Задвижка для регулировки расхода
Изобретение относится к задвижке для измерения и регулировки расхода. Задвижка содержит корпус, имеющий проточный канал, и отвод, расположенный под углом к проточному каналу. В проточном канале установлено дроссельное устройство, имеющее дроссельный элемент, приводимый в действие через отвод, и две точки замера для измерения давления в проточном канале по обе стороны дроссельного устройства. Каждая точка через канал измерения давления соединена с отверстием для измерения давления, причем, по меньшей мере, один канал измерения давления проходит через отвод. Изобретение позволяет расширить возможности в части компоновки задвижки для регулировки расхода. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Данное изобретение относится к задвижке для регулировки расхода, корпус которой имеет проточный канал и отвод, расположенный под углом к проточному каналу, причем в проточном канале установлено дроссельное устройство с дросселирующим элементом, приводимым в действие через отвод, и две точки замера для измерения давления в проточном канале по обе стороны дроссельного устройства, каждая из которых через измерительный канал соединена с патрубком для измерения давления.
Такая задвижка известна, например, из №DE 19619125 C2. В этой задвижке дроссель образован измерительной втулкой, которая установлена перед собственно дроссельным оборудованием. Каналы для измерения давления отведены по обе стороны этой втулки вбок, так что отверстия для измерения давления находятся в боковых поверхностях корпуса задвижки и расположены под углом примерно 45° к отводу и 90° друг к другу.
Такая задвижка предназначена для гидравлической балансировки гидравлической системы, например, водяного отопления с насосом. Благодаря такой балансировке можно привести расход на различных участках наполненной жидкостью системы в соответствие с определенными заданными величинами.
Для этого измеряют давление с обеих сторон дросселя. Если размеры дросселя известны, то по давлению можно вычислить расход. Расход можно изменять при помощи дроссельного устройства.
Также известно, каким образом дроссельное устройство можно применять в качестве регулятора. В этом случае также необходима шкала или другой индикатор, указывающий текущую величину открытия дроссельного устройства.
Независимо от этого требуется возможность измерять давление по обе стороны дросселя, а вместе с тем и перепад давления на дросселе.
Задвижкой для регулировки расхода манипулируют сравнительно редко, как правило, при первоначальном вводе в эксплуатацию гидравлической системы такого рода или после переделок гидравлической системы. Чтобы в другое время задвижка не мешала, ее часто устанавливают в недоступных местах, например, под перекрытиями или в шахтах. Однако поскольку добраться до задвижки можно лишь с трудом, регулировка расхода для наладчика затруднена. Особенно часто проблемой становится установка измерительных датчиков в отверстия. В некоторых случаях это требует от рабочего значительной сноровки.
Задача настоящего изобретения - расширить возможности в части компоновки задвижки для регулировки расхода.
Применительно к задвижке названного типа эта задача решается выведением по меньшей мере одного измерительного канала через отвод.
Это дает дополнительные возможности при размещении отверстий для измерения давления. Теперь уже больше не нужно размещать измерительное отверстие прямо возле места, где измерительный канал соединяется с проточным каналом. Более того, отверстие для измерения давления можно разместить также в районе отвода, где оно более доступно для наладчика. При этом под словом «отвод» понимается все, что отходит от корпуса задвижки под упомянутым углом к проточному каналу. Отвод целиком или частично можно выполнить в моноблоке с корпусом. В качестве отвода можно использовать также отдельную деталь, соединенную с корпусом задвижки. Отвод также можно выполнить из нескольких деталей, причем детали могут собираться в продольном и/или радиальном направлении (относительно отвода), либо также по периметру.
Предпочтительно в отвод помещена гильза, а канал измерения давления образован между гильзой и стенкой отвода, по меньшей мере, на части его длины. Дополнительная обработка самого отвода, как правило, не нужна, но определенная компоновка может потребовать отверстия в стенке отвода для передачи давления наружу.
При этом предпочтительно, чтобы дросселирующий элемент был прикреплен к гильзе. Таким образом, гильза служит для двух целей, а именно, во-первых, она образует канал измерения давления, а во-вторых, несет дросселирующий элемент.
Предпочтительно, оба отверстия для измерения давления выполнены в двух параллельных измерительных патрубках. Это упрощает установку или ввод датчиков давления, поскольку, чтобы вставить датчики в патрубки, оба датчика можно перемещать вместе. Поэтому датчики давления можно соединить друг с другом механически, например, установить их на общем держателе, и таким образом время, необходимое для установки датчиков, практически сокращается вдвое.
Угол между измерительными патрубками и отводом предпочтительно составляет от 20 до 70°. Благодаря этому измерительные патрубки можно разместить между отводом и корпусом, который в этом районе охватывает проточный канал. Так как наладчику в любом случае требуется доступ к отводу, чтобы приводить в действие дросселирующий элемент, можно считать, что в этом месте также доступны отверстия для измерения давления, чтобы в них можно было ввести измерительные датчики.
Предпочтительно измерительные патрубки направлены в пазуху между отводом и продольным участком корпуса задвижки, охватывающим проточный канал. Таким образом, задвижка сохраняет весьма компактные наружные размеры. Все элементы, выступающие из корпуса задвижки, идут, так сказать, из одной точки. Благодаря этому также незначительна опасность того, что за измерительный патрубок могут зацепиться.
Предпочтительно отвод находится между двумя каналами измерения давления, по меньшей мере, на части их длины. Таким образом, отвод служит также для того, чтобы разделить два канала измерения давления. Дополнительные конструктивные элементы для этого не нужны. Это упрощает конструкцию корпуса задвижки.
Предпочтительно, по меньшей мере, одно отверстие для измерения давления помещено в присоединительном элементе, который закреплен на отводе с возможностью вращения. Благодаря этому отверстие можно развернуть относительно отвода и привести его в положение, удобное для установки датчика давления. Это облегчает проведение работ в еще большей степени.
Преимущественно присоединительный элемент выполнен в виде охватывающей отвод насадки. Таким образом, эта насадка образует своего рода манжету, охватывающую отвод в виде кольца. Отвод в свою очередь предоставляет для насадки опору с возможностью вращения, так что получается механически сравнительно прочная конструкция.
Предпочтительно между насадкой и отводом образован кольцевой канал. Кольцевой канал служит частью канала измерения давления. Кольцевой канал позволяет пропустить жидкость под давлением к отверстию для измерения давления, независимо от углового положения насадки относительно отвода.
Предпочтительно между насадкой и корпусом задвижки в районе торца насадки образован кольцевой канал. В таком случае этот канал, т.е. второй кольцевой канал, служит частью канала измерения давления для другого отверстия. Тогда оба канала можно явно отделить друг от друга, а именно один канал поместить на торце насадки, а второй - в районе ее боковой стенки. Это упрощает конструкцию.
Предпочтительно кольцевой канал ограничен наружной стенкой отвода. Таким образом, второй кольцевой канал находится в пазухе между отводом и остальной частью корпуса задвижки, так что эти два элемента образуют две стенки кольцевого канала. В таком случае, с прочих сторон кольцевой канал ограждает сама насадка.
Далее изобретение описывается на основе предпочтительного примера реализации, описание сопровождается чертежами. На чертежах показано следующее:
фиг.1 - вид сверху на задвижку для регулировки расхода;
фиг.2 - разрез по линии I-I с частичным разрезом по линии II-II по фиг.1;
фиг.3 - разрез по линии I-I с частичным разрезом по линии III-III по фиг.1.
Задвижка 1 для регулировки расхода имеет корпус 2, через который проходит проточный канал 3 с входным отверстием 4 и выходным отверстием 5. Направление потока может быть и противоположным. Между входным отверстием 4 и выходным отверстием 5 установлено дроссельное устройство 6 с дросселирующим элементом 8, который установлен с возможностью перемещения вдоль оси 7. Дросселирующий элемент 8 можно перемещать посредством регулировочного шпинделя 9, который для этой цели можно вращать в подробно не показанной винтовой резьбе.
Корпус 1 имеет отвод 10, установленный примерно под прямым углом к продольному участку 11, причем продольный участок 11 проходит параллельно проточному каналу 3. Во-первых, отвод 10 предназначен служить опорой для дросселирующего элемента 8. Для этого дросселирующий элемент 8 помещен в гильзу 12, вставленную в отвод 10. Гильза 12 уплотнена относительно отвода 10 так, что из канала 3 наружу не может проникнуть никакая жидкость.
Дроссельное устройство 6 посредством дросселирующего элемента 8 образует сечение 13 потока, которое можно изменять, чтобы установить необходимый расход через задвижку 1. Чтобы этот расход можно было контролировать, по обе стороны дроссельного устройства 6 предусмотрено по одной точке 14, 15 замера. В обеих точках 14, 15 можно измерять давление, присутствующее в этом месте проточного канала 3. По измеренному перепаду давления и информации о величине сечения 13 потока можно вычислить расход.
Чтобы передать наружу для измерения давление от обеих точек 14, 15, предусмотрено два отверстия 16, 17, каждое из которых выполнено в измерительном патрубке 18, 19. Оба измерительных патрубка 18, 19 являются составной частью соединительного элемента, который выполнен в виде насадки 20 и установлен с возможностью вращения на отводе 10. Между насадкой 20 и отводом 10 помещено два уплотнения 21, 22. Еще одно уплотнение находится между насадкой 20 и продольным участком 11 корпуса 2.
Точка 14 замера через отверстие 24 в корпусе 2 соединена с кольцевым каналом 25, ограниченным насадкой 20, корпусом 2 и отводом 10. Отверстие 16 для измерения давление соединено с кольцевым каналом 25, причем независимо от углового положения насадки 20 относительно отвода 10.
Другая точка 15 замера посредством канала 26, проходящего параллельно оси 7, соединена с кольцевым каналом 27, который соединен с другим отверстием 17 для измерения давления. Способом, который подробно не показан, отвод 10 также можно выполнить из нескольких деталей, по меньшей мере, в районе канала 26, причем первая деталь неподвижно соединена с корпусом 2 или даже образует с ним одно целое, а вторая деталь вставлена в первую деталь или охватывает первую деталь.
Канал 26 образован между гильзой 12 и отводом 10. В данном примере реализации отвод 10 выполнен из нескольких деталей, а именно из детали 28, которая является составной частью корпуса 2 и выступает из него под прямым углом, и детали 29, соединенной с деталью 28 известным способом.
Канал 26 также выполнен как кольцевой канал, охватывающий гильзу 12. Так как канал 26 находится внутри отвода 10, здесь уплотнение наружу не нужно. Напротив, кольцевой канал 27 герметизирован двумя уплотнениями 21, 22.
Как следует из фиг.1, два измерительных патрубка 18, 19 установлены параллельно друг другу. Соответственно, два отверстия 16, 17 для измерения давления также параллельны друг другу. Они закрыты крышками 30, 31. Для измерения нужно лишь снять обе крышки 30, 31. Затем наладчик может одним движением вставить в отверстия 16, 17 не показанные измерительные датчики, закрепленные на общем держателе, который также не показан. Итак, необходима всего лишь одна операция, что существенно облегчает работу наладчика, в частности, если задвижка установлена в труднодоступных местах.
Если вставить датчики давления в отверстия 16, 17 в некотором положении невозможно, то насадку 20 на отводе 10 можно развернуть, чтобы найти более удобное положение для ввода датчиков в отверстия 16, 17.
Два измерительных патрубка 18, 19 делят угол между отводом 10 и продольным участком 11 корпуса 2 примерно пополам. Разумеется, угол, под которым расположены измерительные патрубки 18, 19, не обязательно составляет ровно 45°. Он может лежать в пределах 20-70°. Предпочтительно оба измерительных патрубка 18, 19 направлены в пазуху, образованную между продольным участком 11 корпуса 2 и отводом 10.
Дросселирующий элемент 8 входит в канал 30 с шаровым телом 31. Шаровое тело 31 может быть повернуто вокруг оси 7, чтобы полностью закрыть проточный канал 3. Благодаря этому участок системы, на котором регулируется расход, также можно перекрыть, например, для технического обслуживания.
Шаровое тело 31 зафиксировано кольцевой вставкой 32, которая на своей цилиндрической стенке имеет отверстия 33, через которые подается давление к точке 14 замера.
Если требуется работать с неподвижной расходомерной диафрагмой, ее можно разместить в кольцевой вставке 32. В этом случае в кольцевой вставке 32 перед расходомерной диафрагмой и после нее в направлении потока предусмотрены отверстия 33, соединенные либо с точкой 14 замера, либо с точкой 15 замера.
1. Задвижка (1) для регулировки расхода, содержащая корпус (2), имеющий проточный канал (3) и отвод (10), расположенный под углом к проточному каналу (3), причем в проточном канале (3) установлено дроссельное устройство (6), имеющее дросселирующий элемент (8), приводимый в действие через отвод (10), и имеются две точки (14, 15) замера для измерения давления в проточном канале (3) по обе стороны дросселя, каждая из которых через канал (26, 27) измерения давления соединена с отверстием (17) для измерения давления, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один канал (26) измерения давления проходит через отвод (10).
2. Задвижка по п.1, отличающаяся тем, что в отводе (10) расположена гильза (12), а канал (26) измерения давления образован между гильзой (12) и стенкой отвода, по меньшей мере, на части его длины.
3. Задвижка по п.2, отличающаяся тем, что дросселирующий элемент (8) закреплен на гильзе (12).
4. Задвижка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что оба отверстия (16, 17) для измерения давления выполнены в измерительных патрубках (18, 19), а измерительные патрубки (18, 19) параллельны друг другу.
5. Задвижка по п.4, отличающаяся тем, что угол между измерительными патрубками (18, 19) и отводом (10) составляет от 20 до 70°.
6. Задвижка по п.4, отличающаяся тем, что измерительные патрубки (18, 19) направлены в пазуху между отводом (10) и продольным участком (11) корпуса (2) задвижки, охватывающим проточный канал (3).
7. Задвижка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что отвод (10) находится между каналами (23, 25; 26) измерения давления, по меньшей мере, на части их длины.
8. Задвижка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно отверстие (16, 17) для измерения давления выполнено в соединительном элементе, закрепленном на отводе (10) с возможностью вращения.
9. Задвижка по п.8, отличающаяся тем, что соединительный элемент выполнен в виде насадки (20), охватывающей отвод (10).
10. Задвижка по п.9, отличающаяся тем, что между насадкой (20) и отводом (10) имеется кольцевой канал (27).
11. Задвижка по любому из пп.9 и 10, отличающаяся тем, что между насадкой (20) и корпусом (2) в районе торца насадки (20) образован кольцевой канал (25).
12. Задвижка по п.11, отличающаяся тем, что кольцевой канал (25) ограничен наружной стенкой отвода.
