Регулятор давления

Полезная модель относится к области клапанного агрегатостроения и предназначено для автоматического поддержания в системе давления за клапаном на заданном уровне, и может применяться в наземных газозаправочных комплексах, выполняемых в виде стационарных котлов или резервуаров с избыточном давлением газа мобильной транспортной техники или других потребителей газа. Техническим результатом является осуществление способности работать в режиме нормально-закрытого клапана, повышение чувствительности и плавности регулирования, за счет введения двуплечего рычага регулировки подачи рабочей среды. Регулятор давления содержит корпус с крышкой, в которой имеется центральное отверстие, через центр корпуса вертикально размещен плунжер, верхней своей частью взаимодействующий с чувствительным элементом в виде набора тарированных грузов с возможностью их свободного вертикального перемещения. Корпус выполнен цилиндрическим, в его боковой части выполнены каналы для входного и выходного штуцеров, причем в канале выходного штуцера с внутренней стороны корпуса установлена втулка с центральным конусным отверстием, а с противоположной боковой части корпуса выполнено отверстие, в которое вставлена боковая крышка, закрепленная двумя полукольцами с фиксатором, с внутренней стороны боковой крышки выполнены два цилиндрических канала, в которые входят свободно перемещающиеся поршни со штоками, причем у нижнего поршня конец штока выполнен в виде двухсторонней конусной иглы, одна сторона которой входит в конусное отверстие втулки - седла, другая запирает выходной штуцер - седло, причем штоки поршней и плунжер взаимодействуют с чувствительным элементом, взаимосвязаны между собой и с двуплечим рычагом через сферические шарниры с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Полезная модель относится к области клапанного агрегатостроения и предназначено для автоматического поддержания в системе давления за клапаном на заданном уровне, и может применяться в наземных газозаправочных комплексах, выполняемых в виде стационарных котлов или резервуаров с избыточном давлением газа мобильной транспортной техники или других потребителей газа.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с клапаном, шток с двумя седлами, расположенный вертикально, причем один конец центрируется фланцем, а другой конец штока взаимодействует с чувствительным элементом, который выполнен в виде набора тарированных грузов, с возможностью свободного вертикального перемещения, размещен в разъемной коробке, имеющей центральное отверстие в крышке, причем первый груз уплотнен и жестко соединен со штоком [патент РФ 73094 МПК G05D 16/02, опуб. 10.05.2008 г., БИ 13, автор О.П.Мулюкина «Регулятор давления»].

Недостатком данного регулятора является увеличение массогабаритных параметров, а так же малая степень чувствительности и плавности регулирования.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является осуществление способности работать в режиме нормально-закрытого клапана, повышение чувствительности и плавности регулирования, за счет введения двуплечего рычага регулировки подачи рабочей среды.

Технический результат достигается тем, что в регуляторе давления, содержащий корпус с крышкой, в которой имеется центральное отверстие,

через центр корпуса вертикально размещен плунжер, верхней своей частью взаимодействующий с чувствительным элементом в виде набора тарированных грузов с возможностью их свободного вертикального перемещения, причем корпус выполнен цилиндрическим, в его боковой части выполнены каналы для входного и выходного штуцеров, причем в канале выходного штуцера с внутренней стороны корпуса установлена втулка с центральным конусным отверстием, а с противоположной боковой части корпуса выполнено отверстие, в которое вставлена боковая крышка, закрепленная двумя полукольцами с фиксатором, с внутренней стороны боковой крышки выполнены два цилиндрических канала, в которые входят свободно перемещающиеся поршни со штоками, причем у нижнего поршня конец штока выполнен в виде двухсторонней конусной иглы, одна сторона которой входит в конусное отверстие втулки - седла, другая запирает выходной штуцер - седло, причем штоки поршней и плунжер взаимодействуют с чувствительным элементом, взаимосвязаны между собой и с двуплечим рычагом через сферические шарниры с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

На фиг.1 представлен продольный разрез предлагаемого регулятора давления, на фиг.2 - вид регулятора по А-А, на фиг.3 - вид боковой крышки.

Регулятор давления состоит из корпуса 1, боковой крышки 2; резьбового фиксатора 3 полуколец, уплотненных поршней 4, 5, набора тарированных по массе съемных грузов 6, 7, 8, крышки 9, гайки 10, контргайки 11, уплотненного плунжера 12, первого сферического шарнира 13, двуплечего рычага 14, второго и третьего сферических шарниров 15, 16, седла кромочного 17, клапанов конусных 18, 19, втулки конусной уплотненной 20, полукольца верхнего 21, полукольца нижнего 22, L₂, L₁ - длины плеч рычага 14, h - максимальный рабочий ход клапана 19 при отходе клапана 18 от седла 17 и до посадки на седло втулки 20; h₁ , h₂ и

h₃ - соответственно, рабочие зазоры между грузами 6, 7 и 7, 8 и между грузом 8 и крышкой 9; а, б - дренажное отверстие; в - опорная поверхность грузов 6.

В исходном положении регулятора (фиг.1) учитывается:

- равенство площадей проходных сечений поршней 4 и 5 находящихся в крышке 2, которое фиксируется за счет полуколец 21, 22 и резьбового фиксатора 3;

- вес набора грузов 6, жестко связанного с плунжером 12 и контактирующего с опорной поверхностью «в», который превышает усилие, воздействующее на плунжер 12 от подведенного на вход устройства давления Р и сохраняет обеспеченное конструктивно соотношение плеч рычага: L₂>L₁;

- рычажно-шарнирная система, которая обеспечивает поджатие клапана 18 к седлу 17 за счет двуплечего рычага 14, находящегося в контакте с уплотненным плунжером 12, зафиксированным гайкой 10 и контргайкой 11, а так же с уплотненными поршнями 4, 5 за счет сферических шарниров 13, 15, 16 в корпусе 1, то есть отбор рабочей среды с выхода устройства отсутствует.

Регулятор давления работает следующим образом.

При росте давления Р₀ до заданного (расчетного) значения Р_рас., усилие от его воздействия на плунжер 12 перемещает последний вверх на ход h₁. При этом груз 6 входит в контакт с грузом 7 и на плунжер 12 будет уже действовать сила тяжести двух грузов 6, 7, которая превышает противонаправленное усилие от давления Р_рас. на плунжер 12, т.е. движение плунжера 12 вверх прекращается.

При перемещении плунжера 12 на ход h₁ автоматически переставляется вверх опора вращения 15 рычага 14, и при достижении соотношения длин плеч рычага L₂>L₁ клапан 18 отойдет от седла штуцера 17, то есть рабочая среда будет проходить на выход устройства к потребителю.

При увеличении параметра Р _рас до заранее заданного давления, плунжер 12 под его действием, преодолевая силу тяжести двух грузов 6, 7, переместиться вверх на рабочий ход h₂. При этом система грузов 6, 7 войдет в контакт с грузом 8 и на плунжер 12 в этом случае будет воздействовать сила тяжести трех грузов 6, 7, 8, которая превышает противонаправленное усилие от тающего давления на плунжер 12, т.е. движение плунжера 12 вверх прекратиться.

При перемещении плунжера 12 на ход h₂ автоматически переставляется вверх опора вращения 15 рычага (с соответствующим возрастанием L₁ и уменьшением L₂). Вследствие этого рычажно-шарнирная система будет способствовать дальнейшему отходу клапана 18 от седла и приближению клапана 19 к седлу (уменьшение величин h), что обеспечит снижение подводимого к клапану давления газа до заданной величины редуцируемого давления на выходе устройства.

При дальнейшем росте давления на выходе произойдет дальнейшее перемещение плунжера 12 вверх в аналогичной последовательности и в работу включится последний груз 8. При этом в силу сказанного ранее произойдет уменьшение, величины хода h для обеспечения заданной величины редуцированного давления на выходе устройства.

При сверхнормативном росте давления на входе устройства, поршень вновь продолжит движение вверх, выбирая рабочий зазор h₃ до крышки 9. При этом клапан 19 полностью выбирает ход h и сядет на седло втулки 20, отсекая вход устройства от его выхода. Этим обеспечивается исключение прорывов трубопроводов при сверхнормативном повышении входного давления.

По сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, предлагаемый регулятор давления обладает следующими преимуществами:

- имеет более высокий ресурс работы, так как в нем отсутствует МИМ с ограниченным числом срабатывания его исполнительного мембранного органа при знакопеременном нагружении;

- обладает повышенными функциональными свойствами за счет способности работать в режиме нормально-закрытого клапана при давлении рабочей среды, меньшим величин регулируемого давления, и при превышении регулируемого давления величины расчетного максимального выходного давления среды, определяемого прочностными характеристиками трубопроводных цепей за устройством.

Регулятор давления, содержащий корпус с крышкой, в которой имеется центральное отверстие, через центр корпуса вертикально размещен плунжер, верхней своей частью взаимодействующий с чувствительным элементом в виде набора тарированных грузов с возможностью их свободного вертикального перемещения, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим, в его боковой части выполнены каналы для входного и выходного штуцеров, причем в канале выходного штуцера с внутренней стороны корпуса установлена втулка с центральным конусным отверстием, а с противоположной боковой части корпуса выполнено отверстие, в которое вставлена боковая крышка, закрепленная двумя полукольцами с фиксатором, с внутренней стороны боковой крышки выполнены два цилиндрических канала, в которые входят свободно перемещающиеся поршни со штоками, причем у нижнего поршня конец штока выполнен в виде двухсторонней конусной иглы, одна сторона которой входит в конусное отверстие втулки-седла, другая запирает выходной штуцер-седло, причем штоки поршней и плунжер взаимодействуют с чувствительным элементом, взаимосвязаны между собой и с двуплечим рычагом через сферические шарниры с возможностью возвратно-поступательного перемещения.