Демпфирующее устройство для манометрических приборов Советский патент 1983 года по МПК G01L19/06 

Изобретение относится к демпфирующим устройствам для сглаживания пульсаций давления жидкостей и газов, которые встраиваются в трубоп вод перед измерительным прибором. Известно устройство для датчико давления, содержащее демпфери в параллельно подсоединенном трубопроводе два встречновключенных обратных клапана 1 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату является демпфирую щее устройство для манометрических приборов, содержащее корпус с подсоединенными штуцерами, внутри которого размещен демпфирующий элемент из пористого материала и два подпружиненных обратных клапанаГ23 Недостатками известных устройст являются большая остаточная инерци онность, обусловленная прижатием клапана к седлу до момента достижения давления в полости прибора ново установившегося значения, а также низкая надежность, связанная с резкими ударами клапана о седло на переходных режимах. Цель изобретения - уменьшение ин ционнос:ги и увеличения надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в демпфирующем устройстве для манометрических приборов, содержащем корпус с подсоединительными торцовыми штуцерами, внутри ко торого расположен подпружиненный с торцов клапан с элементом из пористого материала, внутреняя контак тирукнцая с клапаном цилиндрическая поверхность корпуса снабжена по краям уплотнительными кольцами и тремя.кольцевыми проточками так, что крайние проточки находятся на равном расстоянии от средней проточки, внешняя поверхность клапана на уровне средней проточки снабжбна пластинчатыми фиксаторами, входя щими в .среднюю проточку, в клапане со стороны каждого из торцов выполнены внутренние каналы с выходными отверстиями на уровне крайней, даль ней от соответствующего торца прото ки, при этом торцы клапана снабже ны цилиндрическими выступами, а в штуцерах со стороны клапана выполне ны соответствующие углубления, причем расстояние между торцом штуцера и торцом клапана, расстояние от средней проточки до крайней и ра стояние 2 3 от крайней проточки корпуса до свободного торца соответствующего уплотнительного кольца связаны соотношением ,82 /e,. На фиг. 1. показано демпфирующее устройство, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1;.на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - переходные характеристики устройства без клапа нов,с клапанами, и клапана с фиксаторами. Устройство состоит из корпуса 1, на внутренней поверхности которого выполнены три кольцевые канавки 2-4. В канавку 3 входят четыре пластинчатых фиксатора 5. Пластинчатые фиксаторы 5 крепятся на внешней поверхности клапана 6. Клапан 6 состоит из ступенчатого цилиндра 7 с четырьмя внутренними попарно смещенными в осевом направлении каналами 8 и 9. Внутри ступенчат&го цилиндра , 7установлен и закреплен завальцовкой дросселирующий элемент 10, например, из пористого материала МР. Клапан б подпружинен с двух сторон пружинами 11 и 12, которые упираются в бурты на входном 13 и выходном 14 штуцерах. На внутренней стороне штуцеров 13 и 14 выполнены глухие углубления 15, а торцы клапана снабжены соответствующими цилиндрическими выступами 16. Внутри корпуса 1 установлены и закреплены входное 17 И выходное 18 уплотнительныё кольца прямоугольного сечения, например, из фторопласта. Для обеспечения полного срабатывания устройства геометри1еские размеры между элементами конструкции должны удовлетворять соотношению где - расстояние между торцом штуцера и торцом клапана; 02 - расстояние от средней проточки до крайней; j - расстояние от крайней проточки корпуса до свободного торца соответствующего уплотнительного кольца. Устройство работает следующим образом. При станционарном режиме работы, когда среднее давление Рср в полости 19 равно- среднему давлению в контролируемой полости 20, клапан 6 находится в среднем положении и фиксируется пластинчатыми фиксаторами 5 в канавке 3 корпуса 1. При этом каналы 8и 9 закрыты и манометрический прибор сообщается с источником контролируемого давления через kaнaлы во ном 13 и выходном.14 штуцерах и дросселирующий элемент 10, в котором происходит гашение пульсаций контролируемого давления. При резком увеличении, среднего давления в источнике из-за значительного сопротивления дросселирующего элемента 10 появляется резкий перепад давления на демпфирующем клапане 6 (между полостями 19 и 20), превышающий перепад давления 4 РСР , на который настроены пластинчатые фиксаторы 5. Под действием осевого усилия, обусловленного избыточным перепадом давления на клапане б, пластинчатые фиксаторы 5 сжимаются краем канавки 3 и освобождают кла пан 6 от фиксации, который быстро пе ремещается до упора в-выходной штуцер 14, сжимая пружину 11. Цилиндрический выступ 16 цилиндра 7 входит с небольшим зазором в глухую расточку 15 выходного штуцера 14. За счет выдавливания жидкости из глухой расточки 15 выходного штуцера 14 по заз ру происходит демпфирование удара демпфирующего клапана о выходной шту цер 14. Как только демпфирующий клапан 6 достигнет упора, пластинчатые фиксаторы 5 разожмутся и войдут в канавку 4 корпуса 1 и зафиксирует демпфирующий клапан 6 в новом положении, причем радиальные отверстия ступенчатого цилиндра 7 пересекут вы ходное уплотнительное кольцо 18 и каналы 9 откроются. При этом маноме рический прибор сообщается с полостью 20 не только через дросселирующий элемент 10, но и через каналы 9. Происходит быстрая передача -давле ния к изм5ерительному прибору. Пружи,на 11 подобрана такой, что усилие ее сжатия Npp при фиксировании демпфирую щего клапана 6 в кольцевой канавке 4 корпуса 1 превышает осевое усилие фиксирования Кф на величину, равную AN РАОП где дрдд„- допустимая погрешность определения выхода на новый установившийся режим (например, Л Рдоп может быть равна максимальной абсолютной погрешности измерительного бора); Кцд - площадь поперечного сечения клапана. Поэтому после выравнивания давления в полостях 19 и 20 с точностью до ДРдоп усилие N пружины 11 превысит усилие фиксации. N пластинчатых фиксаторов 5 и возвратит фиксирующий клапан 6 в среднее положение. При этом фиксаторы разожмутся и войдут в кольцевые каналы 3 корпуса 1. При резком спаде давления происходит аналогичная работа демпфирующего клапана 6, только лишь с тем отличием, что демпфирующий клапан 6 движется в-другом направлении и фиксируется пластинчатыми фиксаторами 5 в кольцевой канавке 3 корпуса 1. Переходный процесс в измерительной магистрали при резком нарастании давления показан на фиг. 4. Кривая 21 соответствует переходному процессу в магистрали с устройством без клапанов; кривая 22 - с устройством, содержащим подпружиненные обратные клапаны; кривая 23 - с устройством, содержащем клапан и пластинчатые фиксаторы. Уменьшение инерционности предлагаемого устройства с клапаном 6 и фиксаторами 5 по сравнению с устройством, содержащим подпружиненные обратные клапаны, объясняется тем, что клапан после срабатывания удерживается благодаря фиксаторам в открытом для передачи давления состоянии практически до нового установившегося значения измеряемого давления. Если устройство с подпружиненными клапанами снижает времяпереходного процесса устройства без клапанов не более чем в 2-2,5 раза ( t / fo 1,...2,5), предлагаемое устройство с демпфирующим клапаном и фиксаторами - в 10 и более раз (С1/ з/10). Кроме того, закрытие подпружиненных клапанов в устройстве-прототипе происходит под большим силовым воздействием пружин, что приводит к сильному удару о седло и, тем самым, снижению надежности устройства. В предлагаемом устройстве за счет демпфирования клапана в глухих расточках входных и выходных штуцеров исключаются резкие удары клапана о штуцеры.

ДЕМПФИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАНОМЕТРИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ, содержащее корпус с подсоединительными торцовыми штуцерами, внутри Которого расположен подпружиненный с торцов клапан из пористого материала, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения инерционности, в нем внутреняя контактирующая с клапаном цилиндрическая поверхность корпуса снабжена по краям уплотнительными кольцами и тремя кольцевыми проточками так, что крайние, проточки находятся на равном расстоянии от средней проточки, внешняя поверхность канала на уровне средней проточки снабжена пластинчатыми «фиксаторами входящими в среднюю проточку, в клапане со стороны каждого из торцов выполнены внутренние к,аналы с выходными отверстиями на уровне крайней, дальней от соответствующего торца проточки, при этом, торцы клапана снабжены цилиндрическими выступами, а в штуцерах со стороны клапана выполнены соответствующие углубления, причем расстояние t между торцом штуцера и торV цом клапана, расстояние В2 от средней проточки, до крайней и расстояние Э ° крайней проточки корпуса до свободного торца соответствующего уплотнительного кольца связаны соотнсянением г. О 4 оо