Регулятор давления воды

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к технике автоматического регулирования давления жидкостей и может быть использована в системах водоснабжения и других подобных системах, а именно к регуляторам давления воды.
Уровень техники
Известен регулятор давления воды (патент RU 2242788 С1, опубликовано 20.12.2004 г.), содержащий корпус с входной и выходной полостями, между которыми расположен регулирующий орган, выполненный в виде седла с перфорированной стенкой в выходной полости и затвора, расположенного со стороны входной полости, чувствительный элемент, расположенный с пружиной в задающей полости, связанный через шток с затвором и подпружиненный упомянутой пружиной относительно корпуса через резьбовую пару, полость управления, соединенную с входной полостью, герметично разделенную от задающей полости, причем обращенные друг к другу торцовые поверхности седла и затвора выполнены соответственно конической и с выточкой, причем угол при вершине конической поверхности седла выбран позволяющим направить струю рабочей среды из регулирующего органа на выточку в затворе с силой, уравновешивающей силу, обусловленную динамическим давлением струи после выхода из щели регулирующего органа. Недостатком указанного аналога является отсутствие возможности герметичного регулирования натяжения пружины и недостаточная герметичность конструкции корпуса, так как для размещения всех конструктивных элементов (пружины, затвора, штока, чувствительного элемента и т.д.) внутри регулятора давления воды необходимо, чтобы все подобные корпуса состояли из двух частей соединенных между собой, например резьбовым соединением, что значительно увеличивает шансы протечки жидкости между частями корпуса наружу.
Раскрытие полезной модели
Технический результат заключается в герметичном регулировании выходного давления воды посредством регулирования натяжения пружины, регулировочным винтом, головка которого с уплотнителем вставлена в отверстие корпуса.
Результат достигается заявленным регулятором давления воды, включающим корпус с входной полостью корпуса, выходной полостью корпуса, причем в корпусе выполнена опора, на которой закреплена пружина, соединенная через герметичную мембрану с диском чувствительного элемента, который через шток связан с затвором, при этом шток проходит через картридж, зафиксированный в корпусе, нижний торец картриджа выполнен в виде седла с отверстием под ответный затвор штока, а сам корпус выполнен из двух частей корпуса соединенных вместе, причем содержит соединенный с пружиной регулировочный винт, головка которого вставлена в отверстие корпуса, причем между головкой регулировочного винта и отверстием корпуса закреплен дополнительно уплотнитель головки регулировочного винта, а сам регулировочный винт, выполнен с возможностью при своем повороте сжатия или растяжения пружины.
Согласно полезной модели уплотнитель головки регулировочного винта выполнен в виде уплотнительного кольца.
Согласно полезной модели уплотнитель головки регулировочного винта выполнен из резины.
Согласно полезной модели картридж, зафиксированный в корпусе, выполнен с боковой перфорированной стенкой.
Согласно полезной модели две части корпуса соединены между собой резьбовым соединением.
Согласно полезной модели между двумя частями корпуса выполнен дополнительный уплотнитель корпуса.
Согласно полезной модели уплотнитель корпуса выполнен из резины.
Согласно полезной модели входная полость корпуса выполнена с встроенным поворотным шаровым затвором, выполненным с возможностью полного перекрытия поступающей воды.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой приведена схема предпочтительного варианта осуществления заявленного регулятора давления воды.
Осуществление полезной модели
На фигуре изображен регулятор давления воды, включающий корпус 1 с входной полостью 2 корпуса, выходной полостью 3 корпуса, причем в корпусе 1 выполнена опора 4, на которой закреплена пружина 5, соединенная через герметичную мембрану 6 с диском 7 чувствительного элемента, который через шток 8 связан с затвором 9, при этом шток 8 проходит через картридж 10, зафиксированный в корпусе 1, нижний торец картриджа 10 выполнен в виде седла 11 с отверстием под ответный затвор 9 штока 8, а сам корпус 1 выполнен из двух частей корпуса соединенных вместе, причем содержит соединенный с пружиной 5 регулировочный винт 12, головка которого вставлена в отверстие корпуса, причем между головкой регулировочного винта 12 и отверстием корпуса закреплен дополнительно уплотнитель 13 головки регулировочного винта, а сам регулировочный винт 12 выполнен с возможностью при своем повороте сжатия или растяжения пружины 5.
В частном варианте осуществления затвор штока, может быть выполнен в виде ступенчатого штока, причем наибольший его диаметр равен диаметру седла.
В другом частном варианте осуществления во входной полости 2 корпуса перед картриджем 10 установлен сетчатый фильтр. Сетчатый фильтр во входной полости корпуса позволяет за счет очищения рабочей среды от твердых примесей устранить износ всех контактирующих с этой средой конструктивных элементов заявленного регулятора давления воды и тем самым повысить его надежность.
Регулятор давления воды работает следующим образом.
При повышении входного давления через входную полость 2 корпуса, жидкость попадает в картридж 10 и начинает давить на герметичную мембрану 6 с диском 7 чувствительного элемента, так как площадь поверхности герметичной мембраны 6 значительно больше, как правило, в 4 и более раз, площади затвора 9, тем самым приводя в движение закрепленный на диске 7 шток 8 с затвором 9 (или запорным элементом). Далее затвор 9, предотвращая повышения давления, на выходе приближается к седлу 11, при этом, если давление на герметичную мембрану 6 с диском 7 чувствительного элемента слишком высокое затвор 9 плотно входит в седло 11 и перекрывает полностью проход жидкости в выходную полость 3 корпуса. При этом посредством головки регулировочного винта 12 регулируется выходное давление воды посредством регулирования натяжения пружины 5.
При повышении входного давления и расхода затвор 9 (или запорный элемент) подходит к седлу, предотвращая повышение давления на выходе, выходное давление автоматически поддерживается постоянным в широком изменении диапазонов входного давления и расходов путем уравновешивания силы пружины 5 и силы давления на эффективную площадь затвора 9 с одной стороны и с другой - сил от воздействия выходного давления в полости управления на эффективную площадь герметичной мембраны 6 с диском 7 чувствительного элемента. Также при понижении входного давления и расхода затвор 9 (или запорный элемент) отходит от седла, предотвращая понижения давления на выходе.
Головка регулировочного винта 12 для регулирования может быть выполнена, например с внутренним или внешним шестигранником.
Регулирование натяжения пружины регулировочным винтом 12 может быть выполнено разными вариантами осуществления, например посредством пластины жестко зафиксированной в самой пружине 5, указанная пластина может быть выполнена с резьбовым отверстием в которое вкручен регулировочный винт 12, таким образом, при вращении головки регулировочного винта 12 приводится в действие пластина (начинает двигаться относительно регулировочного винта) и вместе с ней пружина (разжимается или сжимается). При этом следует отметить, что при протечки герметичной мембраны 6, которая отделяет рабочую полость с картриджем, жидкость попадает в полость корпуса 1 с пружиной и регулировочным винтом 12, однако уплотнитель 13 головки регулировочного винта позволяет сохранить общую герметичность корпуса 1.
Следует отметить, что между двумя частями корпуса 1, соединенных между собой резьбовым соединением, выполнен дополнительный уплотнитель корпуса, что дополнительно повысит общую герметичность корпуса 1.
Герметичная мембрана 6 в предпочтительном варианте осуществления закрепляется на внутренних стенках корпуса, полностью перекрывая рабочую полость с картриджем 10 от полости, в которой закреплена пружина 5.
В частном варианте осуществления картридж 10 может быть выполнен цилиндрической формы, боковая поверхность (или боковая стенка) которого выполнена перфорированной, в нижнем основании которого выполнено седло 11 с отверстием под ответный затвор 9 штока 8, а верхнее основание выполнено сквозным и плотно прилегающим (приставленным) к герметичной мембране 6 с диском 7 чувствительного элемента.
В частном варианте осуществления, торец седла 11 может быть выполнен в виде поверхности конической формы, вершина которой выполнена с отверстием, а обращенный к нему торец затвора 9 выполнен с ответным коническим углублением. Кроме того торец седла 11 может быть выполнен с поверхностью усеченной конической формы противоположная сторона от основания которого выполнена в виде отверстия, также с ответным коническим углублением торца затвора 9. Также торец седла 11 может быть выполнен с бортиками по периметру своего отверстия, а ответный затвор 9 выполнен в виде плоского элемента по размерам отверстия, которое вставляется плотно в отверстие седла с упором в бортики седла. Также седло 11 и ответный затвор 9 могут быть выполнены любым другим известным вариантом осуществления.
Основное назначение седла 11 это конструктивная возможность плотной герметичной посадки (при необходимости) затвора 9 в него (посредством движения штока 8 который проходит через картридж 10 и его отверстие в седле 11), таким образом, образуется герметичный барьер, который перекрывает полностью проход жидкости из картриджа 10 (и входной полости 2 корпуса) в выходную полость 3 корпуса.
В частном варианте осуществления заявленного регулятора давления воды входная полость 2 корпуса выполнена с встроенным поворотным шаровым затвором 14, выполненным с возможностью полного перекрытия поступающей воды.
Современные технологии и оборудование позволяют осуществить настоящую полезную модель в крупносерийном производстве. На заводах и предприятиях имеются все необходимые станки и приборы для производства регулятора давления воды.