РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к арматуре, применяемой в различных системах трубопроводов, а именно к гидравлическим регуляторам, предназначенным для автоматического поддержания заданного выходного давления, и может быть использовано для поддержания постоянного давления во внутренних водопроводах жилых и общественных зданий.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, между которыми установлен регулирующий орган, включающий седло, затвор, соединенный тягой с чувствительным элементом и штоком, нижнюю и верхнюю крышки, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой / см. - книгу Башта Т.М. "Гидропривод гидропневмоавтоматика", М., Машиностроение, 1972 г., с. 103, рис. 726/.

Данный регулятор давления имеет недостаточную эксплуатационную надежность, обусловленную возможностью попадания жидкости в окружающую среду при прорыве чувствительного элемента, а также малый срок службы. Существенным недостатком является невозможность обеспечения гарантированного плотного прижатия клапана к затвору в силу разброса геометрических параметров при изготовлении и сборке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий орган, включающий седло и затвор, соединенный тягой с чувствительным элементом и закрепленным на нем штоком, нижнюю крышку и верхнюю крышку, торцевая часть выполнена в виде стакана, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой /см. 1638709, кл. G 05 D 16/06/.

Недостатком указанного регулятора является низкая эксплуатационная надежность из-за возможного попадания жидкости в окружающую при прорыве чувствительного элемента среду, невозможность обеспечения гарантированного плотного прижатия клапана к затвору в силу разброса геометрических параметров при изготовлении и сборке.

Задачей предложенного технического решения является повышение эксплуатационной надежности за счет обеспечения его функционирования в нормальном режиме и исключения попадания жидкости в окружающую среду при прорыве чувствительного элемента, исключения автоколебательного процесса и обеспечение плотной посадки затвора на седло, что исключает подтекание и повышает водосберегающий эффект.

Задача решается тем, что в регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий орган, включающий седло и затвор, соединенный с чувствительным элементом и закрепленным на нем штоком, нижнюю крышку, верхнюю крышку, торцевая часть которой выполнена в виде стакана, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой, введен перекрывающий узел, выполненный в виде установленных на торце верхней крышки мембраны с дыхательным отверстием и буртиком, и дополнительной крышки с отверстием, соединяющих через каналы полость над чувствительным элементом с окружающей средой, при этом верхняя часть штока выполнена с разрезами, образующими лепестки, имеющие возможность радиального перемещения и снабженные узлом трения, торцевая часть тяги выполнена со сферической законцовкой, а в затворе выполнены оппозитные сферические поверхности, кроме того, тяга соединена с затвором посредством установочного винта.

На фиг.1 изображен общий вид регулятора давления.

На фиг.2 - узел I фиг.1
На фиг.3 - узел II фиг.2
На фиг.4 - вариант выполнения перекрывающего узла.

на фиг.5 - узел III фиг.1.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, регулирующий орган, включающий седло 4 и расположенный под ним затвор 5, соединенный посредством тяги 6 с чувствительным элементом 7 и закрепленным на нем через жесткую вставку 8 штоком 9, нижнюю крышку 10, верхнюю крышку 11, торцевая часть которой выполнена в виде стакана 12 (может быть выполнена заодно с верхней крышкой 11 в виде одной детали), внутри которого перемещается шток 9, пружину 13, размещенную между чувствительным элементом 7 и верхней крышкой 11. Между штоком 9 и стаканом 12 имеется канал 14, сообщающий полость 15 над чувствительным элементом 7 с полостью 16 и далее с окружающей средой через перекрывающий узел при нормальном режиме работы регулятора давления. Перекрывающий узел выполнен в виде установленных на торцевой части верхней крышки 11 эластичной мембраны 17 с дыхательным отверстием 18 и дополнительной крышки 19 с отверстием 20, связанным с окружающей средой. Мембрана имеет буртик 21, который расположен с зазором относительно внутренней торцевой поверхности крышки 19. Верхняя часть штока 9 выполнена с разрезами 22, образующими лепестки 23, перемещающиеся в радиальном направлении при помощи настроечного винта 24. В кольцевой канавке лепестков 23 установлено резиновое кольцо 25 и узел трения 26 из материала с высокими фрикционными характеристиками. Торцевая часть тяги 6 выполнена со сферической законцовкой 27, а на затворе 5 выполнены оппозитные поверхности 28 и 29. Тяга 6 соединена с затвором 5 посредством установочного винта 30 и шайбы 31. В случае, если обслуживание регулятора давления, связанное со снятием крышки 19, не предусматривается, то задача по исключению попадания жидкости в окружающую среду решает перекрывающий узел в виде эластичной гильзы 32, установленной на штоке 9 с минимальным зазором А относительно стакана 12. Во входном патрубке 2 могут быть установлены шаровой кран 33 и фильтр 34, которые обеспечивают возможность проведения работы над регулятором давления при отключенной магистрали (постановка запчастей и т.д., а также повысить длительность надежной работы регулятора давления.

Предлагаемый регулятор давления работает следующим образом.

Предварительно ( в зависимости от мах. входного и выходного давлений) перемещением настроечного винта 24 устанавливают необходимую степень поджатия лепестками 23 резинового кольца, что обеспечивает получение определенной силы трения между узлом трения 26 и стаканом 12. Это позволяет исключить подработку регулятора давления на микровозмущениях входного давления, связанных, например, с особенностями нагнетающих насосов, которые создают такие возмущения давления, кратные числу лопаток в указанных насосах (min. значения силы трения). Вместе с тем, ограничение силы трения по мах. значению необходимо для снижения гистерезиса характеристики расхода в зависимости от входного давления. Для обеспечения надежного выхода в безрасходный режим ( а регулятор давления закрывается при отсутствии расхода на его выходе, что обеспечивает экономию воды за счет снижения утечки) затягивают установочный винт 30 и производят поджатие (соответственно самоустановку по сферическим поверхностям 28 и 29 затвора 5, сферической законцовки тяги 5 и седла 4) затвора 5 к седлу 4, исключая при этом влияние допусков соосности, неперпендикулярности и т.п. в деталях верхней части регулятора давления, что приводит к отсутствию подтекания и повышению водосберегающего эффекта. После реализации этих двух настроек регулятор давления готов к работе. В обычном режиме работы жидкость из входного патрубка 2 через зазор между затвором 5 и седлом 4 поступает к чувствительному элементу 7, а также через пазы, имеющиеся на верхней ограничительной поверхности 9 на фиг.1 показано стрелками), в выходной патрубок 3. При этом усилие от давления жидкости на чувствительный элемент 7 и жесткую вставку 8, а также разность давлений, действующих на затвор 5, уравновешивается силой пружины 13. При отклонении давления в выходном патрубке 3, следовательно, и в полости 15 от заданной величины, определяемой усилием пружины 13 и силой трения на узле 26, равновесие нарушается и возникающее усилие рассогласования перемещает жесткую вставку 8, шток 9, тягу 6 и затвор 5. При этом изменяется объем полости 15, однако давление воздуха в ней остается постоянным и равным атмосферному, т.к. имеется постоянное сообщение полости 15 с атмосферой через каналы 14, полость 16, отверстия 18 мембраны 17 и отверстием 20 крышки 19. Это позволяет исключить влияние изменения объема полости на величину давления воздуха в ней и обеспечивает линейную характеристику регулятора давления, также и в случае регулирования жидкости с высокой температурой (<100). В случае прорыва чувствительного элемента 7 жидкость поступает в полость 15 и подходит через канал 14 к дыхательному отверстию 18 мембраны 17. При расходе жидкости через отверстие мембраны 17 возникает перепад давления, который перекладывает ее до соприкосновения буртика 21 с внутренней поверхностью крышки 19, после чего расход отсекается. Дальнейшее повышение давления в полости 15 только увеличивает степень уплотнения, что решает задачу по исключению залива жилого помещения. При исполнении перекрывающего узла согласно фиг.5 аналогичная задача решается путем поджатия эластичной гильзой 32 по стакану 12 (выборка зазора АО давлением жидкости, возникающим в полости 15 при прорыве чувствительного элемента 7). После этого связь полости 15 прекращается и регулятор давления прекращает функцию регулирования. Пружина 13 открывает затвор 5, выравнивания давление между входом и выходом. После чего производят ремонт регулятора.

Изобретение относится к арматуре, применяемой в различных системах трубопроводов, а именно к гидравлическим регуляторам, предназначенным для автоматического поддержания заданного выходного давления, может быть использовано для поддержания постоянного давления во внутренних водопроводах жилых и общественных зданий. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности при прорыве чувствительного элемента. Технический результат достигается за счет введения перекрывающего узла, выполненного определенным образом, что позволяет исключить попадание жидкости в окружающую среду при прорыве чувствительного элемента. Кроме того, предлагаемая конструкция обеспечивает исключение автоколебательного процесса и обеспечение плотной посадки затвора на седло. 5 ил.

Регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий орган, включающий седло и затвор, соединенный тягой с чувствительным элементом и закрепленным на нем штоком, нижнюю крышку, верхнюю крышку, торцевая часть которой выполнена в виде стакана, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой, отличающийся тем, что в него введен перекрывающий узел, выполненный в виде установленных на торце верхней крышки мембраны с дыхательным отверстием и буртиком и дополнительной крышки с отверстием, соединяющих через каналы полость над чувствительным элементом с окружающей средой, при этом верхняя часть штока выполнена с разрезами, образующими лепестки, имеющие возможность радиального перемещения и снабженные узлом трения, торцевая часть тяги выполнена со сферической законцовкой, а на затворе выполнены оппозитные сферические поверхности, кроме того, тяга соединена с затвором посредством установочного винта.