Регулятор давления
Владельцы патента RU 2384875:
Закрытое акционерное общество "Тепловодоэнергосберегающие технологии" (RU)
Изобретение относится к регулирующей арматуре, в частности к автоматическим регуляторам давления. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и увеличение ресурса регулятора, обеспечение стабильности демпфирования при пульсациях входного давления и при резких изменениях расхода жидкости через регулятор. Регулятор давления содержит корпус, входной и выходной патрубки, фильтр, входную и выходную полости, мембрану, взаимодействующую с подпружиненным штоком и герметизирующую шток по отношению к окружающей среде со стороны выходной полости, затвор, седло, расположенное с зазором по отношению к затвору и разделяющее внутреннюю полость корпуса на входную и выходную полости. Дополнительно в регулятор давления введена вторая мембрана, закрепленная герметично к корпусу и штоку. Эффективная площадь мембраны равна площади проходного сечения седла. Между затвором и второй мембраной установлена пластмассовая втулка с возможностью перемещения относительно корпуса, имеющая по образующей в качестве направляющих фторпластовые вкладыши с продольными каналами для сообщения входной полости с полостью под второй мембраной. При этом фторпластовые вкладыши подпружинены резиновым кольцом, установленным внутри втулки. 2 ил.
Изобретение относится к регулирующей арматуре, в частности к автоматическим регуляторам давления.
Известны регуляторы давления по патентам РФ №№2206116, 2168754, 2117980, 2141128, патентам США №№3960358, 4264961, патентам Германии №№3432494, 4030104 и др.
Известны регуляторы давления, например, по свидетельству на полезную модель RU 11353, работающие по не разгруженной от колебаний входного давления схеме («неразгруженная схема»). Недостатком подобного рода устройств является большая погрешность регулирования.
Известен регулятор давления по заявке №2005112244, где регулятор выполнен по «разгруженной схеме». Данное техническое решение принято за прототип.
Устройство содержит корпус, входной и выходной патрубки, седло, фильтр, уплотнение, затвор, подпружиненную мембрану, коллектор, штуцер для промывки устройства.
Недостатком прототипа является наличие герметизирующего уплотнения штока, подверженного износу вследствие трения при движении штока, и, как результат, изменение демпфирующего усилия при колебаниях штока вплоть до появления негерметичности уплотнения.
Задачей изобретения является повышение надежности и увеличение ресурса регулятора, обеспечение стабильности демпфирования при пульсациях входного давления и при резких изменениях расхода жидкости через регулятор.
Задача решается тем, что в регуляторе давления, содержащем корпус, входной и выходной патрубки, фильтр, входную и выходную полости, первую мембрану, взаимодействующую с подпружиненным штоком, и герметизирующую шток по отношению к окружающей среде со стороны выходной полости и являющуюся чувствительным элементом регулятора, затвор, седло, расположенное с зазором по отношению к затвору и разделяющее внутреннюю полость корпуса на входную и выходную полости, введена вторая мембрана, закрепленная герметично к корпусу и штоку, обеспечивающая герметичность штока по отношению к окружающей среде со стороны входной полости, а ее эффективная площадь равна площади проходного сечения седла, что делает схему регулятора «разгруженной», т.е. не зависящей от входного давления.
Корме того, между затвором и второй мембраной установлена пластмассовая втулка со вставленными по образующей фторпластовыми вкладышами, имеющими продольные каналы для сообщения входной полости с полостью под второй мембраной. Вкладыши подпружинены резиновым кольцом, установленным внутри втулки. Вкладыши выполняют роль демпфирующего элемента для гашения колебаний затвора в процессе регулирования.
На Фиг.1 изображен предлагаемый регулятор расхода, на Фиг.2 - сечение по А-А втулки 14, резинового кольца 18, вкладыша 16 (повернуто), где:
1 - корпус;
2 - входной патрубок;
3 - выходной патрубок;
4 - фильтр;
5 - стакан;
6 - седло;
7 - входная полость;
8 - выходная полость;
9 - пружина;
10 - шток;
11 - затвор;
12 - первая мембрана;
13 - вторая мембрана;
14 - втулка;
15 - пазы;
16 - вкладыш;
17 - подмембранная полость второй мембраны;
18 - резиновое кольцо.
Регулятор давления содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки, фильтр 4, входную 7 и выходную 8 полости, первую мембрану 12, взаимодействующую с подпружиненным штоком 10 и герметизирующую шток 10 по отношению к окружающей среде со стороны выходной полости 8, затвор 11, седло 6, расположенное с зазором по отношению к затвору 11 и разделяющее внутреннюю полость корпуса на входную 7 и выходную 8 полости, вторую мембрану 13, закрепленную герметично к корпусу 1 и штоку 10, обеспечивающую герметичность штока 10 по отношению к окружающей среде со стороны входной полости 7, а ее эффективная площадь равна площади проходного сечения седла 6. Корме того, между затвором 11 и второй мембраной 13 установлена пластмассовая втулка 14, имеющая по образующей фторпластовые вкладыши 16 с продольными каналами 17 для сообщения входной полости 7 с полостью под второй мембраной 13. Вкладыши 16 подпружинены резиновым кольцом, установленным внутри втулки 14.
Работает предложенный регулятор следующим образом.
Жидкость через входной патрубок 2 корпуса 1 и фильтр 4 попадает во входную полость 7 регулятора давления и через зазор между затвором 11 и седлом 6 - в выходную полость 8 и далее в выходной патрубок 3.
При повышении давления жидкости в выходной полости 8 сила, возникающая на первой мембране 12, увеличивается и через шток 10, преодолевая силу трения вкладышей 16 о стакан 5, передается на пружину 9, сжимая ее. Зазор между затвором 11 и седлом 6 уменьшается, увеличивая сопротивление потоку жидкости, снижая тем самым давление в выходной полости 8.
При снижении давления в выходной полости 8 пружина 9 приводит шток 10, затвор 11 и обе мембраны 12 и 13 в исходное положение.
При движении закрепленной на штоке 10 втулки 14 относительно закрепленного в корпусе 1 стакана 5 жидкость попадает в подмембранную полость 17 второй мембраны 13 через пазы втулки 15, что обеспечивает демпфирование системы «затвор 11 - шток 10 - пружина 9» относительно корпуса 1 регулятора.
Фторпластовые вкладыши 16, подпружиненные резиновым кольцом 18 и взаимодействующие со стаканом 5, обеспечивают прямолинейное движение штока 10, а возникающая при этом сила трения создает дополнительное демпфирующее усилие.
Таким образом, введение второй мембраны, а также пластмассовой втулки с вкладышами и каналами позволяет избежать подверженных износу подвижных уплотнений и дает возможность обеспечить стабильность демпфирования при пульсациях входного давления и при резких изменениях расхода жидкости через регулятор и увеличить ресурс регулятора.
Все детали регулятора изготавливаются по известным и отработанным в промышленности технологиям.
Регулятор давления, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, фильтр, входную и выходную полости, мембрану, взаимодействующую с подпружиненным штоком и герметизирующую шток по отношению к окружающей среде со стороны выходной полости, затвор, седло, расположенное с зазором по отношению к затвору и разделяющее внутреннюю полость корпуса на входную и выходную полости, отличающийся тем, что в него введена вторая мембрана, закрепленная герметично к корпусу и штоку, обеспечивающая герметичность штока по отношению к окружающей среде со стороны входной полости, а ее эффективная площадь равна площади проходного сечения седла, а между затвором и второй мембраной установлена пластмассовая втулка с возможностью перемещения относительно корпуса, которая имеет по образующей в качестве направляющих фторопластовые вкладыши с продольными каналами для сообщения входной полости с полостью под второй мембраной, при этом фторопластовые вкладыши подпружинены резиновым кольцом, установленным внутри втулки.
