РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ГАЗА Российский патент 2015 года по МПК F16K47/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к регуляторам давления газа, в частности к регулятору давления газа, снабженному устройством глушения шума.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен регулятор давления газа, содержащий центральный корпус, в котором образована внутренняя полость.

Центральный корпус соединен с первой трубой для впуска газа и второй трубой для выпуска газа.

Регулятор также содержит затвор, установленный с возможностью скольжения в полости центрального корпуса.

Затвор может перемещаться по своей оси для регулировки открытия сечения, через которое проходит газ.

Затвор может перемещаться между положением полного открытия, при котором между впускной трубой и выпускной трубой может проходить максимальный поток газа, и положением закрытия, при котором он образует герметичный контакт с выполненным из податливого материала (например, резины) уплотнительным элементом, вставленным внутрь центрального корпуса, и предотвращает протекание газа между впускной трубой и выпускной трубой.

Регулятор давления газа также содержит устройство глушения для уменьшения шума, возникающего в регуляторе в результате известных физических явлений, таких как ускорение газа до скорости, превышающей скорость звука, образование ударных волн и т.д.

Устройство глушения содержит ячеистое кольцо из тонкой проволочной сетки и пары U-образных кромок на одной стороне, закрывающих сетку.

Проволочная сетка надежно обжата внутри U-образной части соответствующей пары кромок.

Это устройство глушения установлено в центральном корпусе на опорном элементе, прикрепленном к центральному корпусу.

Ячеистое кольцо образует канал для принудительного прохождения газа между впускной трубой и выпускной трубой.

Однако когда скорость движения газа велика, такое устройство глушения шума часто ломается.

Сетка, из которой сделано кольцо, недостаточно прочна, чтобы выдерживать большие скорости газа, и быстро рвется.

Кроме того, твердые частицы (такие как пыль или другой мусор), которые могут быть в газе, приводят к износу сетки и выходу устройства из строя.

Поэтому регулятор такого типа не годится работы с газом, движущимся с большими скоростями или содержащим твердые частицы даже малого диаметра (т.е. частицы диаметром меньше 5 микрон).

В условиях больших скоростей газа и/или наличия в нем посторонних частиц устройство глушения с ячеистым кольцом заменяют на более прочное устройство глушения, способное выдерживать большие скорости газа.

В этом случае устройство глушения состоит из полого цилиндра из сортового профиля или цельного блока, полученного путем соответствующей механической обработки, с множеством отверстий для прохода газа, выполненных на его наружной окружной поверхности, как правило, путем сверления.

Однако такое устройство глушения получается громоздким, тяжелым и очень дорогим.

Кроме того, процесс изготовления такого устройства очень длительный.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения устранение указанных недостатков путем создания регулятора давления газа, снабженного устройством глушения шума, который может эффективно и надежно работать с газом, имеющим большие скорости и несущим грязь и/или мусор, и при этом недорогой в изготовлении.

Другой целью изобретения является создание регулятора давления газа, снабженного устройством глушения шума, имеющего малые размеры и вес.

Согласно изобретению эта цель достигается с помощью регулятора давления газа, технические характеристики которого описаны в одном или нескольких пунктах прилагаемой формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Особенности изобретения, позволяющие достигнуть указанных целей, описаны в формуле изобретения, а его преимущества станут более понятны из приведенного ниже подробного описания, в котором даны ссылки на сопровождающие чертежи, изображающие предпочтительный вариант осуществления изобретения, не ограничивающий его объема.

Фиг.1А и 1В схематично изображают в разрезе предпочтительный вариант выполнения регулятора давления газа согласно изобретению в двух различных состояниях,

Фиг.2А и 2В схематично изображают в разрезе другой вариант выполнения регулятора давления газа согласно изобретению в двух различных состояниях,

Фиг.3 и 4 изображают в аксонометрии часть регулятора давления газа согласно двум другим вариантам его выполнения согласно изобретению с частичным разрезом,

Фиг.5 схематично изображает сбоку часть регулятора давления, показанного на фиг.1А и 1В, с частичным разрезом,

Фиг.6 схематично изображает сбоку часть регулятора давления, показанного на фиг.2А и 2В, с частичным разрезом,

Фиг.7 изображает разрез фиг.5 по плоскости VII-VII и

Фиг.8 изображает в увеличенном масштабе часть регулятора согласно фиг.1А.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1А и 1В изображен регулятор 1 давления газа, выполненный в соответствии с настоящим изобретением.

Регулятор 1 давления газа содержит центральный корпус 2, в который вставлены первая труба 3 для впуска газа и вторая труба 4 для выпуска газа (часть, где эти трубы посажены в центральном корпусе, на фиг.1А и 1В не показана).

На фиг.1А и 1В показана только часть центрального корпуса 2, имеющая отношение к изобретению.

Центральный корпус 2 состоит из первой половины 21 и второй половины 22, герметично соединенных друг с другом.

Центральный корпус 2 имеет внутреннюю полость 24 для подсоединения труб 3 и 4.

Регулятор 1 также содержит затвор 5, установленный с возможностью скольжения в центральном корпусе 2.

Затвор 5 представляет собой полое цилиндрическое тело 25 с центральной осью Y.

Полое цилиндрическое тело 25 может перемещаться относительно центрального корпуса 2 в направлении X, совпадающем с центральной осью Y, между положением B, показанным на фиг.1В, в котором проходное сечение 6 для газа полностью открыто, и положением A, показанным на фиг.1А, в котором это проходное сечение 6 закрыто.

В примере, показанном на фиг.1А и 1В и не ограничивающем изобретение, газ входит в центральный корпус 2 по существу в направлении X, параллельном центральной оси Y полого цилиндрического тела 25, образующего затвор 5, т.е. газ течет из впускной трубы 3 через область внутри цилиндрического тела 25 затвора 5.

Регулятор 1 давления содержит также устройство 7 глушения, установленное в полости 24 центрального корпуса 2 для снижения шума, возникающего при работе регулятора 1.

Как показано на фиг.5, устройство 7 глушения содержит цилиндрическую металлическую пластину 9 с перфорацией для прохождения газа и кольцевое основание 10, несущее цилиндрическую пластину 9 и придающую ей жесткость.

Цилиндрическая пластина 9 и кольцевое основание 10 в сборе представляют собой единое целое.

На боковой поверхности 30 цилиндрической пластины 9 выполнено множество отверстий 12 такого размера, что газ может проходить через пластину, и в то же время уменьшается шум, вызванный прохождением газа в регуляторе 1.

Отверстия 12 распределены по всей боковой поверхности 30 цилиндрической пластины 9. Для упрощения чертежа на фиг.5 показаны только некоторые из отверстий 12.

Цилиндрическая пластина 9 выполнена из металла, предпочтительно из отрезка полосы, края которого сварены друг с другом, образуя непрерывную цилиндрическую боковую поверхность 30.

Таким образом, цилиндрическая пластина 9, края которой сварены для образования непрерывной цилиндрической боковой поверхности 30, гарантирует прекрасную жесткость устройства 7 глушения и равномерное снижение шума.

Сварная линия 33 на цилиндрической пластине 9, полученная в результате сварки указанной полосы пластины, показана на фиг.7.

Полученная таким образом цилиндрическая пластина 9 экономична, так как ее можно изготовить быстро и легко, даже вручную.

Как было сказано выше, цилиндрическая пластина 9 и кольцевое основание 10 образуют в сборе единую деталь.

Цилиндрическая пластина 9 и кольцевое основание 10 предпочтительно приварены друг к другу.

Непрерывная цилиндрическая пластина 9 имеет значительную радиальную жесткость, причем кольцевое основание 10 еще больше увеличивает жесткость пластины 9.

Полученное таким образом устройство 7 глушения может выдерживать большие скорости газа.

Цилиндрическая пластина 9 имеет центральную ось K, верхний окружной край 31 и нижний окружной край 32.

Как показано на фиг.5, кольцевое основание 10 имеет L-образное сечение с короткой стороной 35 и длинной стороной 36. Возможны и другие формы поперечного сечения.

Цилиндрическая пластина 9 предпочтительно приварена к короткой стороне 35 L-образного сечения вблизи нижнего окружного края 32.

Сварной шов, соединяющий цилиндрическую пластину 9 с кольцевым основанием 10, обозначен на фиг.5 цифровой позицией 34.

Длинная сторона 36 L-образного сечения кольцевого основания 10 проходит радиально в сторону центральной оси K цилиндрической пластины 9.

Регулятор 1 давления содержит несущий устройство 7 глушения опорный элемент 13, который расположен в полости 24 и на который опирается кольцевое основание 10 устройства глушения.

Опорный элемент 13 прикреплен к центральному корпусу 2 в полости 24.

Опорный элемент 13 прикреплен к центральному корпусу 2 предпочтительно разъемно, например одним или несколькими винтами.

В альтернативных вариантах осуществления изобретения (не показаны) опорный элемент 13 изготовлен как одно целое с центральным корпусом 2.

Согласно фиг.1А и 1В, опорный элемент 13, несущий устройство 7 глушения, имеет тело 13А в виде усеченного конуса, от которого отходит несколько радиальных плеч 28, которые входят в соответствующие гнезда 23, образованные между половинами 21 и 22 центрального корпуса.

Регулятор 1 содержит также кольцевой элемент 8, вставленный в полость 24 центрального корпуса 2 и опирающийся на опорный элемент 13.

Длинная сторона 36 L-образного сечения кольцевого основания 10 образует зону 26 сцепления (фиг.8), предназначенную для контакта с выступающей частью 20 кольцевого элемента 8.

Выступающая часть 20 кольцевого элемента 8 по форме соответствует зоне 26 сцепления кольцевого основания 10.

Фактически выступающая часть 20 кольцевого элемента 8 служит для контакта с зоной 26 сцепления кольцевого основания так, что устройство 7 глушения фиксируется относительно центрального корпуса 2 в радиальном и осевом направлениях.

Кольцевой элемент 8 имеет на своей верхней стороне уплотнительную прокладку 16, предпочтительно из резины или пластмассы, предназначенную для герметичного контакта с затвором 5, когда он находится в положении A закрытия.

В другом варианте осуществления изобретения (не показан) уплотнительная прокладка установлена внизу полого цилиндрического тела затвора, а кольцевой элемент имеет обращенную к полому цилиндрическому телу контактную часть, с которой входит в герметичный контакт уплотнительная прокладка затвора, когда полое цилиндрическое тело находится в положении закрытия.

Регулятор 1 также содержит диск 14, предназначенный для контакта с внутренней частью 15 кольцевого элемента 8.

Диск 14 расположен поверх опорного элемента 13, соединен с ним винтом 29 и сцепляется с кольцевым элементом 8 для фиксации последнего на опорном элементе 13.

Таким образом, кольцевой элемент 8 и диск 14 образуют средство 11 крепления устройства 7 глушения к центральному корпусу 2.

В варианте выполнения регулятора 1, показанном на фиг.3 и 4, винт 29 вставлен сверху в соответствующее сквозное отверстие в диске 14 и ввинчен в опорный элемент 13, а на фиг.1А, 1В, 2А и 2В винт 29 вставлен снизу в соответствующее сквозное отверстие в опорном элементе 13 и ввинчен в диск 14.

В еще одном варианте (не показан) регулятор 1 не имеет диска 14, а кольцевой элемент 8 прикреплен к опорному элементу 13 клеем или с помощью посадки с натягом или, как альтернатива, путем их сопряжения их участков, имеющих соответствующую форму, или с помощью резьбовых средств.

Кольцевой элемент 8 предпочтительно имеет кольцевую резьбовую часть для соединения с соответствующей кольцевой резьбовой частью, образованной на опорном элементе 13. В этом варианте кольцевой элемент 8 привинчивается к опорному элементу 13, образуя разъемное соединение.

В других вариантах выполнения регулятора давления, показанных на фиг.2А, 2В и 6, устройство 7 глушения содержит множество стоек 18, закрепленных на цилиндрической пластине 9, например сваркой, для придания ей жесткости.

Как показано на фиг.2А, 2В и 6, стойки 18 предпочтительно прикреплены к боковой поверхности 30 цилиндрической пластины 9.

Кроме того, стойки 18 прикреплены к кольцевому основанию 10 предпочтительно путем сварки.

Как альтернатива, стойки 18 могут быть привинчены к кольцевому основанию 10 или выполнены с ним как одно целое.

В еще одном варианте осуществления изобретения (не показан) стойки прикреплены только к цилиндрической пластине.

В следующем варианте (не показан) стойки прикреплены к внутренней боковой поверхности цилиндрической пластины.

Стойки 18 устройства 7 глушения, показанного на фиг.4, отличаются от стоек устройства 7 глушения, показанного на фиг.2А, 2В и 6.

Согласно фиг.4, стойки 18 устройства 7 глушения имеют по существу цилиндрическую форму и проходят вертикально до верхнего окружного края 31 цилиндрической пластины 9, а стойки 18 устройства 7 глушения согласно фиг.2А, 2В и 6 имеют увеличенную верхнюю часть 18S и проходят на заданную часть высоты цилиндрической пластины 9.

Стойки 18 представляют собой элементы 18, увеличивающие жесткость цилиндрической пластины 9 по существу в радиальном направлении.

Достигаемое преимущество состоит в том, что указанные элементы 18 жесткости позволяют настолько усилить устройство 7 глушения, что регулятор 1 может работать при очень большом перепаде давления (вызванных большими скоростями газа).

Кроме того, стойки 18 занимают очень небольшую часть боковой поверхности 30 цилиндрической пластины 9 и потому ненамного уменьшают количество открытых отверстий 12, через которые может проходить газ.

Стойки 18 расположены предпочтительно с равными угловыми интервалами для достижения равномерной жесткости цилиндрической пластины 9.

Таким образом, в представленном описании рассмотрен регулятор 1 давления газа, снабженный устройством 7 глушения, который может надежно работать с газом, имеющим большие скорости и содержащим грязь и/или мусор, и который к тому же является недорогим в изготовлении.

Устройство 7 глушения является также легким и компактным.

Преимуществами предложенного регулятора 1 является меньший вес и ограниченные размеры.

Согласно изобретению, также предложен способ улучшения характеристик регулятора давления газа известного типа, снабженного устройством глушения шума, далее названным «имеющимся (в регуляторе) устройством глушения».

Способ включает следующие операции:

- снятие имеющегося устройства глушения,

- обеспечение наличия устройства 7 глушения согласно изобретению, содержащего цилиндрическую металлическую пластину 9 с перфорацией для прохождения через нее газа и кольцевое основание 10 для установки на ней цилиндрической пластины 9 и придания ей жесткости, причем кольцевое основание 10 имеет зону 26 сцепления со средством 11 крепления устройства 7 глушения к центральному корпусу 2, а цилиндрическая пластина 9 и кольцевое основание 10 в сборе образуют единую деталь, и

- крепление устройства 7 глушения внутри центрального корпуса 2 при помощи средства 11 крепления.

Операция крепления устройства 7 глушения внутри центрального корпуса 2 предпочтительно включает:

- обеспечение наличия средства 11 крепления, содержащего кольцевой элемент 8, имеющий выступающую часть 20, соответствующую по форме зоне 26 сцепления кольцевого основания 10,

- вставку устройства 7 глушения в центральный корпус 2,

- вставку кольцевого элемента 8 в центральный корпус 2 так, что он сцепляется с зоной 26 сцепления кольцевого основания 10, и

- крепление кольцевого элемента 8 к центральному корпусу 2.

Предложенный способ позволяет улучшить характеристики известных регуляторов давления при небольших затратах.

Более конкретно, предложенный способ представляет собой простое и экономичное решение проблемы повышения надежности регулятора.

Все указанные выше операции могут быть выполнены фактически без изменения места установки устройства глушения в центральном корпусе регулятора.

Улучшение характеристик может быть достигнуто просто путем замены устройства глушения, находящегося в регуляторе, устройством глушения, которое может надежно работать даже с газом, протекающим с большой скоростью, и имеет размеры, соответствующие фактическим размерам корпуса.

Этот значит, что известные регуляторы давления могут быть модернизированы с малыми затратами и минимальным вмешательством, в том числе регуляторы, работающие в критических условиях (большие скорости газа, наличие в газе пыли и/или грязи) и потому подверженные частым отказам и/или быстрому износу.

В соответствии с областью промышленного применения в изобретении могут быть сделаны различные изменения в рамках изобретательского замысла. Изобретение также допускает замену описанных элементов другими технически эквивалентными элементами.

Группа изобретений относится к регуляторам давления газа. Регулятор давления газа содержит центральный корпус, имеющий первую трубу для впуска газа и вторую трубу для выпуска газа. Затвор установлен в центральном корпусе с возможностью перемещения для регулировки открытия сечения для прохождения газа между положением, в котором это сечение полностью открыто, и положением, в котором это сечение закрыто. Устройство глушения расположено в центральном корпусе в указанном проходном сечении для снижения шума, возникающего при прохождении газа. Также регулятор давления содержит средство крепления устройства глушения к центральному корпусу. Устройство глушения содержит цилиндрическую перфорированную пластину, через которую может проходить газ. Также описан способ улучшения характеристик регулятора давления газа. Группа изобретений направлена на уменьшение габаритов, веса и стоимости изготовления устройства глушения регулятора давления. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Регулятор (1) давления газа, содержащий:
- центральный корпус (2), имеющий первую трубу (3) для впуска газа и вторую трубу (4) для выпуска газа,
- затвор (5), установленный по меньшей мере частично в центральном корпусе (2) с возможностью перемещения, для регулировки открытия сечения (6), через которое проходит газ, между положением (В), в котором это сечение (6) полностью открыто, и положением (А), в котором это сечение (6) закрыто,
- устройство (7) глушения, расположенное в центральном корпусе (2) в указанном проходном сечении (6), для уменьшения шума, возникающего при прохождении газа, и
- средство (11) крепления устройства глушения к центральному корпусу (2),
отличающийся тем, что устройство (7) глушения содержит:
- цилиндрическую перфорированную пластину (9), через которую может проходить газ, и
- кольцевое основание (10) для установки на него цилиндрической пластины (9) и придания ей жесткости, причем кольцевое основание (10) имеет зону (26) сцепления со средством (11) крепления устройства (7) глушения к центральному корпусу (2),
а цилиндрическая пластина (9) и кольцевое основание (10) в сборе образуют единую деталь.

2. Регулятор давления газа по п.1, в котором средство (11) крепления устройства (7) глушения содержит кольцевой элемент (8), имеющий выступающую часть (20), соответствующую по форме зоне (26) сцепления кольцевого основания (10), для сцепления с этой зоной (26) и фиксации устройства (7) глушения в центральном корпусе (2).

3. Регулятор давления газа по п.2, отличающийся тем, что на кольцевом элементе (8) расположена уплотнительная прокладка (16), с которой герметично контактирует затвор (5) в положении (А) закрытия.

4. Регулятор давления газа по п.2, отличающийся тем, что затвор (5) имеет уплотнительную прокладку, а кольцевой элемент (8) имеет контактную часть, с которой герметично контактирует уплотнительная прокладка затвора (5), когда он находится в положении (А) закрытия.

5. Регулятор давления газа по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что цилиндрическая пластина (9) приварена к основанию (10) с образованием единой детали.

6. Регулятор давления газа по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что цилиндрическая пластина (9) проходит непрерывно по окружности.

7. Регулятор давления газа по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он содержит элементы (18) для придания жесткости цилиндрической пластине (9).

8. Регулятор давления газа по п.7, отличающийся тем, что указанные элементы (18) жесткости соединены с кольцевым основанием (10).

9. Регулятор давления газа по п.7, отличающийся тем, что элементы (18) жесткости расположены снаружи цилиндрической пластины (9) по существу параллельно ее центральной оси (K).

10. Регулятор давления газа по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что он содержит опорный элемент (13) для устройства (7) глушения, расположенный в центральном корпусе (2) и образующий опору для устройства (7) глушения и кольцевого элемента (8), причем кольцевой элемент (8) имеет резьбовую часть для соединения с опорным элементом (13) с целью крепления кольцевого элемента (8) к опорному элементу (13).

11. Регулятор давления газа по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что он содержит:
- опорный элемент (13), для устройства (7) глушения, расположенный в центральном корпусе (2) и образующий опору для устройства (7) глушения и кольцевого элемента (8), причем указанное средство (11) крепления содержит также диск (14), который может быть прикреплен к опорному элементу (13) и предназначен для сцепления по меньшей мере с одной частью (15) кольцевого элемента (8).

12. Регулятор давления газа по п.11, отличающийся тем, что диск (14) прикреплен к опорному элементу (13) резьбовым средством (29) для фиксации кольцевого элемента (8) на опорном элементе (13).

13. Способ улучшения характеристик регулятора давления газа, содержащего:
- центральный корпус, имеющий первую трубу для впуска газа и вторую трубу для выпуска газа,
- затвор, установленный по меньшей мере частично в центральном корпусе,
- и имеющееся в регуляторе устройство глушения, расположенное в центральном корпусе, для уменьшения шума, возникающего при прохождении газа,
отличающийся тем, что он включает следующие операции:
- снятие имеющегося устройства глушения,
- замену имеющегося устройства глушения устройством (7) глушения, содержащим цилиндрическую перфорированную пластину (9), через которую может проходить газ, и кольцевое основание (10) для установки на него цилиндрической пластины (9) и придания ей жесткости, причем кольцевое основание (10) имеет зону (26) сцепления со средством (11) крепления устройства (7) глушения к центральному корпусу, а цилиндрическая пластина (9) и кольцевое основание (10) в сборе образуют единую деталь, и
- крепление устройства (7) глушения в центральном корпусе при помощи указанного средства (11) крепления.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что операция крепления устройства (7) глушения в центральном корпусе включает:
- обеспечение наличия средства (11) крепления, которое содержит кольцевой элемент (8), имеющий выступающую часть (20), соответствующую по форме зоне (26) сцепления кольцевого основания (10),
- вставку устройства (7) глушения в центральный корпус,
- вставку кольцевого элемента (8) в центральный корпус так, что он сцепляется с зоной (26) сцепления кольцевого основания (10), и
- крепление кольцевого элемента (8) к центральному корпусу.