды по трубопроводу (26), включающему в себя клапан (29) и пластину (37) с отверстием, и подачи воды в распределительную систему, содержащее регулятор (1), приводящий в действие управляющий клапан (14) в сервосистеме, управляющей клапаном (29). Регулятор (1) имеет две диафрагмы (5) и (6), связанные пружиной (7) растяжения, удлинение которой определяется расходом через пластину (37) с отверстием. Первая диафрагма (5) приводит в действие запорный элемент (13) управляющего клапана (14) и подвергается воздействию перепада давления, создаваемого потоком через пластину с отверстием (37). Вторая диафрагма (6) нагружается пружиной сжатия (8), и ее смещение зависит от управляющего давления на отводе (38) трубопровода (26). Смещение запорного элемента (14) представляет собой комбинацию смещений двух диафрагм (5 и 6) и повышает управляющее давление на отводе (38), когда потребность в воде увеличивается. A device for controlling the flow of water through a pipeline (26), including a valve (29) and a plate (37) with an opening, and supplying water to a distribution system, containing a regulator (1) that actuates a control valve (14) in a servo system that controls the valve (29). The regulator (1) has two diaphragms (5) and (6), connected by an extension spring (7), the extension of which is determined by the flow through the plate (37) with the hole. The first diaphragm (5) actuates the shut-off element (13) of the control valve (14) and is subjected to the pressure difference created by the flow through the plate with the orifice (37). The second diaphragm (6) is loaded by a compression spring (8), and its displacement depends on the control pressure at the branch (38) of the pipeline (26). The displacement of the shut-off element (14) is a combination of the displacements of the two diaphragms (5 and 6) and increases the control pressure at the branch (38) when the demand for water increases.

GB 2165372 (TLV Co. Ltd) раскрывает клапан для снижения давления с пружиной регулировки давления, связанной с исполнительным механизмом, который может изменять настройку усилия пружины в ответ на то, что разность между давлением на стороне, расположенной дальше по потоку от клапана для снижения давления, и требуемым целевым давлением превышает определенное значение.GB 2165372 (TLV Co. Ltd) discloses a pressure reducing valve with a pressure adjusting spring associated with an actuator that can change the spring force setting in response to the difference between the pressure on the side downstream of the pressure reducing valve and a desired target pressure exceeding a certain value.

EP 1762922 (R. Nussbaum AG) раскрывает клапан для снижения давления, имеющий подпружиненный клапанный элемент, который управляет потоком жидкости через отверстие подачи, ведущее в камеру, имеющую выпускное отверстие для жидкости. Клапан имеет электромеханический исполнительный механизм, который может изменять настройку усилия пружины в ответ на изменения давления воды дальше по потоку относительно клапана для снижения давления.EP 1762922 (R. Nussbaum AG) discloses a pressure reducing valve having a spring-loaded valve element that controls the flow of fluid through a supply opening leading into a chamber having an outlet opening for the fluid. The valve has an electromechanical actuator that can change the spring force setting in response to changes in water pressure downstream of the pressure reducing valve.

WO 03/057998 (Optimus Water Technologies Ltd) раскрывает гидравлически управляемый PRV, работой которого управляет сложная гидравлическая конструкция, содержащая блок фильтров, ограничивающее поток отверстие, управляющий клапан и дифференциальный регулирующий клапан (differential control valve, DCV), а также клапан для снижения давления (pressure reducing valve, PRV). Перепускная труба отводит небольшую часть воды, поступающей в PRV, через контур управления, связывающий управляющий клапан и DCV. Патрубок, расположенный раньше по потоку относительно управляющего клапана, соединен с клапаном для снижения давления, но входит в напорную камеру, содержащую пружину, на противоположной от регулирующего клапана стороне диафрагмы. Таким образом, в PRV по WO 03/057998 имеются «влажные камеры» с обеих сторон диафрагмы. PRV по WO 03/057998 не снабжен исполнительным механизмом для регулировки давления пружины. Вместо этого DCV снабжен исполнительным механизмом, который реагирует на сигналы давления, полученные от контроллера, и именно DCV улучшает работу PRV. Конструкция регулирования давления воды, описанная в WO 03/057998, как представляется, имеет ряд потенциальных недостатков. Во-первых, гидравлическая система управления слишком сложна, и есть множество компонентов, которые могут выйти из строя. Во-вторых, предположительно перепускные трубы с узким отверстием могут быть более подвержены засорению и/или замерзанию, что приведет к нарушению или прекращению работы системы управления. В-третьих, в PRV обе стороны диафрагмы подвергаются воздействию воды, что означает, что пружина будет постоянно окружена водой, в результате чего на самой пружине может образоваться известковый налет, который может повлиять на способность клапана полностью закрываться в случае необходимости.WO 03/057998 (Optimus Water Technologies Ltd) discloses a hydraulically controlled PRV, the operation of which is controlled by a complex hydraulic structure comprising a filter unit, a flow restriction orifice, a control valve, a differential control valve (DCV), and a pressure reducing valve (PRV). A bypass pipe diverts a small portion of the water entering the PRV through a control loop linking the control valve and the DCV. A pipe upstream of the control valve is connected to the pressure reducing valve, but enters a pressure chamber containing a spring on the opposite side of the diaphragm from the control valve. Thus, in the PRV of WO 03/057998 there are "wet chambers" on both sides of the diaphragm. The PRV of WO 03/057998 is not provided with an actuator for adjusting the spring pressure. Instead, the DCV is equipped with an actuator that responds to pressure signals received from the controller, and it is the DCV that improves the performance of the PRV. The water pressure control design described in WO 03/057998 appears to have a number of potential drawbacks. Firstly, the hydraulic control system is too complex and there are many components that can fail. Secondly, it is believed that the narrow bore bypass pipes may be more susceptible to clogging and/or freezing, causing the control system to malfunction or stop working. Thirdly, in a PRV, both sides of the diaphragm are exposed to water, meaning that the spring will be constantly surrounded by water, causing limescale to form on the spring itself, which may affect the valve's ability to close completely when required.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного клапана для снижения давления жидкости, который преодолевает или по меньшей мере облегчает проблемы в известных клапанах для снижения давления, описанные выше.The object of the present invention is to provide an improved fluid pressure reducing valve that overcomes or at least alleviates the problems in known pressure reducing valves described above.

Автор настоящего изобретения отметил простую взаимосвязь между давлением, необходимым дальше по потоку относительно клапана для снижения давления для поддержания заданного минимального давления в удаленной точке локальной сети, при том что клапан для снижения давления находится между местным источником высокого давления и локальной сетью, с одной стороны, и расходом в локальной сети, с другой стороны. Требуемые регулируемое давление и расход дальше по потоку относительно клапана для снижения давления, как правило, линейно связаны между собой. Несмотря на это, автору настоящего изобретения не известно о каких-либо клапанах для снижения давления, управляемых в соответствии с проходящим через них потоком, за исключением несколько сложной конструкции, раскрытой в GB 2176316.The inventor has noted a simple relationship between the pressure required downstream of a pressure reducing valve to maintain a specified minimum pressure at a remote point in a local network, with the pressure reducing valve located between a local high pressure source and the local network, on the one hand, and the flow rate in the local network, on the other hand. The required controlled pressure and flow rate downstream of the pressure reducing valve are generally linearly related. Despite this, the inventor is not aware of any pressure reducing valves controlled in accordance with the flow passing through them, with the exception of the somewhat complex design disclosed in GB 2 176 316.

Согласно одному аспекту изобретения предлагается клапанное устройство для снижения давления текучей среды, содержащее: According to one aspect of the invention, a valve device for reducing the pressure of a fluid is provided, comprising:

- подпружиненный клапан для снижения давления, имеющий:- a spring-loaded pressure-reducing valve having:

- корпус, содержащий камеру для потока текучей среды,- a housing containing a chamber for the flow of a fluid medium,

- отверстие для подачи текучей среды в камеру и отверстие для вывода текучей среды из камеры,- an opening for feeding fluid into the chamber and an opening for removing fluid from the chamber,

- регулирующую пластину, расположенную напротив отверстия и подвергаемую при использовании воздействию подаваемой текучей среды, воздействующей на нее,- a control plate located opposite the opening and exposed during use to the action of the supplied fluid acting on it,

- пружину, под действием которой обеспечена возможность смещения пластины к отверстию, и- a spring, under the action of which the possibility of shifting the plate towards the hole is ensured, and

- диафрагму между регулирующей пластиной и корпусом для закрывания камеры между ними, подвергаемую при использовании воздействию регулируемого давления в камере, - a diaphragm between the control plate and the housing for closing the chamber between them, which is subjected to the controlled pressure in the chamber during use,

- управляемый привод с двигателем, действующий между корпусом и дальним от регулирующей пластины концом пружины, - a controlled drive with a motor acting between the housing and the end of the spring farthest from the control plate,

- расходомер, расположенный дальше по потоку относительно выпускного отверстия, и - a flow meter located downstream of the outlet, and

- контроллер, выполненный с возможностью приема от расходомера данных о потоке и управления серводвигателем для отвода дальнего конца пружины в соответствии с расходом, измеренным расходомером;- a controller configured to receive flow data from the flow meter and control a servomotor to retract the far end of the spring in accordance with the flow rate measured by the flow meter;

при этом указанная конструкция выполнена таким образом, что при использовании для увеличения расхода на стороне потребления регулирующая пластина при таком увеличении частично отводится для поддержания давления дальше по потоку, и наоборотwherein the said design is made in such a way that when used to increase the flow rate on the consumption side, the regulating plate is partially retracted during such an increase to maintain the pressure further downstream, and vice versa

Корпус может иметь внутреннюю полость, разделенную диафрагмой на камеру для потока текучей среды на одной стороне диафрагмы и сухую камеру на другой стороне диафрагмы, при этом камера для потока текучей среды снабжена отверстием для подачи текучей среды в камеру и отверстием для вывода жидкости. Под сухой камерой подразумевается, что внутренняя часть камеры не вступает в контакт с текучей средой. В этом отличие от клапана для снижения давления, описанного в WO 03/057998, в котором обе камеры по обе стороны от диафрагмы в PRV являются «мокрыми» камерами, то есть подвергаются воздействию текучей среды (в данном случае воды).The housing may have an internal cavity divided by a diaphragm into a fluid flow chamber on one side of the diaphragm and a dry chamber on the other side of the diaphragm, wherein the fluid flow chamber is provided with an opening for feeding fluid into the chamber and an opening for removing liquid. By dry chamber is meant that the interior of the chamber does not come into contact with the fluid. This is in contrast to the pressure reducing valve described in WO 03/057998, in which both chambers on either side of the diaphragm in the PRV are "wet" chambers, i.e. exposed to the fluid (in this case water).

Клапанное устройство для снижения давления текучей среды может также содержать хранилище данных в электронном виде, находящееся внутри контроллера или связанное с ним, причем хранилище данных содержит данные, определяющие соотношение между расходом текучей среды и давлением текучей среды в трубопроводной сети дальше по потоку, с которой соединен клапан для снижения давления.The valve device for reducing the pressure of the fluid may also comprise an electronic data store located within the controller or associated with it, wherein the data store comprises data determining the relationship between the flow rate of the fluid and the pressure of the fluid in the pipeline network downstream to which the pressure reducing valve is connected.

Таким образом, контроллер может быть выполнен с возможностью приема от расходомера данных о потоке и управления приводом с двигателем для отвода или продвижения дальнего конца пружины в соответствии с расходом, измеренным расходомером, и соотношением между потоком текучей среды и давлением текучей среды, тем самым изменяя положение регулирующей пластины и поток текучей среды через отверстие для подачи текучей среды для поддержания требуемого давления текучей среды дальше по потоку.Thus, the controller may be configured to receive flow data from the flow meter and control the motorized actuator to retract or advance the distal end of the spring in accordance with the flow rate measured by the flow meter and the relationship between the fluid flow and the fluid pressure, thereby changing the position of the control plate and the fluid flow through the fluid supply orifice to maintain a desired downstream fluid pressure.

Во втором аспекте изобретения предлагается клапанное устройство для снижения давления текучей среды, содержащее: In a second aspect of the invention, a valve device for reducing the pressure of a fluid medium is proposed, comprising:

- подпружиненный клапан для снижения давления, имеющий:- a spring-loaded pressure-reducing valve having:

- корпус, имеющий внутреннюю полость, разделенную диафрагмой на камеру для потока текучей среды с одной стороны диафрагмы и сухую камеру с другой стороны диафрагмы,- a housing having an internal cavity divided by a diaphragm into a chamber for the flow of fluid on one side of the diaphragm and a dry chamber on the other side of the diaphragm,

- отверстие для подачи текучей среды в камеру для потока текучей среды и отверстие для вывода текучей среды из камеры для потока текучей среды,- an opening for feeding a fluid into a fluid flow chamber and an opening for removing a fluid from a fluid flow chamber,

- регулирующую пластину, расположенную напротив отверстия и подвергаемую при использовании воздействию подаваемой текучей среды, воздействующей на нее, причем регулирующая пластина соединена непосредственно или через соединительный элемент с указанной одной стороной диафрагмы, а используемая диафрагма подвергается при использовании воздействию регулируемого давления в камере для потока текучей среды,- a control plate located opposite the opening and exposed in use to the action of the supplied fluid acting on it, wherein the control plate is connected directly or through a connecting element to the said one side of the diaphragm, and the diaphragm used is exposed in use to the action of the controlled pressure in the chamber for the flow of the fluid,

- пружину сжатия, расположенную в сухой камере на указанной другой стороне диафрагмы, причем пружина сжатия расположена таким образом, чтобы прикладывать давление через диафрагму и толкать пластину к отверстию, и- a compression spring located in the dry chamber on said other side of the diaphragm, the compression spring being positioned so as to apply pressure through the diaphragm and push the plate towards the opening, and

- управляемый привод с двигателем, действующий между корпусом и дальним от регулирующей пластины концом пружины сжатия, - a controlled drive with a motor acting between the housing and the end of the compression spring farthest from the control plate,

- расходомер, расположенный дальше по потоку относительно выпускного отверстия;- a flow meter located downstream from the outlet;

- контроллер и хранилище данных в электронном виде, находящееся внутри контроллера или связанное с ним, причем хранилище данных содержит данные, определяющие взаимосвязь между расходом текучей среды и давлением текучей среды в трубопроводной сети дальше по потоку, с которой соединен клапан для снижения давления;- a controller and an electronic data storage located within or associated with the controller, wherein the data storage contains data defining the relationship between the flow rate of the fluid and the pressure of the fluid in a downstream pipeline network to which the pressure reducing valve is connected;

причем контроллер выполнен с возможностью приема от расходомера данных о потоке и управления приводом с двигателем для отвода или продвижения дальнего конца пружины в соответствии с расходом, измеренным расходомером, и соотношением между потоком текучей среды и давлением текучей среды, тем самым изменяя положение регулирующей пластины и поток текучей среды через отверстие для подачи текучей среды для поддержания требуемого давления текучей среды дальше по потоку.wherein the controller is configured to receive flow data from the flow meter and control the actuator with the motor to retract or advance the distal end of the spring in accordance with the flow measured by the flow meter and the relationship between the flow of the fluid and the pressure of the fluid, thereby changing the position of the control plate and the flow of the fluid through the opening for supplying the fluid to maintain the desired pressure of the fluid downstream.

Предпочтительно, управляемый привод с двигателем представляет собой привод с серводвигателем.Preferably, the controlled motor drive is a servo motor drive.

Текучая среда может быть жидкостью или газом.The fluid can be a liquid or a gas.

В одном общем варианте осуществления текучая среда представляет собой жидкость.In one general embodiment, the fluid is a liquid.

В другом общем варианте осуществления текучая среда представляет собой газ, такой как газообразный углеводород.In another general embodiment, the fluid is a gas, such as a hydrocarbon gas.

Когда текучая среда представляет собой жидкость, она может представлять собой, например, воду или жидкий углеводород.When the fluid is a liquid, it may be, for example, water or a liquid hydrocarbon.

В одном конкретном варианте осуществления текучая среда представляет собой воду.In one particular embodiment, the fluid is water.

В другом конкретном варианте осуществления текучая среда представляет собой жидкий углеводород.In another specific embodiment, the fluid is a liquid hydrocarbon.

Изобретение, в частности, применимо к водопроводным магистралям. Предполагается, что изобретение будет также применимо к углеводородным текучим средам как в жидком, так и в газообразном состоянии.The invention is particularly applicable to water mains. It is expected that the invention will also be applicable to hydrocarbon fluids in both liquid and gaseous states.

Контроллер может быть выполнен с возможностью расчета действия серводвигателя при позиционировании пружины в соответствии с по существу линейным соотношением давления и расхода дальше по потоку. Расчет может быть основан на давлении, которое должно быть достигнуто с точки зрения сервопозиционирования пружины, либо только на сервопозиционировании пружины. В качестве альтернативы контроллер может быть выполнен с возможностью обеспечения работы серводвигателя в соответствии со справочной таблицей давления и расхода дальше по потоку. И в этом случае справочная таблица может включать в себя значения давления, которые должны быть достигнуты, но предпочтительно она включает в себя положения пружины с точки зрения оборотов сервопривода.The controller may be configured to calculate the action of the servomotor in positioning the spring in accordance with a substantially linear relationship of pressure and flow rate downstream. The calculation may be based on the pressure to be achieved in terms of servo positioning of the spring, or only on servo positioning of the spring. Alternatively, the controller may be configured to ensure that the servomotor operates in accordance with a reference table of pressure and flow rate downstream. Again, the reference table may include pressure values to be achieved, but preferably includes spring positions in terms of servo drive revolutions.

Когда текучая среда представляет собой воду, а клапан для снижения давления соединен с локальной сетью водоснабжения, контроллер может быть запрограммирован или получить команду от удаленного центра управления на изменение расхода таким образом, чтобы минимальное давление воды, предоставляемое удаленному пользователю в сети (т.е. пользователю, у которого наблюдается наибольший перепад давления), находилось в диапазоне от 0,5 бар до 2 бар. Чаще всего контроллер программируется или получает команду от удаленного центра управления на изменение расхода таким образом, чтобы минимальное давление воды, предоставляемое удаленному пользователю в сети, находилось в диапазоне от 0,6 бар до 1,5 бар, чаще всего от 0,7 бар до 1,2 бар. В одном варианте осуществления минимальное давление воды, обеспечиваемое удаленному пользователю в сети, составляет приблизительно 1 бар.When the fluid is water and the pressure reducing valve is connected to a local water supply network, the controller may be programmed or receive a command from a remote control center to vary the flow rate so that the minimum water pressure provided to a remote user in the network (i.e. the user who experiences the highest pressure drop) is in the range of 0.5 bar to 2 bar. Most often, the controller is programmed or receives a command from a remote control center to vary the flow rate so that the minimum water pressure provided to a remote user in the network is in the range of 0.6 bar to 1.5 bar, most often from 0.7 bar to 1.2 bar. In one embodiment, the minimum water pressure provided to a remote user in the network is approximately 1 bar.

Клапанное устройство для снижения давления согласно настоящему изобретению может быть соединено с оборудованием дистанционного управления (которое для удобства может упоминаться в настоящем документе как пульт дистанционного управления, даже если это может быть не пультом как таковым). Любой из расходомера и контроллера или оба могут быть соединены с оборудованием дистанционного управления (пульту дистанционного управления), например, посредством беспроводной связи.The pressure reducing valve device according to the present invention can be connected to a remote control equipment (which for convenience may be referred to herein as a remote control, even though it may not be a remote control as such). Either of the flow meter and the controller or both can be connected to the remote control equipment (remote control), for example, via wireless communication.

В одном варианте осуществления только контроллер соединен с оборудованием дистанционного управления.In one embodiment, only the controller is connected to the remote control equipment.

В другом предпочтительном варианте осуществления как расходомер, так и контроллер соединены с оборудованием дистанционного управления.In another preferred embodiment, both the flow meter and the controller are connected to remote control equipment.

Соединение клапанного устройства для снижения давления согласно настоящему изобретению с пультом дистанционного управления позволяет дистанционно отключить местное управление устройством (например, вручную) по различным эксплуатационным причинам, таким как обнаружение аномально высоких расходов текучей среды (например, жидкости, такой как вода) в сети, которые указывают на крупную утечку, например, разрыв трубы.The connection of the pressure reducing valve device according to the present invention to a remote control makes it possible to remotely disable local control of the device (for example, manually) for various operational reasons, such as detection of abnormally high flow rates of a fluid (for example, a liquid such as water) in a network, which indicate a major leak, such as a pipe rupture.

Контроллер может быть запрограммирован на отправку сигналов тревоги на пульт дистанционного управления, если потоки текучей среды превышают определенный пороговый уровень.The controller can be programmed to send alarm signals to a remote control if fluid flows exceed a certain threshold level.

Соответственно, еще в одном варианте осуществления изобретение предлагает клапанное устройство для снижения давления текучей среды, содержащее подпружиненный клапан для снижения давления, управляемый привод с двигателем, расходомер и контроллер, как определено в настоящем документе, при этом клапанное устройство для снижения давления текучей среды соединено (например, беспроводным способом) с оборудованием дистанционного управления, с помощью которого обеспечена возможность дистанционного управления работой устройства.Accordingly, in another embodiment, the invention provides a fluid pressure reducing valve device comprising a spring-loaded pressure reducing valve, a controlled actuator with a motor, a flow meter and a controller as defined herein, wherein the fluid pressure reducing valve device is connected (e.g. wirelessly) to remote control equipment that enables remote control of the device operation.

Локальная сеть, как правило, образует часть более крупной сети, в которой каждая из множества локальных сетей низкого давления соединена с магистралью высокого давления с помощью клапанного устройства для снижения давления согласно настоящему изобретению.The local network typically forms part of a larger network in which each of the plurality of low pressure local networks is connected to a high pressure main by means of a pressure reducing valve device according to the present invention.

Соответственно, еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения предложена система подачи воды, причем система подачи воды содержит множество локальных сетей, причем каждая из локальных сетей снабжена клапанным устройством для снижения давления согласно настоящему изобретению, как определено в настоящем документе.Accordingly, in another embodiment of the present invention, a water supply system is provided, wherein the water supply system comprises a plurality of local networks, wherein each of the local networks is provided with a pressure reducing valve device according to the present invention, as defined herein.

Система подачи воды, как правило, содержит оборудование дистанционного управления (например, главный пульт управления), как определено выше, с которым связаны контроллеры каждого из клапанных устройств для снижения давления локальных сетей.The water supply system typically includes remote control equipment (e.g. a main control panel) as defined above, to which the controllers of each of the local network pressure reducing valve devices are connected.

Дополнительно или в качестве альтернативы с оборудованием дистанционного управления могут быть соединены расходомеры каждого из клапанных устройств для снижения давления локальных сетей.Additionally or alternatively, flow meters of each of the valve devices can be connected to the remote control equipment to reduce the pressure of local networks.

В другом варианте осуществления изобретение относится к способу управления давлением воды в локальной водопроводной сети, имеющей клапан для снижения давления, соединяющий локальную водопроводную сеть с магистралью высокого давления, при этом способ включает:In another embodiment, the invention relates to a method for controlling water pressure in a local water supply network having a pressure reducing valve connecting the local water supply network to a high pressure main, wherein the method comprises:

(i) обеспечение клапана для снижения давления исполнительным механизмом с двигателем, который выполнен с возможностью изменять поток воды в сеть после получения управляющих сигналов от контроллера;(i) providing the pressure reducing valve with an actuator with a motor that is designed to change the flow of water into the network after receiving control signals from the controller;

(ii) обеспечение сети расходомером и датчиком давления дальше по потоку (например, непосредственно дальше по потоку) относительно клапана для снижения давления, причем расходомер и датчик связаны с контроллером;(ii) providing the network with a flow meter and a pressure sensor downstream (e.g. immediately downstream) of the pressure reducing valve, the flow meter and sensor being connected to a controller;

(iii) измерение расходов и давлений для установления взаимосвязи между расходом и давлением воды, поступающей в сеть, и сохранение данных, устанавливающих взаимосвязь, в контроллере и/или в месте дистанционного управления;(iii) measuring flows and pressures to establish a relationship between the flow and pressure of water entering the network and storing the data establishing the relationship in the controller and/or at the remote control location;

(iv) использование указанного соотношения для установления настройки клапана для снижения давления в заданный момент времени, которая поддерживает требуемое минимальное давление в заданном удаленном месте в сети; и(iv) using the specified relationship to establish a pressure reducing valve setting at a given time that maintains the required minimum pressure at a given remote location in the network; and

(v) мониторинг изменений расхода в сети, обнаруженных расходомером, и приведение в действие исполнительного механизма с двигателем для изменения настройки клапана для снижения давления в ответ на изменения расхода для поддержания требуемого минимального давления в заданном удаленном месте в сети.(v) monitoring changes in flow rate in the network detected by the flow meter and actuating the motorized actuator to change the setting of the pressure reducing valve in response to changes in flow rate to maintain the required minimum pressure at a specified remote location in the network.

Клапан для снижения давления, используемый в вышеуказанном способе, предпочтительно представляет собой клапан для снижения давления в соответствии с изобретением, как определено и описано в настоящем документе.The pressure reducing valve used in the above method is preferably a pressure reducing valve according to the invention, as defined and described herein.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 представляет собой Фиг. 2 из предшествующего уровня техники GB 2176316.Fig. 1 is Fig. 2 of the prior art GB 2176316.

Фиг. 2 представляет собой графическое изображение клапанного устройства для снижения давления в поперечном сечении сбоку согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Fig. 2 is a graphical representation of a pressure reducing valve device in cross-section from the side according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 3 представляет собой схематический вид, на котором показано устройство c на фиг. 2 (но с верхним корпусом несколько отличающейся формы), соединенное с контроллером, который также соединен с удаленным датчиком давления.Fig. 3 is a schematic view showing the device c of Fig. 2 (but with a slightly differently shaped upper housing) connected to a controller which is also connected to a remote pressure sensor.

Фиг. 4 представляет собой типичный график давления, необходимого для применения в сети для создания постоянного давления в удаленных точках с переменным расходом на стороне потребления.Fig. 4 is a typical graph of the pressure required for application in a network to create constant pressure at remote points with variable flow on the consumption side.

Фиг. 5 представляет собой схематический вид сети водоснабжения, показывающий водопроводную магистраль, имеющую клапанное устройство для снижения давления согласно настоящему изобретению, и локальную сеть, содержащую множество отводов для подачи воды потребителям (и утечек) дальше по потоку относительно клапанного устройства для снижения давления. Клапанное устройство для снижения давления связано с главным пультом управления.Fig. 5 is a schematic view of a water supply network showing a water main having a pressure reducing valve device according to the present invention and a local network containing a plurality of branches for supplying water to consumers (and leaks) downstream of the pressure reducing valve device. The pressure reducing valve device is connected to a main control panel.

На фиг. 6 показан алгоритм, используемый для управления работой клапанного устройства для снижения давления согласно изобретению. На фиг. 6 FD представляет собой расход при пиковой нагрузке на стороне потребления, PR представляет собой давление, необходимое удаленному пользователю при расходе FD при пиковой нагрузке на стороне потребления, PD представляет собой устанавливаемое давление при FD для получения давления PR, FN и FN+1 представляют собой мгновенные расходы, PM и PM+1 представляют собой мгновенные значения давления для удаленного пользователя, а PN и PN+1 представляют собой мгновенные значения давления дальше по потоку.Fig. 6 shows an algorithm used to control the operation of the pressure reducing valve device according to the invention. In Fig. 6 FDrepresents the peak load flow rate on the consumption side, PRrepresents the pressure required by the remote user at flow rate FDat peak load on the consumption side, PDrepresents the set pressure at FDto obtain pressure PR, FNAnd FN+1represent instantaneous costs, PMand PM+1represent the instantaneous pressure values for the remote user, and PNand PN+1represent instantaneous values of pressure downstream.

На фиг. 7 показаны графики давления и расхода в течение двадцати четырех часов в сети водоснабжения, содержащей клапанное устройство для снижения давления согласно настоящему изобретению. Давление и расходы, показанные на графиках, необходимы для поддержания давления воды 1 бар в удаленном месте в сети. На графике с фиг. 7A показано давление в сети (в барах) на стороне раньше по потоку относительно клапана для снижения давления. На графике с фиг. 7B показан расход в литрах в секунду, измеренный расходомером непосредственно дальше по потоку относительно клапана для снижения давления. На графике с фиг. 7C показано давление воды, измеренное датчиком давления непосредственно дальше по потоку относительно клапана для снижения давления и расходомера. На графике с фиг. 7D показаны наложенные друг на друга графики расхода и давления из графиков с фиг. 7B и 7C.Fig. 7 shows graphs of pressure and flow rate over a period of twenty-four hours in a water supply network comprising a pressure reducing valve device according to the present invention. The pressures and flow rates shown in the graphs are required to maintain a water pressure of 1 bar at a remote location in the network. The graph of Fig. 7A shows the network pressure (in bars) on the side upstream of the pressure reducing valve. The graph of Fig. 7B shows the flow rate in liters per second measured by a flow meter immediately downstream of the pressure reducing valve. The graph of Fig. 7C shows the water pressure measured by a pressure sensor immediately downstream of the pressure reducing valve and the flow meter. The graph of Fig. 7D shows superimposed graphs of flow rate and pressure from the graphs of Figs. 7B and 7C.

На фиг. 8 показано сравнение давлений воды и расходов воды дальше по потоку относительно клапана для снижения давления в течение одиннадцатичасового периода времени для клапана для снижения давления обычного типа (пунктирные линии) и клапанного устройства для снижения давления согласно настоящему изобретению (сплошные линии). Давления, показанные на самом верхнем графике, представляют собой давления (выраженные в виде напора воды в метрах), необходимые для поддержания давления воды 1 бар в удаленном месте в сети.Fig. 8 shows a comparison of water pressures and water flow rates downstream of a pressure reducing valve over an eleven hour period for a conventional pressure reducing valve (dashed lines) and a pressure reducing valve device according to the present invention (solid lines). The pressures shown in the uppermost graph are the pressures (expressed as water head in meters) required to maintain a water pressure of 1 bar at a remote location in the network.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Для облегчения понимания изобретения далее будут описаны конкретные варианты его осуществления в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые фигуры с фиг. 1 по 8. To facilitate understanding of the invention, specific embodiments of the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying figures from Fig. 1 to 8.

Со ссылкой на фигуры чертежей, подпружиненный клапан 1 для снижения давления имеет корпус 2, содержащий камеру 3 для потока воды. Вход 4 (Inlet) открывается в камеру для потока воды через входное отверстие 5. Вход соединен с водопроводной магистралью 6 повышенного давления. Выход 7 (Outlet) из камеры для потока воды соединен с сетью 8 трубопроводов для местного (local) распределения воды по отдельным потребителям. Клапан имеет регулирующую давление потока пластину 9, расположенную напротив входного отверстия 5. К пластине 9 прикреплена диафрагма 10, которая расходится от нее к корпусу, образуя уплотнение с верхней и нижней частями 11, 12 корпуса 2. Таким образом, камера 3 для потока воды герметизирована между верхней и нижней частями. Пространство над мембраной представляет собой сухую камеру, то есть вода в это пространство не поступает.With reference to the figures of the drawings, the spring-loaded pressure-reducing valve 1 has a housing 2 containing a water flow chamber 3. The inlet 4 opens into the water flow chamber through the inlet 5. The inlet is connected to the high-pressure water main 6. The outlet 7 from the water flow chamber is connected to the network of pipelines 8 for local distribution of water to individual consumers. The valve has a flow pressure-regulating plate 9 located opposite the inlet 5. A diaphragm 10 is attached to the plate 9, which diverges from it toward the housing, forming a seal with the upper and lower parts 11, 12 of the housing 2. Thus, the water flow chamber 3 is sealed between the upper and lower parts. The space above the membrane is a dry chamber, i.e. water does not enter this space.

Регулирующая пластина имеет направляющий стержень 14, проходящий от нее вниз в направляющую 16, расположенную во входном отверстии 5. Стержень проходит как через регулирующую пластину, так и через диафрагму. На своем верхнем конце, внутри сухой камеры, он имеет гайку 17, опирающуюся на центрирующую пружинную шайбу 18, а также уплотнительную прижимную пластину 19 диафрагмы. В такой конструкции регулирующая пластина удерживается по центру над входным отверстием 5.The control plate has a guide rod 14 extending from it downwards into a guide 16 located in the inlet opening 5. The rod passes through both the control plate and the diaphragm. At its upper end, inside the dry chamber, it has a nut 17 resting on a centering spring washer 18, as well as a sealing pressure plate 19 of the diaphragm. In this design, the control plate is held centrally above the inlet opening 5.

В варианте осуществления на нижнем стержне 14 предусмотрена отдельная регулирующая пластина 109 напротив отверстия. Диафрагма удерживает пластину 9/109 по центру над отверстием 5.In the embodiment, a separate control plate 109 is provided on the lower rod 14 opposite the opening. The diaphragm holds the plate 9/109 in the center above the opening 5.

Пружина 21 сжатия, расположенная в сухой камере, воздействует своим нижним концом 22 на верхнюю часть прижимной пластины 19. Пружина остается в большей или меньшей степени сжатой, как поясняется ниже. Таким образом, она остается расположенной вокруг центрирующей шайбы 18. Ее верхний конец 23 упирается в приводной элемент 24 пружины на конце приводной трубки 25 сервоустройства 26. Приводная трубка размещена в неподвижной трубке 27 сервоустройства, прикрепленной к верхней части 11 корпуса 2 клапана. Ходовой винт 28, удаленный от пружины, используется для совмещения оси приводной трубки внутри неподвижной трубки. Для приведения в движение ходового винта выполнены двигатель 29 и редуктор 30. Гайка 31, предпочтительно шариковая гайка, закреплена на удаленном конце приводной трубки 25, при этом последняя прикреплена шпонкой к неподвижной трубе для защиты от вращения. Таким образом, приводной элемент пружины может быть выдвинут вперед для дальнейшего сжатия пружины или отведен назад для уменьшения сжатия за счет соответствующего вращения двигателя и ходового винта. The compression spring 21, located in the dry chamber, acts with its lower end 22 on the upper part of the pressure plate 19. The spring remains more or less compressed, as explained below. Thus, it remains located around the centering washer 18. Its upper end 23 rests against the drive element 24 of the spring at the end of the drive tube 25 of the servo device 26. The drive tube is placed in a fixed tube 27 of the servo device, attached to the upper part 11 of the valve body 2. The lead screw 28, remote from the spring, is used to align the axis of the drive tube inside the fixed tube. A motor 29 and a reducer 30 are provided to drive the lead screw. A nut 31, preferably a ball nut, is fixed to the remote end of the drive tube 25, wherein the latter is attached with a key to the fixed tube for protection against rotation. In this way, the spring drive element can be advanced to further compress the spring or retracted to reduce compression by correspondingly rotating the motor and lead screw.

Дальше от выхода 7 по потоку проходит трубопровод 8 локальной распределительной сети. В нем рядом с выходом расположен расходомер 32 и датчик 33 давления. Они электронным образом подключены к контроллеру 34. Также к контроллеру подключен удаленный датчик 35 давления, расположенный в самой дальней точке 36 трубопровода 8. Контроллер 34 также соединен с главным пультом 39 дистанционного управления. Главный пульт управления обычно управляет множеством локальных распределительных сетей, каждая из которых оснащена собственным контроллером и клапанным устройством для снижения давления. В качестве альтернативы каждой локальной распределительной сети, имеющей свой собственный контроллер, управление клапанами для снижения давления может осуществляться непосредственно из главного пульта управления.Further downstream from the outlet 7 is the pipeline 8 of the local distribution network. In it, near the outlet, a flow meter 32 and a pressure sensor 33 are located. They are electronically connected to the controller 34. Also connected to the controller is a remote pressure sensor 35, located at the farthest point 36 of the pipeline 8. The controller 34 is also connected to the main remote control panel 39. The main control panel typically controls a plurality of local distribution networks, each of which is equipped with its own controller and a pressure reducing valve device. As an alternative to each local distribution network having its own controller, the pressure reducing valves can be controlled directly from the main control panel.

В трубопроводе имеются различные места 37 утечки, расход в которых увеличивается с увеличением давления и количества пользовательских кранов 38 и т.д. Именно ими в первую очередь определяется расход на регуляторе 1 давления. Если бы он относится к типу, постоянно настроенному на давление, поддерживающее достаточное давление в самой дальней точке 36 сети, давление было бы таким, что независимо от пользовательского расхода на кранах 38 утечки 37 усугублялись бы. There are various leak points 37 in the pipeline, the flow rate at which increases with increasing pressure and the number of user taps 38, etc. It is they that primarily determine the flow rate at the pressure regulator 1. If it were of the type that was constantly set to a pressure that maintained sufficient pressure at the furthest point 36 of the network, the pressure would be such that, regardless of the user flow rate at the taps 38, the leaks 37 would worsen.

В данном варианте осуществления изобретения все клапанное устройство для снижения давления включает в себя не только клапан 1 для снижения давления и расходомер 32, но также и контроллер 38, предназначенный для управления регулятором при помощи серводвигателя в соответствии с расходом, измеряемым регулятором расхода, а также удаленный датчик 35 давления, который для данного изобретения не является строго необходимым.In this embodiment of the invention, the entire pressure reducing valve device includes not only the pressure reducing valve 1 and the flow meter 32, but also a controller 38 designed to control the regulator by means of a servomotor in accordance with the flow measured by the flow regulator, as well as a remote pressure sensor 35, which is not strictly necessary for this invention.

Многие локальные распределительные сети, такие как сеть 8, были ранее измерены и имеют такие характеристики давления/расхода, которые показаны на фиг. 4, когда регулятор настроен на обеспечение требуемого давления в самой дальней точке при изменяющихся расходах. Идеальная точка 41 низкого давления для нулевого расхода встречается редко, что связано с утечками. Практическая точка 42 низкого давления может быть измерена ночью, когда потребность пользователей в воде незначительна. Другие показания 43 расхода и давления могут быть получены в периоды более или менее интенсивного использования путем регулировки клапана для снижения давления для обеспечения достаточного давления в самой дальней точке. Many local distribution networks, such as network 8, have been previously measured and have pressure/flow characteristics such as those shown in Fig. 4, when the regulator is adjusted to provide the required pressure at the furthest point at varying flows. The ideal low pressure point 41 for zero flow is rarely encountered, due to leaks. A practical low pressure point 42 can be measured at night, when the users' demand for water is low. Other flow and pressure readings 43 can be obtained during periods of more or less intensive use by adjusting the pressure reducing valve to provide sufficient pressure at the furthest point.

На практике график давления и расхода представляет собой, по существу, прямую линию с наклоном или градиентом и смещением, эквивалентным смещению нулевого расхода. График можно представить следующим уравнением:In practice, the pressure-flow graph is essentially a straight line with a slope or gradient and an offset equivalent to the zero flow offset. The graph can be represented by the following equation:

Требуемое давление на регуляторе = Давление при нулевом расходе + измеренный расход x градиент графика (в пересчете на давление на единицу расхода).Required regulator pressure = Pressure at zero flow + measured flow x graph gradient (in terms of pressure per unit flow).

Это удивительно, потому что можно было бы ожидать, что регулировка при помощи регулятора изменит измеряемый расход. Однако это эффект второго порядка, потому что основным фактором, определяющим расход, является использование воды потребителем. По сравнению с этим расход в результате утечек невелик и поддерживается на более низком уровне, чем он мог бы быть, за счет поддержания давления в сети ниже, чем оно было бы в случае, если бы оно было установлено на значение, обеспечивающее достаточность в самой дальней точке при максимальном расходе. Это значение приводит к слишком большому расходу и слишком большим утечкам при всех других расходах. This is surprising because one would expect that adjustment by means of a regulator would change the measured flow. However, this is a second order effect because the main factor determining flow is the consumer's water use. By comparison, the flow resulting from leakage is small and is kept lower than it would otherwise be by keeping the network pressure lower than it would be if it were set to the value that would ensure sufficiency at the furthest point at maximum flow. This value results in too much flow and too much leakage at all other flow rates.

Пружина 21 в клапане для снижения давления противодействует силе, действующей со стороны диафрагмы 10, на которую действует давление, которое необходимо отрегулировать, при этом сила давления раньше по потоку, действующая на регулирующую пластину 9, по существу постоянна и мала по сравнению с силой, действующей со стороны диафрагмы. Таким образом, это изменение может обеспечить укорачивание пружины на величину, пропорциональную требуемому изменению давления, если учитывать, что для значительного изменения перепада давления на выпускном отверстии требуется лишь небольшое перемещение регулирующей пластины. Таким образом, для практических целей линейное смещение конца пружины под действием серводвигателя вызывает линейное изменение регулируемого давления. Соответственно, контроллер может быть настроен на линейное смещение конца пружины в соответствии с расходом.The spring 21 in the pressure reducing valve counteracts the force acting on the side of the diaphragm 10, which is subject to the pressure to be adjusted, while the pressure force upstream acting on the regulating plate 9 is essentially constant and small compared to the force acting on the side of the diaphragm. Thus, this change can provide a shortening of the spring by an amount proportional to the required pressure change, if we take into account that only a small movement of the regulating plate is required for a significant change in the pressure drop at the outlet. Thus, for practical purposes, the linear displacement of the end of the spring under the action of the servomotor causes a linear change in the regulated pressure. Accordingly, the controller can be set to linearly shift the end of the spring in accordance with the flow rate.

Если давление при нулевом расходе и градиент графика измеренного расхода неизвестны, контроллер может быть настроен на периодическую регулировку регулируемого давления для различных значений расхода, чтобы устанавливать значения давления, необходимые для достижения достаточного давления в самой удаленной точке. Для этого выполняется соединение с удаленным датчиком 35 давления и ближним датчиком 33 давления, в первом случае соединение осуществляется подходящим беспроводным способом.If the pressure at zero flow and the gradient of the measured flow graph are unknown, the controller can be configured to periodically adjust the controlled pressure for different flow values in order to set the pressure values necessary to achieve sufficient pressure at the most remote point. For this purpose, a connection is made to the remote pressure sensor 35 and the near pressure sensor 33, in the first case the connection is carried out in a suitable wireless manner.

Контроллер может быть оснащен памятью, выполненной с возможностью записи карты давления и расхода, в отличие от записи в память только смещения и градиента, и использования этих данных в качестве справочной таблицы для определения значения, до которого контроллер должен регулировать давление дальше по потоку в зависимости от измеряемого расхода. The controller may be equipped with a memory capable of recording a pressure and flow map, as opposed to recording only the offset and gradient in memory, and using that data as a lookup table to determine the value to which the controller should adjust the downstream pressure based on the measured flow rate.

Датчик 33 может использоваться для точной настройки управления серводвигателем для достижения желаемого давления в соответствии с измеряемым расходом.Sensor 33 can be used to fine-tune the servomotor control to achieve the desired pressure in accordance with the measured flow rate.

Способ, которым устройство согласно настоящему изобретению настроено для управления давлением воды в сети, будет описан более подробно со ссылкой на фиг. 5-8.The manner in which the device according to the present invention is configured to control the water pressure in the network will be described in more detail with reference to Figs. 5-8.

Характеристики давления/расхода локальной сети водоснабжения будут варьироваться в зависимости от ряда переменных, таких как длина трубопровода, количество потребителей, количество утечек в сети и местоположение наиболее удаленного пользователя. Следовательно, при настройке устройства согласно изобретению начальным этапом является установление соотношения давление/расход для сети и, в частности, установление расходов в сеть, которые необходимы для поддержания требуемого давления воды у наиболее удаленного пользователя в различные моменты времени в течение двадцати четырех часов. Для этого в течение двадцати четырех часов расход и давление воды измеряют с помощью расходомера 32 и датчика 33 давления, а давление воды у удаленного пользователя измеряют с помощью удаленного датчика 35 давления и при необходимости регулируют с помощью клапана для снижения давления для поддержания требуемого минимального давления у удаленного пользователя. Данные о давлении и потоке передаются от расходомера и датчиков давления к контроллеру, и устанавливается соотношение между расходом и давлением, как описано выше.The pressure/flow characteristics of a local water supply network will vary depending on a number of variables, such as the length of the pipeline, the number of consumers, the number of leaks in the network and the location of the most remote user. Therefore, when setting up the device according to the invention, the initial step is to establish a pressure/flow relationship for the network and, in particular, to establish the flows into the network that are necessary to maintain the required water pressure at the most remote user at different times during twenty-four hours. For this purpose, during twenty-four hours, the water flow and pressure are measured using a flow meter 32 and a pressure sensor 33, and the water pressure at the remote user is measured using a remote pressure sensor 35 and, if necessary, adjusted using a pressure reducing valve to maintain the required minimum pressure at the remote user. The pressure and flow data are transmitted from the flow meter and pressure sensors to the controller, and the relationship between the flow and pressure is established, as described above.

Набор данных о давлении и расходе для одного локального распределения, содержащего клапанное устройство для снижения давления согласно изобретению, показан в таблице 1 ниже.A set of pressure and flow data for one local distribution containing a pressure reducing valve device according to the invention is shown in Table 1 below.

В таблице данные давления воды для стороны раньше по потоку (т.е. магистрали высокого давления) относительно клапана для снижения давления показаны в колонках под заголовком I/L Давление, тогда как давление воды дальше по потоку относительно клапана для снижения давления показано в колонках под заголовком O/L Давление. Показатели давления приведены как в барах, так и в напоре воды в метрах. Расход (указанный как в кубических метрах в час, так и в литрах в секунду) - это расход, измеренный расходомером 32. Данные представляют собой давления, необходимые для поддержания давления воды 1 бар у удаленного пользователя. Профили давления и расхода за 24-часовой период показаны на графиках 7A-7D на фиг. 7. Соотношение между давлением и расходом, полученное из указанных данных, показано на графике на фиг. 4.In the table, the water pressure data for the upstream side (i.e. the high pressure main) relative to the pressure reducing valve are shown in the columns under the heading I/L Pressure, while the water pressure downstream relative to the pressure reducing valve is shown in the columns under the heading O/L Pressure. The pressure figures are given in both bars and as water head in metres. The flow rate (given in both cubic metres per hour and litres per second) is the flow rate measured by the flow meter 32. The data represent the pressures required to maintain a water pressure of 1 bar at the remote user. The pressure and flow rate profiles over a 24 hour period are shown in graphs 7A to 7D in Fig. 7. The relationship between pressure and flow rate obtained from the data is shown in the graph in Fig. 4.

Таблица 1Table 1

ВремяTime Поток м3 в часFlow m3 per hour I/L Давление напор в мI/L Head pressure in m I/L Давление БарI/L Pressure Bar O/L Давление напор в мO/L Pressure head in m Расход Литры в секундуConsumption Liters per second O/L Давление БарO/L Pressure Bar 00 5,505.50 54,9254.92 5,385.38 26,57526,575 1,52791,5279 2,604352,60435 11 4,804.80 53,7653.76 5,275.27 25,4225.42 1,33341,3334 2,491162,49116 22 4,604.60 53,4353.43 5,245.24 25,0925.09 1,27791,2779 2,458822,45882 33 4,704.70 53,6053.60 5,255.25 25,25525,255 1,30571,3057 2,474992,47499 44 5,305.30 54,5954.59 5,355.35 26,24526,245 1,47231,4723 2,572012,57201 55 6,306.30 56,2456.24 5,515.51 27,89527,895 1,75011,7501 2,733712,73371 66 7,707.70 58,5558.55 5,745.74 30,20530,205 2,13912,1391 2,960092,96009 77 8,908.90 60,5360.53 5,935.93 32,18532,185 2,47242,4724 3,154133,15413 88 8,508.50 59,8759.87 5,875.87 31,52531,525 2,36132,3613 3,089453,08945 99 7,307.30 57,8957.89 5,675.67 29,54529,545 2,02792,0279 2,895412,89541 1010 7,307.30 57,8957.89 5,675.67 29,54529,545 2,02792,0279 2,895412,89541 1111 7,807.80 58,7158.71 5,755.75 30,3730.37 2,16682,1668 2,976262,97626 1212 8,208.20 59,3759.37 5,825.82 31,0331.03 2,2782,278 3,040943,04094 1313 9,309.30 61,1961.19 6,006.00 32,84532,845 2,58352,5835 3,218813,21881 1414 8,808.80 60,3660.36 5,925.92 32,0232.02 2,44462,4446 3,137963,13796 1515 9,009.00 60,6960.69 5,955.95 32,3532,35 2,50022,5002 3,17033,1703 1616 9,409.40 61,3561.35 6,016.01 33,0133.01 2,61132,6113 3,234983,23498 1717 10,3010.30 62,8462.84 6,166.16 34,49534,495 2,86132,8613 3,380513,38051 1818 12,0012.00 65,6465,64 6,436.43 37,337.3 3,33363,3336 3,65543,6554 1919 12,3012:30 66,1466.14 6,486.48 37,79537,795 3,41693,4169 3,703913,70391 2020 11,4011.40 64,6564,65 6,346.34 36,3136.31 3,16693,1669 3,558383,55838 2121 9,709.70 61,8561.85 6,066.06 33,50533,505 2,69472,6947 3,283493,28349 2222 10,2010.20 62,6762,67 6,146.14 34,3334,33 2,83362,8336 3,364343,36434 2323 8,408.40 59,7059.70 5,855.85 31,3631,36 2,33352,3335 3,073283,07328 2424 5,305.30 54,5954.59 5,355.35 26,24526,245 1,47231,4723 2,572012,57201

Применение соотношения Y=mX+c для данных и графику дает градиент (м) 1,65 и теоретическую точку низкого давления (с) при нулевом расходе 17,5 (напор воды в метрах). Однако, поскольку на практике никогда не бывает нулевого расхода (например, из-за утечек), практическая точка низкого давления - это давление около 25 метров (напор воды). Applying the relationship Y=mX+c to the data and graph gives a gradient (m) of 1.65 and a theoretical low pressure point (c) at zero flow of 17.5 (water head in meters). However, since in practice there is never zero flow (e.g. due to leaks), the practical low pressure point is a pressure of about 25 meters (water head).

После того, как соотношение давление/расход было установлено эмпирически, как описано выше (хотя также возможно получить соотношение путем теоретических расчетов), это соотношение служит основой для управления клапаном для снижения давления в соответствии с алгоритмом, показанным на фиг. 6.Once the pressure/flow ratio has been established empirically as described above (although it is also possible to obtain the ratio by theoretical calculations), this ratio serves as the basis for controlling the pressure reducing valve according to the algorithm shown in Fig. 6.

Таким образом, как показано в алгоритме на фиг. 6, клапан для снижения давления первоначально регулируется с помощью серводвигателя для позиционирования пружины 21 таким образом, чтобы, если бы расход, измеряемый расходомером 32, был расходом FD при пиковой нагрузке на стороне потребления, то давление PD воды, измеряемое датчиком 33, было бы таким, чтобы обеспечить желаемое минимальное давление PR в удаленном месте. Затем собирают данные о фактических расходах в трубопроводе 8 дальше по потоку. Выполняют первое измерение FN расхода в момент времени 1 и сравнивают с пиковым значением FD расхода. Если FN меньше FD, то давление воды уменьшают путем приведения в действие серводвигателя для перемещения положения приводного элемента 24 пружины и пружины 21 для увеличения усилия прижатия пружины по отношению к регулирующей пластине 9. Во второй момент времени снова измеряют расход, чтобы получить расход FN+1. Если расход упал, дальнейшее перемещение приводного элемента 24 пружины и пружины 21 для увеличения усилия прижатия пружины по отношению к регулирующей пластине 9 осуществляется таким образом, чтобы дополнительно снизить давление воды, измеряемое датчиком 33. С другой стороны, если расход FN+1 увеличился, приводной элемент 24 пружины и пружина 21 перемещаются в обратном направлении, чтобы уменьшить усилие прижатия пружины по отношению к регулирующей пластине, тем самым увеличивая давление воды в трубопроводе 8. Таким образом, путем проведения измерений расхода через регулярные промежутки времени и сравнения каждого нового измерения расхода FN+1 с предыдущим измерением расхода, давление воды в трубопроводе 8 можно постоянно регулировать таким образом, чтобы давление, измеряемое датчиком 33, поддерживалось на минимальном уровне, необходимом для обеспечения требуемого минимального давления PR в удаленном месте 36.Thus, as shown in the algorithm in Fig. 6, the pressure reducing valve is initially adjusted by means of a servomotor to position the spring 21 in such a way that if the flow measured by the flow meter 32 were the flow rate F D at the peak load on the consumption side, then the water pressure P D measured by the sensor 33 would be such as to provide the desired minimum pressure P R at the remote location. Then, data is collected on the actual flow rates in the pipeline 8 further downstream. A first measurement F N of the flow rate is made at time 1 and compared with the peak value F D of the flow rate. If F N is less than F D , then the water pressure is reduced by actuating the servomotor to move the position of the spring actuator 24 and the spring 21 to increase the pressing force of the spring with respect to the regulating plate 9. At the second time, the flow rate is measured again to obtain the flow rate F N+1 . If the flow rate has dropped, further movement of the spring drive element 24 and the spring 21 to increase the spring pressing force with respect to the regulating plate 9 is carried out in such a way as to further reduce the water pressure measured by the sensor 33. On the other hand, if the flow rate F N+1 has increased, the spring drive element 24 and the spring 21 move in the opposite direction to reduce the spring pressing force with respect to the regulating plate, thereby increasing the water pressure in the pipeline 8. Thus, by carrying out flow rate measurements at regular intervals and comparing each new flow rate measurement F N+1 with the previous flow rate measurement, the water pressure in the pipeline 8 can be constantly adjusted so that the pressure measured by the sensor 33 is maintained at the minimum level necessary to ensure the required minimum pressure P R at the remote location 36.

В обычных локальных сетях водоснабжения клапаны для снижения давления, как правило, настроены таким образом, что давление воды, измеренное непосредственно дальше по потоку относительно клапана для снижения давления, является минимальным давлением воды, необходимым для обеспечения заданного давления в удаленном месте 36. В результате в течение большей части времени в сети создается избыточное давление, в результате чего, среди прочего, потери воды в результате утечки значительно увеличиваются. Эту проблему можно устранить с помощью клапанного устройства для снижения давления согласно настоящему изобретению. Преимущества клапанов для снижения давления согласно настоящему изобретению по сравнению с обычными клапанами для снижения давления, установленными для обеспечения постоянного давления воды, иллюстрируются графиками, показанными на Фиг. 8. На нижнем графике показаны расходы в разное время суток. Расходы, измеренные в сети, оснащенной обычным клапаном для снижения давления, показаны пунктирными линиями, тогда как расходы, измеренные, когда обычный клапан для снижения давления был заменен клапанным устройством для снижения давления согласно настоящему изобретению, показаны сплошными линиями. На самом верхнем графике на фиг. 8 показано давление воды в сети за тот же период. Как можно видеть, давление воды в сети, оснащенной обычным клапаном PRV, остается постоянным, и, следовательно, давление намного выше, чем должно быть. Напротив, давление в той же сети, оснащенной устройством для снижения давления согласно изобретению, значительно ниже в течение всего испытанного периода времени, но все еще достаточно для поддержания требуемого давления воды в удаленном месте.In conventional local water supply networks, pressure reducing valves are typically configured in such a way that the water pressure measured immediately downstream of the pressure reducing valve is the minimum water pressure required to ensure a given pressure at a remote location 36. As a result, an excess pressure is created in the network most of the time, which, among other things, significantly increases water losses due to leakage. This problem can be eliminated by using a pressure reducing valve device according to the present invention. The advantages of the pressure reducing valves according to the present invention over conventional pressure reducing valves installed to ensure a constant water pressure are illustrated by the graphs shown in Fig. 8. The lower graph shows the flows at different times of the day. The flows measured in a network equipped with a conventional pressure reducing valve are shown in dotted lines, while the flows measured when the conventional pressure reducing valve was replaced by the pressure reducing valve device according to the present invention are shown in solid lines. The uppermost graph in Fig. 8 shows the water pressure in the network for the same period. As can be seen, the water pressure in the network equipped with a conventional PRV valve remains constant, and therefore the pressure is much higher than it should be. In contrast, the pressure in the same network equipped with the pressure reducing device according to the invention is significantly lower throughout the tested period of time, but is still sufficient to maintain the required water pressure at the remote location.

В сети, показанной на фиг. 5, контроллер 34 связан с главным пультом 39 управления (пультом дистанционного управления) - местом, из которого сетью можно управлять удаленно. Главный пульт управления может быть связан с множеством локальных сетей, питаемых магистралью высокого давления, причем каждая из локальных сетей снабжена клапанным устройством для снижения давления согласно изобретению. В качестве альтернативы или дополнительно, расходомеры и датчики давления в каждой локальной сети могут быть связаны с главным пультом управления, и при обнаружении аномальных значений расхода (например, свидетельствующих о серьезной аварии в сети или серьезной утечке, такой как разрыв трубы) в главном пульте управления генерируются сигналы тревоги. Путем связывания контроллера 34 с пультом дистанционного управления можно осуществлять дистанционное управление давлением и расходом дальше по потоку, где это требуется для эксплуатационных целей.In the network shown in Fig. 5, the controller 34 is connected to a main control panel 39 (remote control panel) - a place from which the network can be controlled remotely. The main control panel can be connected to a plurality of local networks fed by a high-pressure main, wherein each of the local networks is provided with a valve device for reducing the pressure according to the invention. As an alternative or in addition, flow meters and pressure sensors in each local network can be connected to the main control panel, and when abnormal flow values are detected (for example, indicating a serious failure in the network or a serious leak, such as a pipe rupture), alarm signals are generated in the main control panel. By connecting the controller 34 to the remote control panel, it is possible to remotely control the pressure and flow further downstream, where this is required for operational purposes.

Claims (50)

1. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды, содержащее:1. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium, comprising: - подпружиненный клапан для снижения давления, имеющий:- a spring-loaded pressure-reducing valve having: - корпус, содержащий камеру для потока текучей среды,- a housing containing a chamber for the flow of a fluid medium, - отверстие для подачи текучей среды в камеру и отверстие для вывода текучей среды из камеры,- an opening for feeding fluid into the chamber and an opening for removing fluid from the chamber, - регулирующую пластину, расположенную напротив отверстия и подвергаемую при использовании воздействию подаваемой текучей среды, воздействующей на нее,- a control plate located opposite the opening and exposed during use to the action of the supplied fluid acting on it, - пружину, под действием которой обеспечена возможность смещения пластины к отверстию, и- a spring, under the action of which the possibility of shifting the plate towards the hole is ensured, and - диафрагму между регулирующей пластиной и корпусом для закрывания камеры между ними, подвергаемую при использовании воздействию регулируемого давления в камере,- a diaphragm between the control plate and the housing for closing the chamber between them, which is subjected to the controlled pressure in the chamber during use, - управляемый привод с двигателем, действующий между корпусом и дальним от регулирующей пластины концом пружины,- a controlled drive with a motor acting between the housing and the end of the spring farthest from the control plate, - расходомер, расположенный дальше по потоку относительно выпускного отверстия, и- a flow meter located downstream of the outlet, and - контроллер, выполненный с возможностью приема от расходомера данных о потоке и управления управляемым приводом двигателя для отвода дальнего конца пружины в соответствии с расходом, измеренным расходомером;- a controller configured to receive flow data from the flow meter and control a controlled motor drive to retract the far end of the spring in accordance with the flow rate measured by the flow meter; при этом для увеличения расхода на стороне потребления, измеряемого расходомером, контроллер выполнен с возможностью управления управляемым приводом с двигателем для перемещения дальнего конца пружины для уменьшения усилия прижатия пружины к регулирующей пластине для увеличения давления текучей среды дальше по потоку относительно выпускного отверстия, и наоборот.wherein, in order to increase the flow rate on the consumption side measured by the flow meter, the controller is configured to control the controlled drive with a motor to move the far end of the spring to reduce the force pressing the spring against the control plate to increase the pressure of the fluid further downstream relative to the outlet, and vice versa. 2. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 1, в котором корпус имеет внутреннюю полость, разделенную диафрагмой на камеру для потока текучей среды с одной стороны диафрагмы и сухую камеру с другой стороны диафрагмы.2. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to claim 1, in which the body has an internal cavity divided by a diaphragm into a chamber for the flow of a fluid medium on one side of the diaphragm and a dry chamber on the other side of the diaphragm. 3. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 1 или 2, причем устройство выполнено с возможностью снижения давления воды.3. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to paragraph 1 or 2, wherein the device is designed with the possibility of reducing the water pressure. 4. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 1 или 2, причем устройство выполнено с возможностью снижения давления как жидких, так и газообразных углеводородных текучих сред.4. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to claim 1 or 2, wherein the device is designed with the possibility of reducing the pressure of both liquid and gaseous hydrocarbon fluids. 5. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому из пп. 1-4, в котором управляемый привод с двигателем представляет собой привод с серводвигателем.5. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to any one of paragraphs. 1-4, in which the controlled drive with a motor is a drive with a servomotor. 6. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 5, в котором контроллер выполнен с возможностью расчета действия серводвигателя при позиционировании пружины в соответствии с по существу линейным соотношением между давлением и расходом дальше по потоку.6. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to claim 5, in which the controller is configured to calculate the action of the servomotor in positioning the spring in accordance with a substantially linear relationship between the pressure and the flow rate downstream. 7. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 6, в котором расчет основан на давлении, которое должно быть достигнуто в зависимости от сервопозиционирования пружины.7. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to claim 6, in which the calculation is based on the pressure that must be achieved depending on the servo positioning of the spring. 8. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 7, в котором расчет основан только на сервопозиционировании пружины.8. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to claim 7, in which the calculation is based only on the servo positioning of the spring. 9. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 8, в котором расчет основан на справочной таблице давления и расхода дальше по потоку.9. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to claim 8, in which the calculation is based on a downstream pressure and flow reference table. 10. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 9, в котором справочная таблица включает значения давления, которые должны быть достигнуты.10. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to claim 9, wherein the reference table includes pressure values that must be achieved. 11. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 10, в котором справочная таблица включает положения пружины в зависимости от количества оборотов сервопривода.11. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to claim 10, in which the reference table includes spring positions depending on the number of revolutions of the servo drive. 12. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому предшествующему пункту, в котором регулирующая пластина выполнена с упиранием в центральную область диафрагмы, при этом в центрирующую направляющую в отверстии проходит направляющий стержень.12. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to any preceding claim, in which the regulating plate is designed to abut against the central region of the diaphragm, and a guide rod passes into the centering guide in the hole. 13. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому из пп. 1-11, в котором регулирующая пластина расположена на расстоянии от диафрагмы на направляющем стержне, проходящем от диафрагмы в центрирующую направляющую в отверстии.13. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to any one of paragraphs. 1-11, in which the regulating plate is located at a distance from the diaphragm on a guide rod extending from the diaphragm into a centering guide in the opening. 14. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому предшествующему пункту, в котором пружина представляет собой пружину сжатия, действующую на сторону диафрагмы, удаленную от отверстия.14. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to any preceding claim, wherein the spring is a compression spring acting on the side of the diaphragm remote from the orifice. 15. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому из пп. 1-13, в котором пружина представляет собой пружину растяжения, действующую на сторону диафрагмы, ближайшую к отверстию.15. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to any one of paragraphs. 1-13, in which the spring is an extension spring acting on the side of the diaphragm closest to the opening. 16. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому предшествующему пункту, в котором управляемый привод с двигателем включает в себя устройство с гайкой и ходовым винтом, выполненное с возможностью воздействия на конец пружины, удаленный от диафрагмы, и приводимое в действие двигателем привода.16. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to any preceding claim, in which the controlled actuator with a motor includes a device with a nut and a lead screw, adapted to act on the end of the spring remote from the diaphragm, and driven by the actuator motor. 17. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому предшествующему пункту в сочетании с удаленным датчиком давления для измерения дальше по потоку давления, которое необходимо поддерживать.17. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to any preceding paragraph in combination with a remote pressure sensor for measuring downstream the pressure to be maintained. 18. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 1, в котором текучая среда представляет собой воду, а клапанное устройство для снижения давления текучей среды соединено с локальной водопроводной сетью, причем контроллер запрограммирован или имеет команду от удаленного центра управления на изменение расхода таким образом, чтобы минимальное давление воды, предоставляемое удаленному пользователю в сети, такому как пользователю, у которого наблюдается наибольший перепад давления, находилось в диапазоне от 0,5 бар до 2 бар.18. A fluid pressure reducing valve device according to claim 1, wherein the fluid is water and the fluid pressure reducing valve device is connected to a local water supply network, wherein the controller is programmed or has a command from a remote control center to vary the flow rate such that the minimum water pressure provided to a remote user in the network, such as the user experiencing the greatest pressure drop, is in the range of from 0.5 bar to 2 bar. 19. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 18, в котором контроллер запрограммирован или имеет команду от удаленного центра управления на изменение расхода таким образом, чтобы минимальное давление воды, предоставляемое удаленному пользователю в сети, находилось в диапазоне от 0,6 бар до 1,5 бар, чаще всего от 0,7 бар до 1,2 бар, например приблизительно 1 бар.19. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to claim 18, in which the controller is programmed or has a command from a remote control center to vary the flow rate so that the minimum water pressure provided to a remote user in the network is in the range of from 0.6 bar to 1.5 bar, most often from 0.7 bar to 1.2 bar, for example approximately 1 bar. 20. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды, содержащее:20. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium, comprising: - подпружиненный клапан для снижения давления, имеющий: - a spring-loaded pressure-reducing valve having: - корпус, имеющий внутреннюю полость, разделенную диафрагмой на камеру для потока текучей среды с одной стороны диафрагмы и сухую камеру с другой стороны диафрагмы, - a housing having an internal cavity divided by a diaphragm into a chamber for the flow of fluid on one side of the diaphragm and a dry chamber on the other side of the diaphragm, - отверстие для подачи текучей среды в камеру для потока текучей среды и отверстие для вывода текучей среды из камеры для потока текучей среды,- an opening for feeding a fluid into a fluid flow chamber and an opening for removing a fluid from a fluid flow chamber, - регулирующую пластину, расположенную напротив отверстия и подвергаемую при использовании воздействию подаваемой текучей среды, воздействующей на нее, причем регулирующая пластина соединена непосредственно или через соединительный элемент с указанной одной стороной диафрагмы, а используемая диафрагма подвергается при использовании воздействию регулируемого давления в камере для потока текучей среды,- a control plate located opposite the opening and exposed in use to the action of the supplied fluid acting on it, wherein the control plate is connected directly or through a connecting element to the said one side of the diaphragm, and the diaphragm used is exposed in use to the action of the controlled pressure in the chamber for the flow of the fluid, - пружину сжатия, расположенную в сухой камере на указанной другой стороне диафрагмы, причем пружина сжатия расположена таким образом, чтобы прикладывать давление через диафрагму и толкать пластину к отверстию, и- a compression spring located in the dry chamber on said other side of the diaphragm, the compression spring being positioned so as to apply pressure through the diaphragm and push the plate towards the opening, and - управляемый привод с двигателем, действующий между корпусом и дальним от регулирующей пластины концом пружины сжатия,- a controlled drive with a motor acting between the housing and the end of the compression spring farthest from the control plate, - расходомер, расположенный дальше по потоку относительно выпускного отверстия;- a flow meter located downstream from the outlet; - контроллер и хранилище данных в электронном виде, находящееся внутри контроллера или связанное с ним, причем хранилище данных содержит данные, определяющие соотношение между расходом текучей среды и давлением текучей среды в трубопроводной сети дальше по потоку, с которой соединен подпружиненный клапан для снижения давления;- a controller and an electronic data storage located within or associated with the controller, wherein the data storage contains data defining the relationship between the flow rate of the fluid and the pressure of the fluid in a downstream pipeline network to which the spring-loaded pressure reducing valve is connected; при этом контроллер выполнен с возможностью приема данных о потоке от расходомера и для увеличения расхода на стороне потребления, измеряемого расходомером, управления управляемым приводом с двигателем для перемещения дальнего конца пружины для уменьшения усилия прижатия пружины к регулирующей пластине для увеличения давления текучей среды дальше по потоку относительно выпускного отверстия, и наоборот.wherein the controller is configured to receive flow data from the flow meter and to increase the flow on the consumption side measured by the flow meter, control the controlled drive with a motor for moving the far end of the spring to reduce the force pressing the spring to the control plate to increase the pressure of the fluid further downstream relative to the outlet, and vice versa. 21. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по любому из пп. 1-20, причем клапанное устройство для снижения давления текучей среды связано с оборудованием дистанционного управления, с помощью которого обеспечена возможность дистанционного управления работой устройства.21. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to any one of paragraphs 1-20, wherein the valve device for reducing the pressure of the fluid medium is connected to remote control equipment, by means of which the possibility of remote control of the operation of the device is ensured. 22. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 21, в котором только контроллер соединен с оборудованием дистанционного управления.22. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to claim 21, in which only the controller is connected to the remote control equipment. 23. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 21, в котором как расходомер, так и контроллер соединены с оборудованием дистанционного управления.23. A valve device for reducing the pressure of a fluid medium according to claim 21, in which both the flow meter and the controller are connected to remote control equipment. 24. Клапанное устройство для снижения давления текучей среды по п. 21, в котором контроллер запрограммирован на отправку сигналов тревоги на пульт дистанционного управления, если потоки текучей среды превышают определенный пороговый уровень.24. A valve device for reducing the pressure of a fluid according to claim 21, in which the controller is programmed to send alarm signals to a remote control if the fluid flows exceed a certain threshold level. 25. Система подачи воды, содержащая множество локальных сетей, причем каждая из локальных сетей снабжена клапанным устройством для снижения давления текучей среды по любому из пп. 1-24.25. A water supply system comprising a plurality of local networks, wherein each of the local networks is provided with a valve device for reducing the pressure of the fluid according to any one of paragraphs 1-24. 26. Способ управления давлением воды в локальной водопроводной сети, имеющей подпружиненный клапан для снижения давления по любому из пп. 1-24, соединяющий локальную водопроводную сеть с магистралью высокого давления, включающий:26. A method for controlling water pressure in a local water supply network having a spring-loaded valve for reducing pressure according to any of paragraphs 1-24, connecting the local water supply network to a high-pressure main, comprising: (i) обеспечение подпружиненного клапана для снижения давления исполнительным механизмом с двигателем, который выполнен с возможностью изменять поток воды в сеть после получения управляющих сигналов от контроллера;(i) providing a spring-loaded pressure reducing valve with an actuator with a motor which is designed to change the flow of water into the network upon receiving control signals from the controller; (ii) обеспечение сети расходомером и датчиком давления дальше по потоку относительно подпружиненного клапана для снижения давления, причем расходомер и датчик связаны с контроллером;(ii) providing the network with a flow meter and a pressure sensor downstream of the spring loaded pressure reducing valve, the flow meter and sensor being in communication with the controller; (iii) измерение расходов и давлений для установления соотношения между расходом и давлением воды, поступающей в сеть, и сохранение данных, устанавливающих данное соотношение, в контроллере и/или в месте дистанционного управления;(iii) measuring flows and pressures to establish the relationship between the flow and pressure of water entering the network and storing the data establishing this relationship in the controller and/or at the remote control location; (iv) использование указанного соотношения для установления настройки клапана для снижения давления в заданный момент времени, которая поддерживает требуемое минимальное давление в заданном удаленном месте в сети; и(iv) using the specified relationship to establish a pressure reducing valve setting at a given time that maintains the required minimum pressure at a given remote location in the network; and (v) мониторинг изменений расхода в сети, обнаруженных расходомером, и приведение в действие исполнительного механизма с двигателем для изменения настройки клапана для снижения давления в ответ на изменения расхода для поддержания требуемого минимального давления в заданном удаленном месте в сети.(v) monitoring changes in flow rate in the network detected by the flow meter and actuating the motorized actuator to change the setting of the pressure reducing valve in response to changes in flow rate to maintain the required minimum pressure at a specified remote location in the network.
RU2023128911A 2021-05-06 Fluid pressure reduction valve RU2836509C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2023128911A RU2023128911A (en) 2024-04-08
RU2836509C2 true RU2836509C2 (en) 2025-03-18

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4265270A (en) * 1979-03-08 1981-05-05 Tel-Thermco Engineering Co., Ltd. Remote-controlled pressure regulator
US4596264A (en) * 1984-07-26 1986-06-24 Mark Controls Corporation Flow control valve
US5460196A (en) * 1992-06-09 1995-10-24 Technolog Limited Fluid supply pressure control method and apparatus
US5662137A (en) * 1994-04-18 1997-09-02 Schegerin; Robert Optimal pneumatic pressure regulator with electronic compensation
US20050016593A1 (en) * 2002-01-08 2005-01-27 Uri Ephrat Water supply system
RU2283458C2 (en) * 2002-01-29 2006-09-10 Сит Ла Пречиса С.П.А. Valve unit for modulating gas supply pressure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4265270A (en) * 1979-03-08 1981-05-05 Tel-Thermco Engineering Co., Ltd. Remote-controlled pressure regulator
US4596264A (en) * 1984-07-26 1986-06-24 Mark Controls Corporation Flow control valve
US5460196A (en) * 1992-06-09 1995-10-24 Technolog Limited Fluid supply pressure control method and apparatus
US5662137A (en) * 1994-04-18 1997-09-02 Schegerin; Robert Optimal pneumatic pressure regulator with electronic compensation
US20050016593A1 (en) * 2002-01-08 2005-01-27 Uri Ephrat Water supply system
RU2283458C2 (en) * 2002-01-29 2006-09-10 Сит Ла Пречиса С.П.А. Valve unit for modulating gas supply pressure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4554933B2 (en) Water supply system
US12493304B2 (en) Liquid pressure reducing valve
EP2115546B1 (en) Controller and control system for a pressure reducing valve
JPH06161565A (en) Method and apparatus for control of fluid supply pressure
EP2433037B1 (en) Regulation valve with hydraulic axial piston and its use
EP3938688B1 (en) Liquid pressure reducing valve
CN101014802A (en) Surge relief apparatus and method
RU2836509C2 (en) Fluid pressure reduction valve
CA3137491A1 (en) Liquid pressure reducing valve
OA22070A (en) Liquid pressure reducing valve.
RU2824965C1 (en) Fluid pressure reduction valve
HK40067736A (en) Liquid pressure reducing valve
HK40067736B (en) Liquid pressure reducing valve
JP2787392B2 (en) Automatic setting pressure reducing device
US11199861B2 (en) Integrated variable pressure and flow regulator
OA21140A (en) Liquid pressure reducing valve.
TH2301007248A (en) Liquid pressure reducing valve