Регулятор давления

 

РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНР1Я, содержащий корпус с седлом, входным и выходным патрубками, поршень, связанный с регулирующим клапаном через шток, в котором выполнен канал, соединенный с проходным отверстием в седле, импульсный клапан, связанный с чувствительным элементом и с задатчиком , верхнюю и нижнюю крышки. отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежнссти регулятора , в нем установлен запорный орган, выполненный в виде подпружиненного дифференциального золотника, установленного коаксиально с регулирующим клапаном, причем полость между корпусом и дифференциальным золотником сообщена с надпоршневой полостью, в штоке и нижней крьш1ке выполнены радиальные отверстия, а на сопрягаемых поверхностях регулирующего клапана и дифференциального золотника - дроссельная щель с возмощностью сообщения внутренней полости дифференциального золотника 9 с входнь1м и выходным патрубками соответственно при открытом положении регулирующего клапана и - разобщения при закрытом его положении.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1120296

3(51) С 05 D 16/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3606954/24-24 (22) 14.06.83 (46) 23.10.84. Бюл. В 39 (72) В.П.Эйсмонт и В.А.Зверев (53) 621.646.4(088.8) (56) 1. Промьппленная трубопроводная арматура. Каталог ч. Ш, М., ЦИНТИХИИНЕФТЕМАШ„ 1978, с. 64-65.

2. Авторское свидетельство СССР и 864259, кл. G 05 D 16/10, 1979 (прототип) . (54)(57) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ, содержащич корпус с седлом, входным и выходным патрубками, поршень, связанный с регулирующим клапаном через шток, в котором выполнен канал, соединенный с проходным отверстием в седле, импульсный клапан, связанный с чувствительным элементом и с задатчиком, верхнюю и нижнюю крьппки, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности регулятора, в нем установлен запорный орган, выполненный в виде подпружиненного дифференциального золотника, установленного коаксиально с регулирующим клапаном, причем полость между корпусом и дифференциальным золотником сообщена с надпоршневой полостью, в штоке и нижней крьппке выполнены радиальные отверстия, а на сопрягаемых поверхностях регулирующего клапана и дифференциального золотника — дроссельная щель с возмощностью сообщения внутренней полости дифференциального золотника с входным и выходным патрубками соответственно при открытом положении регулирующего клапана и — разобщения при закрытом его положении.

1 112029

Изобретение относится к регулирующей трубопроводной арматуре и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, газовой промышленности, в энергетике и других от.раслях народного хозяйства, имеющих частично или полностью автоматизированные установки, станции и испытательные стенды.

Известен регулятор со встроенным импульсным клапаном, предназначенным для регулирования давления в техно-, логических процессах, содержащий корпус с ввертным седлом, подпружиненный регулирующий орган, контактирующий с поршнем сервопривода, импульсный клапан, контактирующий с чувствительным элементом, выполненным в виде металлической мембраны и нагруженным усилием пружины эадатчика недостатком этого регулятора явля- ется отсутствие герметичности в затворе (седло-регулирующий орган) иэ-за необходимости установки сравнительно слабой пружины, так как при установке 5 пружины, облегчающей герметичность в затворе метал-по металлу, значительно увеличивается диаметр поршня сервопривода и, как следствие, габариты и масса регулятора, а также эрозионный износ уплотнительных поверхностей. так как они находятся в потоке рабо-чей среды, что значительно снижает величину срока службы затвора и регулятора в целом. Герметичность трубопровода за местом установки регу35 лятора обеспечивается, как правило, установкой соответствующей запорной (отсечной быстродействующей) арматуры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор давления, содержащий корпус, в котором размещен регулирующий орган. контактирующий с седлом, и поршень сервопривода, в который встроен сбросной клапан, причем в корпусе имеется канал, перекрываемый регулирующим дросселем, соединяющий надпоршневую полость с подпоршневой, 50 задемпфированный дроссельными отверстиями, соединяющими подпоршневую полость с выходным патрубком, а в верхней крышке расположены импульсный клапан, контактирующий с.чувст- 55 вительным элементом (мембраной), нагруженным усилием йружины-эадатчика (2 .

6 2

Недостатками известного регулятора являются отсутствие герметичности и низкая величина срока службы затвора.

1 ель изобретения — повышение надежности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе давления, содержащем корпус с седлом, входным и выходным патрубками, поршень, связанный с регулирующим клапаном через тток, в котором выполнен канал, соединенный с проходным отверстием в седле, импульсный клапан. связанный с чувствительным элементом и с задатчиком, верхнюю и нижнюю крышки, установлен запорный орган выполненный в виде подпружиненного дифференциального золотника, установленного коаксиально с регулирующим клапаном, причем полость между корпусом и дифференциальным золотником сообщена с надпоршневой полостью, в штоке и нижней крышке выполнены радиальные отверстия, а на сопрягаемых поверхностях регулирующего клапана и дифференциального золотника — дроссельная щель с возможностью сообщения внутренней полости дифференциального золотника с входным и выходным патрубками соответственно при открытом положении регулирующего клапана и разобщения при закрытом его положении.

На чертеже изображен регулятор, продольный разрез (слева — в открытом положении, справа — в закрытом).

Регулатор состоит иэ корпуса 1 с седлом 2, входным 3 и выходным 4 патрубками, внутри которого размещены регулирующий клапан 5, верхняя часть

6 штока, которая контактирует с поршнем 7 сервопривода. В верхней крышке 8 регулятора размещены импульсный клапан 9, контактирующий с чувствительным элементом регулятора— сильфоном 10, внутрь которого по штуцеру 11 подводится давление рабочей среды из объекта, в котором регулятор автоматически поддерживает определенное, наперед заданное, давление. По штуцеру 12 снаружи на сильфон

10 в камеру 13 задатчика подводится давление уплотняющей газообразной среды, выполняющей роль газовой пружины. Нижняя часть 14 штока регулирующего клапана 5 направляется в нижнюю часть крышки 15 и имеет внутренний глухой (замкнутый) канал 16, который

3 11202 сообщается каналами 17 с проходным отверстием седла 2 регулятора. В нижней части канала 16 в стенке штока выполнены сквозные отверстия 18, которые в нижнем положении регулиру5 ющего клапана 5 совмещаются с отверстиями 19 крышки 15 регулятора. В закрытом положении регулирующего клапана 5 отверстия 18 надежно перекрываются, прекращая доступ рабочей среды в канал 16. Соосно регулирующему клапану 5 устанавливается запорный орган в виде дифференциального зблотника 20, снабженного уплотнительным выступом 21, который в закрытом положении взаимодействует с уплотнительным элементом 22. Запорный золотник 20 и регулирующий клапан 5 подпружинены соответственно пружинами 23 и 24. Надпоршневая полость 25 соединена с полостью 26, образованной золотником 20 и корпусом 1 регулятора, трубкой 27. В месте контакта регулирующего клапана 5 и дифференциального золотника 20 предусмотрена дроссельная щель 28, сообщающая через канал 16 полость входного патрубка с выходным, площадь сечения которой определяется выбором соответствующей посадки и которая в открытом положении сообщает полость 29 с полостью 30 высокого давления.

Регулятор давления работает следующим образом.

При отсутствии давления в патрубке 3 регулирующий клапан 5, дифферен-35 циальный золотник 20 и импульсный клапан 9 находятся в положении "Закрыто" (под усилием своих пружин), Давление управляющей среды в полости

13 отсутствует. При подаче рабочей 40 среды во входной патрубок регулирующий клапан 5, дифференциальный золотник 20 и импульсный клапан 9 не изменяет своего положения из-за разгрузки их от действия рабочей среды.

При подаче в полость 13 давления, приблизительно равного давлению редуцирования (давления в регулируемом объекте) импульсно клапан 9 открывается и рабочая среда попадает в над-. поршневую полость 25 и одновременно (или с небольшим запаздыванием) в полость 26, воздействуя на поршень 7 и дифференциальный золотник 20. Поршень 7 совместно с регулирующим 55 клапаном 5, а также золотник 20, преодолевая противодействие своих пружин

24 и 23, перемещается вниз, открывая

96 4 проход рабочей среды в полость 30, а из нее в проходное отверстие седла 2, и далее в выходной патрубок 4. Давле- ние в объекте регулирования (на чертеже не показан) начинает расти и из него попадает по штуцеру 11 во внутрь чувствительного элемента — сильфона

10. При достижении давления в объекте регулирования примерного равенства давления в камере 13 воздушной пружины импульсный клапан 9 под действием своей пружины прикрывается, уменьшая давление в полостях 25 и 26, а регулирующий клапан 5 перемещается к седлу, уменьшая количество рабочей среды, протекающее через седло 2 в выходной патрубок 4. Давление в объекте регулирования, а также внутри сильфона 10 уменьшается, сильфон перемещается вниз, открывая больше импульс ный клапан 9. Давление в полостях 25 и 26 увеличивается, регулирующий клапан 5 перемещается вниз, пропуская больше рабочей среды, вследствие чего давление в объекте регулирования увеличивается. Таким образом, происходит поддержание давления в объекте регулирования в требуемых пределах.

Ва время регулирования давления положение дифференциального золотника 20 не меняется, так как на него в сторону открытия действует суммарное усилие от давления в полости

30 высокого давления и в полости 26, а в сторону закрытия — суммарное усилие, меньшее по величине, от действия пружины 23 и давления в полости 29, редуцированного в щели

28, и по величине больше чем давление в выходном патрубке 4. !

При прекращении расхода рабочей среды из объекта регулирования давление в нем, а значит и в выходном патрубке 4 и внутри сильфона 10 увеличивается, сильфон 10 растягивается, перемещаясь вверх, импульсный клапан 9 закрывается. Давление в полости 25 и 26 уменьшается и поршень ? вместе с регулирующим клапаном 5 перемещается вверх до тех пор, пока регулируюший клапан 5 не сядет на седло 2. В этом положении регули" рующего клапана 5 его отверстия 18, связывающие полость 29 с выходным патрубком 4, перекрываются, прекращая отток рабочей среды из плоскости

29, в которой давление начинает быстро расти, достигая по величине дав1120296 НЮЙЖ ЗЭКОВ 7740/35 Ъираж 841 Подписное

ФИЛиай Шй "Йетеат", г.Уигород, ул. Проектная. 4 пения во входном патрубке 3. Вследствие того, что на дифференциальный золотник 20 со стороны полости 29 действуют большие усилия, чем из полостей 29 и 30 золотник 20 быстро перемещается вверх, герметично перекрывая регулятор в затворе, После герметичного перекрытия в затворе давление в полости 29 снижается, сравниваясь с давлением в выходном патрубке. 4, Регулятор готов к дальнейшей работе.

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемого регулятора давления определяется из экономии затрат на дополнительную запорную и отсечную арматуру, от увеличения службы уплотнительных поверхностей, вынесенных из потока рабочей среды.