Регулятор давления Советский патент 1980 года по МПК G05D16/06 

(54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к области автоматики, в частности, к редукционным клапанам, к регуляторам, предназначенным для понижения высокого давления воды, поступающей в различные гидросистемы, например, пожарно-оросительные трубопроводы, и может найти широкое применение в угольной, горнорудной и других отраслях промышленности.

Известны устройства для понижения давления в пожарно-оросительных сетях глубоких шахт за счет установки на горизонтах редукционных узлов, состояш.их из редукционных кларанов 1.

Однако для обеспечения водоснабжения глубоких шахт количество ступеней понижения давления нужно выбирать с таким расчетом, чтобы давление на входе в каждый редукционный узел не превышало 30-40 кгс/ /см 2, т. к. надежно работающие редукционные клапаны на давление, превышающее эту величину, отсутствуют. Частая установка редукционных узлов экономически невыгодна и ненадежна.

Более перспективным направлением является применение на глубоких шахтах редукционных клапанов, предназначенных для больших перепадов давлений. Использование для этих целей редукционных клапанов КР-2 нецелесообразно, а в некоторых случаях и невозможно, т. к. при работе этих клапанов на перепадах давлений более 30 кгс/см в них возникает явление кавитации, сопровождающееся сильной вибрацией и шумом, и приводящее к быстрому износу и разрушению элементов конструкции клапана.

Известна регулирующая арматура с многоступенчатыми дросселирующими плунжерами, предназначенная для работы на больщих перепадах давлений 2.

Однако эта арматура имеет неуравнове5 щенный плунжер, низкую пропускную способность и отсутствие возможности peryj/Hрования количества ступеней дросселирования без изменения конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, разделенный перегородками на камеры, управляющий элемент, расположенный в корпусе и связанный с регулирующим органом, выполненным в виде стакана с поперечными перегородками, установленного в жестко закрепленной в корпусе втулке, причем внутренние полости стакана соединены дросселирующими отверстиями, выполненными в стакане и втулке, с соответствующими камерами корпуса 3. Однако известные конструкции не позволяют уменьщить сопротивление клапана без создания типового ряда клапанов, рассчитанных на работу в различных условиях (по входному давлению).

Цель изобретения - расщирение области применения регулятора давления.

Это достигается тем, что в регуляторе в поперечных перегородках стакана выполнены отверстия, в которых установлены съемные заглущки.

На чертеже изображен общий вид регулятора давления.

Регулятор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, закрепленную в корпусе втулку 4 с одним или несколькими рядами дросселирующих отверстий 5. Во втулке размещен стакан 6, который может иметь внутри одну или несколько перегородок 7 со съемными заглушками 8 на них и с заглушкой 9 на торце плунжера со стороны камеры низкого давления. С другой стороны плунжер закреплен на управляющем элементе - мембране 10, которая, в свою очередь по периферии защемлена между корпусом 1 и крыщкой 11 мембраннопружинного привода. Плунжер 6 может иметь два и более рядов дросселирующих окон, расположенных напротив соответствующих окон втулки. К крышке 11 мембраннопружинного привода жестко прикреплен стакан с пазами, в которых размещены траверсы 12-14 имеющие возможность свободно перемещаться вдоль пазов. Между траверсами 12 и 14 расположены охватывающие стакан упорные кольца 15 и 16с пружиной 17 между ними. В резьбовом отверстии траверсы 13 размещен регулирующий винт 18, свободно проходящий в сквозное отверстие траверсы 14 и упирающийся в последнюю буртом. Корпус 1 имеет перегородки 19-21, которые образуют между корпусом и втулкой герметичные камеры 22-24. Камера низкого давления связана с подмембранной камерой 22 с помощью патрубка 25.

Работает регулятор следующим образом.

Жидкость под высоким давлением поступает во входной патрубок 2 корпуса и камеру 23 высокого давления. Далее при прохождении через первый ряд дросселирующих отверстий поток жидкости сужается, а при попадании в первую внутреннюю камеру стакана 6 - расширяется, при этом энергия потока теряется. При выходе из камеры стакана в камеру 24 и далее из камеры 24 во

вторую камеру стакана повторяется процесс сужения и расщирения потока жидкости, сопровождающийся потерями энергии. Количество ступеней дросселирования должно быть таким, чтобы обеспечить требуемые расход и максимальный напор на выходе из регулятора. Изменения давления на выходе из регулятора и, следовательно, в камере низкого давления по патрубку 25 передаются в подмембранную камеру 22 и воздействуют на эффективную площадь мембраны 10. Стакан 6 удерживается в нижнем положении благодаря пружине 17. Величина усилия, воздействующего на хвостовик стакана, может изменяться с помощью регулирующего винта 18. Усилие передается последовательно через траверсу 13, винт 18, траверсу 14, упорное кольцо 16, пружину 17, упорное кольцо 15 и траверсу 12. При увеличении давления на выходе регулятора повышается давление в камере низкого давления и, следовательно, в подмембранной камере 22. Давление, воздействуя на эффективную площадь мембраны, вызывает усилие, действующее на стакан и направление против усилия, передающегося на хвостовик со стороны пружины. При превышении выходного дав.тения определенной величины, на которое настроена пружина 17, стакан 6 автоматически перемещается вверх, благодаря чему происходит уменьшение проходного сечения дросселирующих отверстий, вызывая сокращение расхода жидкости, пропускаемой через регулятор. Дальнейшее повышение давления на выходе приведет к еще большему уменьшению проходного сечения дросселирующих отверстий, и, наконец, при полном отсутствии отбора жидкости на выходе регулятора, дроссельные отверстия перекрываются полностью и давление жидкости на выходе не превысит величину, на которую настроена пружина 17. При небольшом перепаде давлений нет необходимости в большом количестве ступеней понижения давления, т. к. потери могут быть такими, что даже при полностью открытых дросселирующих отверстиях (стакан находится в предельно нижнем положении) невозможно будет обеспечить минимально необходимое давление на выходе. Конструкция регулятора позволяет получить любое, необходимое в практике, количество ступеней дросселирования. Например, выкрутив из стакана 6 все заглущки 8 и 9, получаем одну ступень дросселирования, т. е. поток жидкости претерпевает однократное сужение и расщирение при прохождении через один ряд дросселирующих отверстий. Сняв все заглушки 8 с внутренHtix перегородок стакана, но оставив заглушку 9 на торце стакана, получаем две ступени дросселирования. Оставив одну заглушку 8 и сняв остальные (включая заглушку 9 на торце стакана), имеем три ступени дросселирования, и т. д. Вместо пружины в мембранном приводе может быть использован