РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к регуляторам давления газов, а именно к кислородным редукторам.
Известен регулятор давления газов (патент RU №24005 U1 от 06.12.2001 г.), содержащий корпус с торцовой крышкой, седлом и входным патрубком, имеющий полость редуцированного давления и управляющую полость, выходящую на боковую поверхность; крышку, присоединенную к боковой поверхности так, что ось крышки перпендикулярна оси корпуса; отверстие в корпусе, соединяющее управляющую полость с полостью редуцированного давления; чувствительный элемент, имеющий жесткую центральную часть, разделяющий полости в корпусе и в крышке; клапан с уплотнительной шайбой со стороны седла; толкатель клапана, кинематически связанный с чувствительным элементом; двуплечий рычаг, установленный на оси, закрепленной на торцовой стенке полости в корпусе так, что толкатели клапана и чувствительного элемента взаимодействуют с концами его плеч; толкатель, соединенный с центральной частью чувствительного элемента.
Недостаток регулятора давления газа в том, что чувствительный элемент выполнен из упругого неметаллического материала, который имеет небольшой срок службы при работе в окисляющей среде.
Известен регулятор редуцированного давления кислорода, поступающего в потребляющую его систему (патент US №4489751 от 07.01.1983 г.), содержащий корпус с входным каналом, к которому подсоединен источник кислорода под высоким давлением, и выходным каналом, к которому подсоединен потребитель кислорода с пониженным давлением; клапанную камеру, в которой размещен подвижный клапан с уплотнительной шайбой и седло, имеющее конический выступ, контактирующий с уплотнительной шайбой; пружину, поджимающую клапан; мембрану с защитной металлической пластиной, отделяющую управляющую камеру, соединенную с полостью с редуцированным кислородом от атмосферы и, взаимодействующую с клапаном через толкатель; колпак, поджимающий мембрану к корпусу; пружину, действующую на мембрану, опирающуюся на установленные в колпаке средства регулирования силы сжатия пружины.
Недостаток данного регулятора - в недолговечности мембраны из эластичного полимерного материала, которая изменяет упругие свойства под действием кислорода и требует частой замены.
Известен редуктор давления (патент RU №2242787 от 12.11.2002 г.), содержащий корпус с полостью с входным каналом для газа высокого давления, крышку с выходным каналом для редуцированного давления газа; полость внутри корпуса, седло в корпусе с отверстием, перекрываемым для редуцирования газа клапаном у уплотнительной шайбой со стороны седла и толкателем на противоположном конце; установленную между фланцем и клапаном, первую пружину регулируемой высоты, охватывающую толкатель, и средства регулирования первой пружины; первый сильфон, неподвижный конец которого герметично присоединен к корпусу, а подвижный - к подвижному фланцу; охватывающий первый сильфон второй сильфон, неподвижный конец которого герметично присоединен к корпусу, а подвижный - к фланцу; отверстие во фланце, соединяющее внутреннюю полость первого сильфона с полостью внутри корпуса; вторую пружину регулируемой высоты, установленную внутри сильфона между фланцем и корпусом, и средства регулирования второй пружины. Недостаток данного редуктора давления - в большом диаметре, получаемым вследствие размещения всех элементов по "принципу матрешки", то есть расположения одного элементов внутри другого, а также в затрудненном доступе для регулирования величины силы сжатия первой пружины.
Известен редуктор давления (патент RU №52208 U1 от 06.06.2005 г., прототип), содержащий: корпус с входным и выходным каналами; цилиндрическую жестко присоединенную к корпусу крышку, внутри которой расположен сильфон, закрепленный одним концом неподвижно относительно крышки; подвижную относительно крышки деталь, на которой закреплен подвижный конец сильфона; пружину, опирающуюся одним концом на нажимную гайку в верхней части крышки, а другим - на подвижную относительно крышки деталь; размещенное в корпусе неподвижное седло, перекрываемое клапаном с уплотнительной шайбой, взаимодействующей с седлом; пружину, действующую на клапан; толкатель клапана, кинематически соединенный с сильфоном.
Недостаток известного редуктора давления - увеличенные размеры пружины, сильфона и крышки.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - уменьшение габаритов крышки и массы регулятора.
Техническая задача решена в конструкции регулятора давления, который содержит корпус с входным и выходным патрубками; цилиндрическую жестко присоединенную к корпусу крышку, внутри которой расположен сильфон, закрепленный одним концом неподвижно относительно крышки; пружину, действующую на сильфон, опирающуюся на крышку и расположенную внутри сильфона; подвижную относительно крышки деталь, на которой закреплен подвижный конец сильфона и на которую опирается подвижный конец пружины; нажимную гайку в верхней части крышки, на которую опирается конец пружины; размещенное в корпусе неподвижное седло, перекрываемое клапаном с уплотнительной шайбой; пружину, действующую на клапан; толкатель клапана, кинематически соединенный с сильфоном, при этом корпус имеет полость, открытую на боковую поверхность; цилиндрическая крышка присоединена к корпусу со стороны боковой поверхности так, что ось крышки перпендикулярна оси корпуса; подвижная относительно крышки деталь, расположенная внутри сильфона, имеет форму стакана, дно которого опирается на часть боковой поверхности, а верхний конец стакана имеет уширение, к которому герметично прикреплен подвижный конец сильфона; к дну стакана присоединен толкатель стакана, при этом - толкатель клапана и толкатель стакана соединены с концами плеч двуплечего рычага, ось которого установлена на торцовой стенке корпуса внутри полости, открытой на боковую поверхность корпуса.
Для исключения превышения предельно допустимого редуцированного давления, поступающего к потребителю, к стенке выходного патрубка присоединен предохранительный клапан.
Для уменьшения силы, действующей со стороны пружины, и размеров пружины отношение длины плеча, соединенного с толкателем стакана, к длине плеча, взаимодействующего с толкателем клапана, более 1,0, а предпочтительное отношение находится в интервале 1,2-2,0.
При соотношении менее 1,2 влияние на размеры пружин несущественное, а при соотношении более 2 возрастают габариты корпуса.
Для уменьшения линейной жесткости внутри пружины в сильфоне установлена вторая пружина с меньшим коэффициентом линейной жесткости.
Технический эффект - уменьшение габаритов крышки и массы регулятора - достигается за счет новой совокупности отличительных признаков полезной модели: корпус имеет полость, открытую на боковую поверхность; цилиндрическая крышка присоединена к корпусу со стороны боковой поверхности так, что ось крышки перпендикулярна оси корпуса; подвижная относительно крышки деталь, расположенная внутри сильфона, имеет форму стакана, дно которого опирается на часть боковой поверхности, а верхний конец стакана имеет уширение, к которому герметично прикреплен подвижный конец сильфона; к дну стакана присоединен толкатель стакана, при этом толкатель клапана и толкатель стакана соединены с концами плеч двуплечего рычага, ось которого установлена на торцовой стенке корпуса внутри полости, открытой на боковую поверхность корпуса.
Для уменьшения силы, действующей со стороны пружины, и размеров пружины отношение длины плеча, соединенного с толкателем стакана, к длине плеча, взаимодействующего с толкателем клапана, более 1,0, а предпочтительное отношение находится в интервале 1,2-2,0. При соотношении менее 1,2 влияние на размеры пружин несущественное, а при соотношении более 2 возрастают габариты корпуса.
Внутри пружины в сильфоне установлена вторая пружина с меньшим коэффициентом линейной жесткости.
Данная совокупность отличительных признаком регулятора давления не обнаружена при проведении патентного исследования, следовательно, полезная модель соответствует критерию "новизна".
На фиг.1 показан регулятор давления.
На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.
Регулятор содержит (фиг.1, 2): корпус 1 с боковой поверхностью 1a (фиг.2) и входным патрубком 2, имеющим фильтр 3, и подсоединенным к полости 4 редуцированного давления выходным патрубком 5 (фиг.1), имеющим предохранительный клапан 6; полость 4a, открытую на боковую поверхность 1a корпуса 1, соединенную отверстием 4b с полостью 4; цилиндрическую крышку 7, присоединенную к корпусу 1 со стороны боковой поверхности 1a так, что ось 7a крышки 7 перпендикулярна оси 1b корпуса 1; сильфон 8, расположенный внутри крышки 7, закрепленный одним концом неподвижно относительно крышки 7; расположенный внутри сильфона 8 подвижный относительно крышки 7 стакан 9, верхний конец 10 которого имеет уширение с герметично прикрепленным подвижным концом сильфона 8; пружину 11, опирающуюся одним концом на нажимную гайку 12 в верхней части крышки 7, а другим - на дно стакана 9; размещенное в торцовой крышке 13 корпуса 1 неподвижное седло перекрываемое клапаном 15 с уплотнительной шайбой 16; пружину 17, действующую на клапан 15; толкатель 18 клапана 15, кинематически соединенный с сильфоном 8; присоединенный к дну стакана 9 толкатель 19, при этом толкатель 18 клапана 15 и толкатель 19 стакана 9 соединены с концами плеч двуплечего рычага 20, ось 21 которого установлена на внутренней торцовой стенке 22 корпуса 1.
Для уменьшения силы, действующей со стороны пружины 11, и размеров пружины 11 отношение длины плеча 24, соединенного с толкателем 19 стакана 9, к длине плеча 25, взаимодействующего с толкателем 18 клапана 15, более 1,0, а предпочтительное отношение находится в интервале 1,2-2,0.
При соотношении менее 1,2 влияние на размеры пружины несущественно, а при соотношении более 2 возрастают габариты корпуса.
Для уменьшения жесткости пружины 11 внутри нее установлена вторая пружина 11a, имеющая коэффициент линейной жесткости, меньший, чем у пружины 11.
При отсутствии давления перед клапаном 15 и в полости 4 (фиг.1) пружины 11 и 11а, воздействуя на стакан 9, поворачивают рычаг 20 на оси 21 по часовой стрелке, в результате этого клапан 15 под давлением пружины 17 отходит от седла 14.
При подаче кислорода к редуктору и возникновении давления в полости 4 кислород проходит через образовавшийся зазор между седлом 14 клапана и уплотнительной шайбой 16 и через отверстие 4b поступает в полость 4а, которая сообщается с внутренней полостью сильфона 8 через канал 4с. По мере увеличения давления в полости 4а одновременно увеличивается давление во внутренней полости сильфона 8, в результате стакан 9 перемещается вверх и сжимает пружины 11 и 11а; рычаг 20 поворачивается на оси 21 по часовой стрелке и через толкатель 18 воздействует на клапан 15, который, сжимая пружину 17, перекрывает отверстие в седле 14.
При достижении определенного давления в полости 4а, клапан 15 полностью прерывает подачу кислорода в полость 4.
При отборе кислорода потребителем в результате падения давления в полости 4а вновь обеспечивается открытие клапана 15, и кислород поступает в полости 4 и 4а.
При аварийном повышении давления в полости 4 срабатывает предохранительный клапан 6 (фиг.1), обеспечивая защиту потребителя.