Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости



Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости
Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости
Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости
Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости
Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости
Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости
Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости
Разгруженный клапанный канал для регулятора жидкости

 


Владельцы патента RU 2635339:

ЭМЕРСОН ПРОЦЕСС МЕНЕДЖМЕНТ РЕГЬЮЛЭЙТОР ТЕКНОЛОДЖИЗ, ИНК. (US)

Изобретение относится к газовым регуляторам и, более конкретно, к газовым регуляторам с разгруженными клапанными каналами. Устройство управления регулировочного канала содержит элемент управления с плунжером клапана, присоединенного к штоку клапана, и лабиринт детектирования давления, формируемый по меньшей мере частично плунжером клапана. Лабиринт детектирования давления предусмотрен для гидравлической связи между уплотняющей поверхностью плунжера клапана и регулировочной диафрагмы, закрепленной внутри элемента управления. Лабиринт детектирования давления содержит по меньшей мере два протока детектирования давления. Первый проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана и обладающий входным участком, пролегающим через плунжер клапана вдоль по центральной оси элемента управления; и по меньшей мере один второй проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана. Причем первый проток детектирования давления и указанный по меньшей мере один второй проток детектирования давления находятся в гидравлической связи с регулировочной полостью таким образом, что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, эквивалентно давлению жидкости, присутствующей в регулировочной полости с целью приложения эквивалентной и противоположной первой и второй сил к уплотняющей поверхности плунжера клапана и первой поверхности регулировочной диафрагмы соответственно. Настройка производится таким образом, что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, также присутствует на регулировочной диафрагме, приводя к тому, что эквивалентная и противоположная силы прилагаются к элементу управления. Технический результат – исключение уменьшения пропускной способности при возрастании входного давления выше 8 бар. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к газовым регуляторам и, более конкретно, к газовым регуляторам с разгруженными клапанными каналами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Давление, при котором обычная распределительная система поставляет газ, может изменяться в соответствии с требованиями, предъявляемыми к системе, климатом, источником поставки и/или другими факторами. Однако большинство устройств конечных пользователей оборудованных такими приборами как котлы, печи и т.д. требуют поставки газа в соответствии с предварительно определенным давлением и на максимальной или более низкой пропускной способности газового регулятора. Таким образом, газовые регуляторы применяются в этих распределительных системах для обеспечения соответствия параметров поставляемого газа требованиям устройств конечных пользователей. Обычные газовые регуляторы, в общем, содержат приводной элемент контроллера с обратной связью для детектирования и управления давлением поставляемого газа.

[0003] Дополнительно к управлению с обратной связью, некоторые традиционные газовые регуляторы содержат разгруженный клапанный канал для улучшения реагирования газового регулятора на изменения давления нагнетаемого потока. Разгруженный клапанный канал приспособлен к уменьшению влияния входного давления на работу газового регулятора. Входное давление вступает в гидравлическую связь с регулировочной диафрагмой для приложения силы к элементу управления газового регулятора в противоположном направлении к силе входного давления. Соответственно, при изменении входного давления соответствующая сила прилагается для уравновешивания силы, создаваемой входным давлением, как это дополнительно описано ниже, таким образом, что газовый регулятор действует только в соответствии с выходным давлением.

[0004] Как будет более подробно описано, в обычных регуляторах, имеющих разгруженные клапанные каналы, часть жидкости, протекающей через газовые регуляторы, может проходить через протоки, расположенные в элементе управления, причем протоки открыты для регулировочной полости, так что по меньшей мере частично формируются регулировочной диафрагмой. Такая конфигурация позволяет работать с большой пропускной способностью при малых входных давлениях. Однако при открытии клапана входное давление, действующее на регулировочную диафрагму, не остается постоянным. Точнее, измеряемое давление может уменьшаться при открытии клапана, приводя к феномену, известному как "ослабление", и нестабильности в газовом регуляторе.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Один из аспектов описания настоящего изобретения включает устройство регулирования жидкости, содержащее корпус клапана, формирующий вход и выход и клапанный канал, расположенный между входом и выходом. Устройство может дополнительно содержать корпус канала, расположенный в корпусе клапана и формирующий центральный цилиндрический канал. Устройство может дополнительно содержать элемент управления, выполненный с возможностью по меньшей мере частично скользить и расположенный в центральном цилиндрическом канале корпуса канала, приспособленного к скольжению элемента управления вдоль центральной оси между закрытым положением, прилегая к клапанному каналу, и открытым положением, на удалении от клапанного канала. Элемент управления может содержать шток клапана и плунжер клапана, присоединенный к штоку клапана, причем плунжер клапана формирует уплотняющую поверхность, приспособленную к герметическому прилеганию к клапанному каналу, если элемент управления находится в закрытом положении. Устройство может дополнительно содержать регулировочную диафрагму, прикрепленную к элементу управления и корпусу канала. Регулировочная диафрагма может иметь противоположные первую и вторую поверхности диафрагмы. Устройство может дополнительно содержать регулировочную полость, расположенную в части корпуса канала между внутренней поверхностью корпуса канала и первой поверхностью регулировочной диафрагмы. В конце концов, устройство может дополнительно содержать первый проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана и находящийся в гидравлической связи с регулировочной полостью, так что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, также присутствует в регулировочной полости с целью приложения эквивалентных первой и второй сил к уплотнительной поверхности плунжера клапана и первой поверхности регулировочной диафрагмы соответственно. Первый проток детектируемого давления обладает участком входа, пролегающим через плунжер клапана по центральной оси элемента управления.

[0006] Другой аспект описания настоящего изобретения включает устройство управления регулировочного канала для устройства управления потоком жидкости, содержащего корпус канала, формирующего центральный цилиндрический канал. Устройство может дополнительно содержать шток клапана, имеющий центральную продольную ось и по меньшей мере частично расположенный в корпусе клапана для возвратно-поступательного смещения вдоль центральной продольной оси. Устройство может дополнительно содержать плунжер клапана, соединенный со штоком клапана и формирующий уплотняющую поверхность, приспособленную к герметическому прилеганию к клапанному каналу устройства управления потоком жидкости. Устройство может дополнительно содержать регулировочную диафрагму, функционально подсоединенную между плунжером клапана и корпусом клапана, причем регулировочная диафрагма обладает противоположными первой и второй поверхностями диафрагмы. Устройство может дополнительно содержать регулировочную полость, выполненную в части корпуса канала между внутренней поверхностью корпуса канала и первой поверхностью регулировочной диафрагмы. В конце концов, устройство может дополнительно содержать первый проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана и в гидравлической связи с регулировочной полостью, так что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, также присутствует в регулировочной полости для приложения эквивалентной и противоположной первой и второй сил к уплотнительной поверхности плунжера клапана и первой поверхности регулировочной диафрагмы соответственно. Первый проток детектируемого давления обладает участком входа, пролегающим через плунжер клапана по центральной оси штока клапана.

[0007] Еще один аспект описания настоящего изобретения включает устройство управления регулировочного канала для устройства управления потоком жидкости, содержащего корпус канала, формирующего центральный цилиндрический канал. Устройство может дополнительно содержать шток клапана, имеющий центральную продольную ось и по меньшей мере частично расположенный в корпусе клапана для возвратно-поступательного смещения вдоль центральной продольной оси. Устройство может дополнительно содержать плунжер клапана, соединенный со штоком клапана и формирующим уплотняющую поверхность, приспособленную к герметическому прилеганию к клапанному каналу устройства управления потоком жидкости. Устройство может дополнительно содержать регулировочную диафрагму, функционально подсоединенную между плунжером клапана и корпусом клапана, причем регулировочная диафрагма обладает противоположными первой и второй поверхностями диафрагмы. Устройство может дополнительно содержать регулировочную полость, выполненную в части корпуса канала между внутренней поверхностью корпуса канала и первой поверхностью регулировочной диафрагмы. В конце концов, устройство может дополнительно содержать лабиринт детектирования давления, формируемый по меньшей мере частично плунжером клапана и обеспечивающий гидравлическую связь между уплотняющей поверхностью плунжера клапана и регулировочной полостью таким образом, что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, также присутствует в регулировочной полости с целью приложения эквивалентной и противоположной первой и второй сил к уплотнительной поверхности плунжера клапана и первой поверхности регулировочной диафрагмы соответственно. Лабиринт детектирования давления содержит по меньшей мере один проток первого давления, включающий пролегание от уплотняющей поверхности в плунжер клапана вдоль центральной оси управляющего элемента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг. 1 иллюстрирует вид сбоку в разрезе регулятора, оборудованного одной версией обычного устройства управления регулировочного канала.

[0009] Фиг. 2 иллюстрирует вид сбоку в разрезе второй версии обычного устройства управления регулировочного канала для использования в регуляторе, подобного проиллюстрированному на Фиг. 1.

[0010] Фиг. 3 представляет собой график, иллюстрирующий пропускную способность потока в зависимости от входного давления обычного устройства управления регулировочного канала из Фиг. 2.

Фиг. 4 иллюстрирует вид сбоку в разрезе первой версии устройства управления регулировочного канала описания настоящего изобретения приспособленного для использования в регуляторе подобного проиллюстрированному на Фиг. 1, например.

[0011] Фиг. 5 представляет собой график, иллюстрирующий пропускную способность потока в зависимости от входного давления устройства управления регулировочного канала из Фиг. 4.

[0012] Фиг. 6 иллюстрирует вид сбоку в разрезе второй версии устройства управления регулировочного канала описания настоящего изобретения приспособленного для использования в регуляторе подобного проиллюстрированному на Фиг. 1, например.

[0013] Фиг. 7 представляет собой график, иллюстрирующий пропускную способность потока в зависимости от входного давления устройства управления регулировочного канала из Фиг. 6.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] Фиг. 1 иллюстрирует устройство управления потоком жидкости 10 (например, газовый регулятор), содержащее одну версию обычного устройства управления регулировочного канала 12. Дополнительно, проиллюстрированное устройство управления потоком жидкости 10 содержит приводной элемент 14, соединенный с корпусом клапана 16. Корпус клапана 16 содержит вход 18, выход 20 и клапанный канал 22, расположенный между входом 18 и выходом 20. Приводной элемент 14 является приводом на основе диафрагмы и содержит корпус приводного элемента 24, содержащий диафрагму 26 и устройство управления 28. Устройство управления 28 функционально соединено с движимым элементом управления 40 устройства управления регулировочного канала 12. Более подробно, устройство управления 28 содержит пружину управления 30, расположенную над диафрагмой 26 и управляющим поршнем 32, проходящим через и под диафрагмой 26. Управляющий поршень 32 функционально соединен с рычагом 34, который выборочно управляется штоком приводного элемента 36.

[0015] В обычном устройстве управления потоком жидкости 10 (Фиг. 1) пружина управления 30 смещала диафрагму 26 и управляющий поршень 32 вниз, пока давление из выхода 20 корпуса клапана 16 не передастся в поддиафрагменную часть диафрагмы 26 для компенсации силы, приложенной пружиной управления 30. Как проиллюстрировано на Фиг. 1, трубка Пито 38 предусматривается для передачи выходного давления в нижнюю часть диафрагмы 26, но это скорее пример в описательных целях. Другие версии описанного устройства управления потоком жидкости 10 могут выполнить эту передачу без трубки Пито 38, или с внешним трубопроводом, или по другому, например. Сделано так, что во время нормальной работы устройства управления потоком жидкости 10 приводной элемент 14 управляет положением элемента управления 40 устройства управления регулирующего канала 12 между закрытым положением герметизирующим клапанный канал 22 корпуса клапана 16, как проиллюстрировано на Фиг. 1, и открытым положением, удаленным от канала клапана 22 известным образом.

[0016] Обратимся теперь к Фиг. 2, которая иллюстрирует одно обычное устройство управления регулировочного канала 12. Устройство 12, проиллюстрированное на Фиг. 2, несколько отличается от устройства 12, проиллюстрированного на Фиг. 1, но в общем работает также. Как проиллюстрировано на Фиг. 2, элемент управления 40 проиллюстрированного обычного устройства управления регулировочного канала 12 содержит плунжер клапана 42, прикрепленный к штоку клапана 44 для скользящего смещения вдоль центральной продольной оси А в соответствии с работой приводного элемента 14 (проиллюстрирован на Фиг. 1). Устройство 12 дополнительно содержит корпус канала 46, который формирует центральный цилиндрический канал 48, в котором расположен плунжер клапана 42 с возможностью скольжения. Более того, устройство 12 содержит регулировочную диафрагму 50, соединенную между корпусом канала 46 и элементом управления 40. Регулировочная полость 52 выполнена в корпусе канала 46 между регулировочной диафрагмой 50 и внутренней поверхностью 54 корпуса канала 46. В конце концов элемент управления 40 формирует одно или более протоков детектирования давлений 56, предоставляющих гидравлическую связь между уплотняющей поверхностью 58 плунжера клапана 42 и регулировочной полостью 52. Одна или более проток детектирования давления 56 сделаны таким образом, что входное давление жидкости, действующее на уплотняющую поверхность 58 плунжера клапана 42, передается на регулирующую полость 52 и прилагается к регулировочной диафрагме 50. Силы, прилагаемые к уплотняющей поверхности 58 и регулировочной диафрагме 50, эквивалентны и противоположны, таким образом минимизируются эффекты входного давления жидкости на работу устройства управления потоком жидкости 10.

[0017] Как проиллюстрировано, в обычном элементе управления 40, одна или более проток детектирования давлений 56 содержит одну или более извилистых проток, имеющих входные участки 56а, расположенные параллельно и удаленные радиально наружу от центральной оси А элемента управления 40. В некоторых версиях входные участки 56а одной или более проток детектирования давления 56 могут содержать множество удаленных по кругу сквозных отверстий, проходящих через плунжер клапана 42. В другой версии один или более протоков детектирования давления 56 могут содержать один входной участок 56а, формируемый одним промежутком в форме полого цилиндра, расположенным между расположенными концентрически внутренними и внешними частями 42а, 42б клапанного канала 42. В любом случае, как показано, входной участок(ки) 56а передает в один или более радиально направленных в середину участков 56б, затем в один или более аксиально направленных участков 56в, затем в один или более радиально наружу направленных участков 56г и наконец к регулирующей полости 52 для приложения силы к верхней поверхности регулирующей диафрагмы 50.

[0018] В то время как упомянутый ранее обычный элемент управления регулировочного канала клапана 12 в достаточной мере передает давление регулирующей полости 52 при многих рабочих ситуациях, его работоспособность спадает на относительно высоких входных давлениях. Например, обратимся к Фиг. 3, тестирование показало, что до примерно 8 бар входного давления (то есть давления на входе 18 корпуса клапана 16) обычное устройство 12 из Фиг. 2 обеспечивает расчетную пропускную способность, которая постоянно растет. Однако при возрастании входного давления выше примерно 8 бар расчетная пропускная способность начинает уменьшаться, что может быть нежелательно.

[0019] Таким образом, Фиг. 4 иллюстрирует одну версию устройства управления регулирующего канала 112, собранного в соответствии с принципами описания настоящего изобретения и размещенного в корпусе клапана 16 устройства управления потоком жидкости 10 (Фиг. 1). Устройство управления 112 сконструировано подобно устройству управления 12, описанному ссылаясь на Фиг. 2 с различными исключениями, которые будут описаны. Как показано, устройство управления 112 содержит корпус канала 114, элемент управления 116 и регулирующую диафрагму 118. Корпус канала 114 формирует центральный цилиндрический канал 120, в котором элемент управления 116 расположен с возможностью скользящего движения вдоль центральной продольной оси А элемента управления 116. Элемент управления 116 содержит плунжер клапана 122 и шток клапана 124. Плунжер клапана 122 с помощью резьбы соединен с концом штока клапана 124 с помощью соединителя плунжера 126 и резьбовой крепежной детали 128, проходящей через центральное отверстие 130 плунжера клапана 122. Регулировочная диафрагма 118 соединена между корпусом 114 и элементом управления 116 известным способом для определения регулировочной полости 132 внутри корпуса канала 114. Более конкретно, в описанной версии регулировочная диафрагма 118 содержит противоположные первую и вторую поверхности 118а, 1186, причем первая поверхность 118а сверху по отношению к ориентации Фиг. 4 и таким образом формирует верхнюю поверхность регулирующей полости 132.

[0020] Плунжер клапана 122 содержит внешний участок плунжера 122а и внутренний участок плунжера 122б, расположенный радиально внутри внешней части плунжера 122а. В варианте, проиллюстрированом на Фиг. 4, элемент управления 116 формирует лабиринт детектирования давления 134, который обеспечивает гидравлическую связь между уплотняющей поверхностью 136 плунжера клапана 122 и регулирующей полостью 132 так, что эквивалентные и противоположные первая и вторая силы прилагаются к уплотняющей поверхности 136 и первой поверхности 118а регулирующей диафрагмы 118 соответственно во время работы устройства 10. Как проиллюстрировано на Фиг. 4, лабиринт детектирования давления 134 содержит по меньшей мере один первый проток детектирования давления 138, формируемого резьбовой крепежной деталью 128, удерживающей плунжер клапана 122 на штоке клапана 124 с помощью соединителя плунжера 126. Более конкретно, резьбовая крепежная деталь 128 содержит отверстие 140, по меньшей мере часть которого формирует первый проток детектирования давления 138. Таким образом, отверстие 140 содержит первый участок 140а, пролегающий в крепежную деталь 128 из головной части 142 крепежной детали 128 и вдоль центральной оси А элемента управления 116. Отверстие 140 дополнительно содержит второй участок 140б, пролегающий перпендикулярно и радиально наружу от первого участка 140а и наружу от радиальной боковой стенки крепежной детали 128. Таким образом, как может быть очевидно, по меньшей мере первый участок 140а сквозного отверстия 140 формирует первый проток детектирования давления 138 лабиринта детектирования давления 134, и располагается в центре плунжера клапана 122, и пролегает через центральное отверстие 130, так как оно пролегает к регулирующей полости 132. Как дополнительно проиллюстрировано, при выходе второго участка 140б отверстия 140 из боковой стенки детали крепления 128 он соединяется или передается с одним или более первых направленных радиально наружу участков 144 лабиринта детектирования давления 134, затем к одному или более аксиально направленным участкам 146 лабиринта детектирования давления 134, затем к одному или более вторым направленным радиально наружу участкам 148 лабиринта детектирования давления 134 и в конце концов к регулировочной полости 132 для приложения силы к первой поверхности 118а регулировочной диафрагмы 118. В описанной версии один или более первых направленных радиально наружу участков 144 может быть определен зазором, аксиально расположенным между соединителем плунжера 126 и внутренним участком плунжера 122б плунжера клапана 122. Более того, один или более направленных аксиально участков 146 и один или более вторых направленных радиально наружу участков 148 могут быть определены одним или более отверстиями, сформированными (например, с помощью механической обработки) в соединителе плунжера 126. Другие конфигурации элемента управления 116 и различные протоки лабиринта 134 предназначены, чтобы быть в пределах объема описания настоящего изобретения.

[0021] Как дополнительно проиллюстрировано на Фиг. 4, лабиринт детектирования давления 134 представленной версии устройства управления регулировочного канала 112 дополнительно содержит по меньшей мере один второй проток детектирования давления 150, пролегающий через плунжер клапана 122 и, более конкретно, расположенный между внешним и внутренним участками 122а, 122б. По меньшей мере один второй проток детектирования давления 150 может быть определен как располагающийся между внешней радиальной поверхностью 152 внутреннего участка плунжера 1226 и внутренней радиальной поверхностью 154 внешнего участка плунжера клапана 122а. В некоторых версиях по меньшей мере один второй проток детектирования давления 150 может содержать множество радиально удаленных отверстий в плунжере клапана 122, каждое расположенное параллельно и удаленные радиально в направлении наружу от первого протока детектирования давления 138 и, таким образом, также параллельно и радиально удаленно в направлении наружу от центральной продольной оси А элемента управления 116. В других версиях по меньшей мере один второй проток детектирования давления 150 могут содержать цилиндрический полый зазор или полость, расположенную между внутренним и внешним участками 122б, 122а. Независимо от конкретной конфигурации по меньшей мере один второй проток детектирования давления 150 связывается напрямую с одним или более первых направленных радиально наружу участков 144 и в регулировочную полость 132 по оставшемуся лабиринту детектирования давления 134 способом, подобным первому протоку детектирования давления 128, описанному выше. Однако в конкретном варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 4, по меньшей мере один второй проток детектирования давления 150 блокирован или герметически уплотнен так, что жидкость не может пройти через оставшуюся часть лабиринта 134. В одном варианте реализации изобретения, в котором второй проток детектирования давления 150 содержит полый зазор цилиндрической формы, как показано, герметизирующий элемент 156, такой как О-кольцо, может быть расположен во втором протоке детектирования давления 150. В других версиях, в которых по меньшей мере один второй проток детектирования давления 150 содержит множество вертикальных отверстий, герметизирующий элемент 156 может содержать множество герметизирующих шариков или других материалов, прижимаемых в отдельные отверстия. Независимо от конкретной конфигурации, герметизирующий элемент 150 предоставляет гидравлическое надежное уплотнение между внешней радиальной поверхностью 152 внутреннего участка плунжера 122б и внутренней радиальной поверхностью 154 внешнего участка плунжера 122а. С по меньшей мере одним вторым протоком детектирования давления 150, загерметизированным, как описано, только первый проток детектирования давления 138 обеспечивает гидравлическую связь с регулировочной полостью 132 по лабиринту 134.

[0022] С устройством управления регулировочного канала 112, проиллюстрированным на Фиг. 4, собранным, как описано, тестирование показало улучшенные рабочие характеристики относительно обычного устройства 12, описанного со ссылкой на Фиг. 2. Например, Фиг. 5 иллюстрирует сравнение в графической форме обычного устройства управления 12 (сплошная линия) и устройства управления 112 из Фиг. 4 (точечная линия). Как можно заметить, при увеличении входного давления с устройством управления 112 (Фиг. 4) расчетная пропускная способность непрерывно растет без каких-либо спадов из-за высоких давлений. Это постоянное увеличение пропускной способности желательно для множества приложений.

[0023] Хотя устройство управления регулировочного канала 112 в версии, проиллюстрированной на Фиг. 4, содержит плунжер клапана 122, имеющий по меньшей мере один второй проток детектирования давления 150, герметизированный одним или более герметизирующими элементами 156, могут быть сконструированы альтернативные версии плунжера клапана 122 вообще без по меньшей мере одного второго протока детектирования давления 150 вообще. Таким образом, должно быть понятно, что версия, проиллюстрированная на Фиг. 4, может быть легко получена модифицированием обычного устройства управления 12, проиллюстрированного на Фиг. 2. Например, начиная с устройства управления 12 (Фиг. 2), один или более герметизирующих элементов 156 могут быть вставлены в один или более входных участков 56а герметизируя таким образом один или более протоков детектирования давления 56. Дополнительно, обычная крепежная деталь, которая проиллюстрирована на Фиг. 2 как удерживающая плунжер клапана 42 на штоке клапана 44, может быть удалена и заменена крепежной деталью 128, описанной со ссылкой на Фиг. 4. Так спроектированная крепежная деталь 128 может обеспечить желаемый первый проток детектирования давления 138 для обеспечения желаемой гидравлической связи с регулировочной полостью 54. Таким образом, можно заметить, что настоящее изобретение также предоставляет простой способ и/или способы для подгонки или модифицирования обычного устройства 12.

[0024] Фиг. 6 иллюстрирует другую версию устройства управления регулировочного канала 112 (Фиг. 4) с той только разницей, что герметизирующий элемент 156 был удален из по меньшей мере одного второго протока детектирования давления 150 лабиринта детектирования давления 134. Спроектировано таким образом, что давление жидкости на уплотняющей поверхности 136 плунжера клапана 122 может свободно передаваться с помощью регулировочной полости 132 в корпусе канала 114 с помощью как первого протока детектирования давления 138, так и по меньшей мере одним вторым протоком детектирования давления 150.

[0025] Тестирование с использованием устройства управления регулировочного канала 112, проиллюстрированного на Фиг. 6, показало улучшенные рабочие характеристики по отношению к обычному устройству 12, проиллюстрированному со ссылкой на Фиг. 2, и относительно устройства управления регулировочным каналом 112 (Фиг. 4). Например, Фиг. 7 иллюстрирует сравнение в графической форме обычного устройства управления 12 (сплошная линия), устройства управления 112 (Фиг. 4) (точечная линия) и устройства управления 112 (Фиг. 6, штрихованная линия). Как можно заметить, при увеличении входного давления с устройством управления 112 (Фиг. 6), расчетная пропускная способность непрерывно растет без каких-либо спадов из-за высоких давлений, подобно устройству управления, проиллюстрированному на Фиг. 4. Как упоминалось ранее, это постоянное увеличение пропускной способности желательно для множества приложений. Дополнительно, по сравнению с устройством управления (Фиг. 4), устройство управления (Фиг. 6) также демонстрирует общую расчетную пропускную способность по входным давлениям, сравнимую с расчетными пропускными способностями обычного устройства управления 12. Соответственно, в дополнение к обеспечению преимуществ постоянного увеличения расчетной пропускной способности, устройство управления 112 (Фиг. 6) демонстрирует тоже и на более высоких пропускных способностях, что может быть желательно в определенных ситуациях.

[0026] Хотя устройства управления 112, описанные здесь, были описаны как содержащие крепежную деталь 128, формирующую отверстие 140 для части лабиринта детектирования давления 134, пролегающего вдоль центральной продольной оси А элемента управления 116, другие варианты реализации изобретения попадают в объем настоящего описания. Например, в некоторых версиях устройства 112, плунжер клапана 122 и шток клапана 124 могут быть сконструированы как одна деталь и, соответственно, крепежная деталь 128 не будет нужна. В таких случаях отверстие 140, формирующее первый проток детектирования давления 138, пролегающий вдоль центральной продольной оси А, может быть сформирован механической обработкой или другим способом прямо в элементе управления 116.

[0027] Таким образом, из выше упомянутого должно быть понятно, что устройства управления регулировочных клапанных каналов 112 (Фиг. 4 и Фиг. 6) преимущественно обеспечивают непрерывный рост расчетной пропускной способности на различных входных давлениях, включая входные давления свыше 8 бар. Это гарантирует оптимальные рабочие параметры во множестве ситуаций. Более того, устройство управления (Фиг. 6) обеспечивает постоянное увеличение расчетной пропускной способности на в целом более высоких пропускных способностях, чем версия (Фиг. 4), подобных этим реальным расчетным пропускным способностям обычных устройств управления регулировочных каналов клапанов 12.

1. Устройство регулирования жидкости, содержащее:

корпус клапана, формирующий вход, выход и клапанный канал, расположенный между входом и выходом;

корпус канала, расположенный в корпусе клапана и формирующий центральный цилиндрический канал;

элемент управления, выполненный с возможностью по меньшей мере частично скользить в центральном цилиндрическом отверстии корпуса канала, приспособленного для смещения элемента управления вдоль центральной оси между закрытым положением, прилегая к каналу клапана, и открытым положением, удаленным от канала клапана, причем элемент управления содержит шток клапана и плунжер клапана, присоединенный к штоку клапана, и плунжер клапана формирует уплотняющую поверхность, приспособленную к герметическому прилеганию к каналу клапана, в случае если элемент управления находится в закрытом положении;

регулировочную диафрагму, соединенную между элементом управления и корпусом канала, причем регулировочная диафрагма обладает противоположными первой и второй поверхностями диафрагмы;

регулировочную полость, расположенную в части корпуса канала между внутренней поверхностью корпуса канала и первой поверхностью регулировочной диафрагмы;

первый проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана и обладающий входным участком, пролегающим через плунжер клапана вдоль по центральной оси элемента управления; и

по меньшей мере один второй проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана; причем

первый проток детектирования давления и указанный по меньшей мере один второй проток детектирования давления находятся в гидравлической связи с регулировочной полостью таким образом, что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, эквивалентно давлению жидкости, присутствующей в регулировочной полости с целью приложения эквивалентной и противоположной первой и второй сил к уплотняющей поверхности плунжера клапана и первой поверхности регулировочной диафрагмы соответственно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что плунжер клапана дополнительно содержит центральное отверстие, пролегающее вдоль по центральной оси элемента управления и крепежную деталь плунжера, расположенную в центральном отверстии и прикрепляющую плунжер клапана к штоку клапана, причем крепежная деталь плунжера формирует по меньшей мере часть внутреннего участка первого протока детектирования давления.

3. Устройство по любому из пп. 1 или 2, отличающееся тем, что

плунжер клапана содержит внешний участок плунжера и внутренний участок плунжера, расположенный радиально внутри внешнего участка плунжера; и

по меньшей мере один второй проток детектирования давления расположен между внешней стенкой внутреннего участка плунжера и внутренней стенкой внешнего участка плунжера.

4. Устройство по п. 3, дополнительно содержащее герметизирующий элемент, расположенный в по меньшей мере одном втором протоке детектирования давления и предоставляющий надежное гидравлическое уплотнение между внутренним и внешним участками плунжера.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что по меньшей мере один второй проток детектирования давления содержит полое цилиндрическое пространство, расположенное между внутренним и внешним участками плунжера.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что герметизирующий элемент содержит О-кольцо, размещенное в полом цилиндрическом пространстве.

7. Устройство управления регулировочного канала для устройства управления потоком жидкости, содержащее:

корпус канала, формирующий центральный цилиндрический канал;

шток клапана, имеющий центральную продольную ось и по меньшей мере частично расположенный в корпусе клапана для возвратно-поступательного смещения вдоль центральной продольной оси;

плунжер клапана, соединенный со штоком клапана и формирующий уплотняющую поверхность, приспособленную к герметическому прилеганию к клапанному каналу устройства управления потоком жидкости;

регулировочную диафрагму, функционально соединенную между плунжером клапана и корпусом клапана, причем регулировочная диафрагма обладает противоположными первой и второй поверхностями диафрагмы;

регулировочную полость, расположенную в части корпуса канала между внутренней поверхностью корпуса канала и первой поверхностью регулировочной диафрагмы;

первый проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана и находящийся в гидравлической связи с регулировочной полостью таким образом, что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, эквивалентно давлению жидкости, присутствующей в регулировочной полости с целью приложения эквивалентной и противоположной первой и второй сил к уплотняющей поверхности плунжера клапана и первой поверхности регулировочной диафрагмы соответственно, причем первый проток детектирования давления обладает входным участком, пролегающим через плунжер клапана вдоль по центральной оси штока клапана; и

по меньшей мере один второй проток детектирования давления, пролегающий через плунжер клапана и находящийся в гидравлической связи с регулировочной полостью.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что плунжер клапана дополнительно содержит центральное отверстие, пролегающее вдоль по центральной оси элемента управления и крепежную деталь плунжера, расположенную в центральном отверстии и прикрепляющую плунжер клапана к штоку клапана, причем крепежная деталь плунжера формирует по меньшей мере часть внутреннего участка первого протока детектирования давления.

9. Устройство по любому из пп. 7 или 8, отличающееся тем, что

плунжер клапана содержит внешний участок плунжера и внутренний участок плунжера, расположенный радиально внутри внешнего участка плунжера; и

по меньшей мере один второй проток детектирования давления расположен между внешней стенкой внутреннего участка плунжера и внутренней стенкой внешнего участка плунжера.

10. Устройство по п. 9, дополнительно содержащее герметизирующий элемент, расположенный в по меньшей мере одном втором протоке детектирования давления и предоставляющий надежное гидравлическое уплотнение между внутренним и внешним участками плунжера.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что по меньшей мере один второй проток детектирования давления содержит полое цилиндрическое пространство, расположенное между внутренним и внешним участками плунжера.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что герметизирующий элемент содержит О-кольцо, размещенное в полом цилиндрическом пространстве.

13. Устройство управления регулировочного канала для устройства управления потоком жидкости, содержащее:

корпус канала, формирующий центральный цилиндрический канал;

шток клапана, имеющий центральную продольную ось и по меньшей мере частично расположенный в корпусе клапана для возвратно-поступательного смещения вдоль центральной продольной оси;

плунжер клапана, соединенный со штоком клапана и формирующий уплотняющую поверхность, приспособленную к герметическому прилеганию к клапанному каналу устройства управления потоком жидкости;

регулировочную диафрагму, функционально соединенную между плунжером клапана и корпусом клапана, причем регулировочная диафрагма обладает противоположными первой и второй поверхностями диафрагмы;

регулировочную полость, расположенную в части корпуса канала между внутренней поверхностью корпуса канала и первой поверхностью регулировочной диафрагмы; и

лабиринт детектирования давления, формируемый по меньшей мере частично плунжером клапана и предоставляющим гидравлическую связь между уплотняющей поверхностью плунжера клапана и регулировочной полости таким образом, что давление жидкости, присутствующее на уплотняющей поверхности плунжера клапана, эквивалентно давлению жидкости, присутствующему в регулировочной полости с целью приложения эквивалентной и противоположной первой и второй сил к уплотняющей поверхности плунжера клапана и первой поверхности регулировочной диафрагмы соответственно, причем лабиринт детектирования давления содержит:

по меньшей мере один первый проток детектирования давления, пролегающий от уплотняющей поверхности и в плунжер клапана вдоль центральной оси элемента управления; и

по меньшей мере один второй проток детектирования давления, предоставляющий гидравлическую связь между уплотняющей поверхностью плунжера клапана и регулировочной полостью, причем по меньшей мере часть по меньшей мере одного второго протока детектирования давления формируется плунжером клапана и расположена параллельно первому протоку детектирования давления.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что плунжер клапана содержит внешний участок плунжера и внутренний участок плунжера, расположенный радиально внутри внешней части плунжера.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что первый проток детектирования давления лабиринта детектирования давления пролегает через внутренний участок плунжера и по меньшей мере один второй проток детектирования давления лабиринта детектирования давления расположен между внутренним и внешним участками плунжера.

16. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что по меньшей мере один второй проток детектирования давления содержит полое цилиндрическое пространство, расположенное между внешней цилиндрической поверхностью внутреннего участка плунжера и внутренней цилиндрической поверхностью внешнего участка плунжера.

17. Устройство по п. 13, дополнительно содержащее герметизирующий элемент, расположенный в по меньшей мере одном втором протоке детектирования давления и предоставляющий надежное гидравлическое уплотнение.

18. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что плунжер клапана дополнительно содержит центральное отверстие, пролегающее вдоль по центральной оси элемента управления и крепежную деталь плунжера, расположенную в центральном отверстии и закрепляющую плунжер клапана к штоку клапана, причем крепежная деталь плунжера формирует по меньшей мере часть по меньшей мере одного первого протока детектирования давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к арматуростроению. Клапан имеет клапанную часть, содержащую: - корпус клапана с проточным сообщением от впускного отверстия для текучей среды к выпускному отверстию для потока и седло клапана, расположенное внутри указанного проточного сообщения, конус клапана, выполненный с возможностью изменения положения для изменения отверстия клапана, определяемого как отверстие между седлом клапана и конусом клапана, диафрагму, выполненную с возможностью отклонения под действием перепада давления на указанной диафрагме, и средства, сообщающие давление на противоположные стороны диафрагмы; - регулировочную часть, содержащую смещающий элемент и корпус задатчика, причем указанная регулировочная часть прикреплена к указанной клапанной части; - шпиндель, имеющий часть, расположенную внутри регулировочной части, и часть, расположенную внутри клапанной части и присоединенную к указанному конусу клапана.

Изобретение относится к способу управления работой привода клапана для балансировочного клапана. Балансировочный клапан является настраиваемым на регулируемую уставку балансировочного параметра.

Предложено устройство для взаимодействия с мембраной для увеличения циклического ресурса мембраны. Регулятор расхода текучей среды содержит канал для протекания текучей среды между входным отверстием и выходным отверстием; управляющую камеру, образующую часть канала для протекания текучей среды; мембрану, выполненную с возможностью восприятия давления в управляющей камере; и первое и второе устройства для взаимодействия с мембраной, расположенные рядом с управляющей камерой, причем первое устройство для взаимодействия с мембраной включает в себя кольцевой элемент, содержащий зажимающую часть, которая выполнена с возможностью зажатия периферийного края мембраны, и опорную часть, имеющую первую криволинейную поверхность, при этом второе устройство для взаимодействия с мембраной включает в себя опорную пластину для мембраны, посредством которой смещающий элемент, размещенный в нагрузочной камере, прикладывает усилие к мембране, при этом указанная опорная пластина для мембраны имеет вторую криволинейную поверхность, причем указанные первая и вторая криволинейные поверхности соответственно соприкасаются с первой и второй частями мембраны, которые перемещаются в ответ на изменения давления в управляющей камере, снижая тем самым концентрацию напряжения, возникающего на указанных первой и второй частях мембраны, во время работы регулятора расхода текучей среды.

Газовый редуктор содержит корпус с входным отверстием для подачи газа высокого давления, в котором герметично установлена гильза с запорным седлом, внутри которой находится подвижный клапан, поджатый к седлу гильзы запорной пружиной, герметичность запирания обеспечивается пластиковой вставкой, завальцованной в тело клапана.

Регулятор текучей среды включает корпус регулятора, имеющий вход текучей среды и выход текучей среды, соединенные каналом для протекания текучей среды с частью корпуса регулятора, образующей первую камеру и вторую камеру, проходное отверстие, расположенное в канале для протекания текучей среды, гнездо и регулирующий элемент, расположенный в канале для протекания текучей среды и выполненный с возможностью перемещения между открытым положением, расположенным на расстоянии от гнезда, и закрытым положением, установленным напротив гнезда, причем регулирующий элемент выполнен с возможностью реагировать на изменение давления текучей среды, чтобы регулировать поток технологической текучей среды через проходное отверстие.

Группа изобретений относится к регуляторам расхода текучей среды и, более конкретно, к устройству крышки для использования с регуляторами расхода текучей среды. Крышка для использования с регуляторами расхода текучей среды содержит корпус, имеющий полость для размещения в ней узла нагрузки регулятора расхода текучей среды.

Группа изобретений относится к регулирующей технике и предназначена в качестве клапанного устройства для предотвращения загрязнения текучей среды в регуляторе расхода текучей среды.

Предложено взаимозаменяемое клапанное устройство для использования с регуляторами расхода текучей среды. Вариант предложенного клапанного устройства включает первое удерживающее приспособление, соединенное с возможностью отсоединения с проходом для потока текучей среды регулятора расхода текучей среды между входным и выходным отверстиями.

Регулятор давления газа относится к устройству автоматического поддержания давления рабочей среды на заданном уровне и предназначен для обеспечения природным газом производственных и коммунальных потребителей.

Клапан регулирования давления, предназначенный для регулирования давления, под которым сжатый газ-вытеснитель подается в емкость, содержащую жидкость, для вытеснения указанной жидкости из емкости, причем указанный клапан содержит: первую и вторую полимерные оболочки (2, 3), причем первая оболочка (2) содержит впускное отверстие (5) и выпускное отверстие (4) для газа, вторая оболочка (3) содержит средство (7) для упругого смещения; полимерную мембрану (9), зажатую между первой и второй оболочками (2, 3), таким образом, образуя первую и вторую камеры, герметично разделенные мембраной; соединение между первой и второй полимерными оболочками достаточно прочное, чтобы выдерживать давления, преобладающие в любой камере, и обеспечивающее непроницаемость для текучей среды между двумя камерами; отличающийся тем, что все полимерные компоненты (2, 3, 9) указанного клапана регулирования давления изготовлены из полимера одного класса.
Наверх