ФИЛЬТР-РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ВОДЫ

Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к трубопроводной арматуре, а именно используется в системах горячего и холодного водоснабжения питьевого, коммунального и промышленного назначения и предназначена для автоматического поддержания давления воды на выходе при изменении входного давления.
Уровень техники
Из уровня техники известен шаровой кран, содержащий фильтр и редуктор давления (см. RU 2483236, кл. F16K 5/06, публ. 27.05.2013 г. [1]).
Известное устройство содержит корпус, имеющий расположенные на одной оси с противоположных сторон входной и выходной патрубки с участками для подключения к трубопроводу, при этом устройство по одной стороне корпуса выполнено в форме редуктора давления, который содержит камеру, шток редуктора - верхняя часть, которого выполнена в виде поршня, а к нижней части прикреплена тарелка редуктора.
В цилиндрической полости камеры редуктора между ее дном и поршневым участком штока редуктора расположена пружина, которая поджимает шток в направлении съемной крышки камеры редуктора.
По другой стороне корпуса за счет размещения в ней шарового затвора, размещенного непосредственно за разделительной перекрывающей перемычкой, расположенной на участке сопряжения входного и выходного патрубка, устройство соответственно выполняет функцию шарового крана.
При этом полость шарового крана сопряжена с полостью фильтрующего элемента, находящегося в фильтровальной камере, размещенной с боковой стороны корпуса известного устройства, полость которой дополнительно сообщается с полостью редуктора давления.
Сущность известного технического решения [1] заключается в том, что транспортируемая среда поступает в полость патрубка (т.е. в полость шарового крана), затем поступает в полость фильтрующего элемента и далее через отводной канал поступает в полость выходного патрубка (т.е. в полость редуктора давления). При поступлении среды в полость фильтрующего элемента она турбулизируется, а затем уже с минимально возможной турбулизацией из-за наклона отводного канала поступает в полость редуктора давления.
Техническое решение [1] расширяет арсенал средств трубопроводных элементов, оно универсально в использовании, оно реализует компактно в едином корпусе узлы, выполняющие функции перекрытия трубопровода, фильтрации и регулирования давления транспортируемой среды. Однако известное устройство [1] характеризуется сложной конструкцией, содержащей большое количество конструктивных взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, изготовление, которых потребует значительных энергетических и трудовых затрат, в частности, изготовление отводного канала, соединяющим фильтровальную полость с полостью редуктора давления, наклонным, что в свою очередь увеличит время изготовления изделия и повысит его себестоимость. Кроме того, весьма вероятно, что в данной компоновке техническое решение [1] не способно длительное время сохранять необходимые для эксплуатации рабочие характеристики, поскольку работа и взаимодействие достаточно большого количества сложных элементов между собой в значительной степени увеличивает вероятность появления повреждения или поломки.
Из уровня техники известен регулятор давления жидкости (см. FR 2629558, кл. G05D 16/10, публ. 29.12.1989 г.[2]).
Известный регулятор [2] выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, крайние участки, которого образуют входной и выходной патрубки, между которыми в корпусе выполнен дополнительный патрубок полость, которого выполнена сообщающейся с полостями входного и выходного патрубков, при этом в ней размещен стакан, стенки которого примыкают к стенкам полости, в образованной камере которого размещен шток поршневого типа, поджатый с поршневой стороны пружиной, включающей регулировочный винт, а с противоположной стороны, упирающийся в элемент, служащий для регулировки давления.
Известному регулятору давления [2] присущи, следующие недостатки:
- узкая область применения, в частности конструкция не предусматривает возможности подключения к ней манометра;
- пружина с регулировочным винтом вынесена за габариты корпуса устройства [2] и при этом ни чем не защищена, что соответственно может повлечь попадание в нее осадков, посторонних предметов, грязи и др., в связи с чем, данная конструкция не надежна в применении, и соответственно не способна обладать длительным сроком эксплуатации;
- конструкция регулятора давления [2] не безопасна при эксплуатации, поскольку движущиеся ни чем незащищенные его элементы, в частности пружина и регулировочный винт, способны нанести повреждение лицу, осуществляющему регулировку, монтаж/демонтаж, либо техническое обслуживание данного устройства.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является регулятор давления жидкости (см. GB 201118, кл. G05D 16/10, публ. 26.07.1923 г. [3]).
Известный регулятор [3] выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, крайние участки, которого образуют входной и выходной патрубки для прохождения жидкости, на участке между, которыми в корпусе образованы дополнительные патрубки - верхний и нижний, полости, которых выполнены сообщающимися с полостями входного и выходного патрубков, в полости верхнего патрубка размещен стакан, примыкающий к его стенкам, внутри которого помещена пружина, поджатая с одной стороны регулировочным винтом, а с другой стороны, упирающаяся в регулировочный элемент, при этом нижний патрубок закрыт заглушкой, а верхний закрыт крышкой.
Важно отметить, что мост, выполненный на участке сопряжения входного и выходного патрубка, изготовлен в виде наклонно ориентированных в сторону центра корпуса и соединенных между собой перемычек, образующих седло для установки клапана. При этом упомянутые перемычки закреплены лишь у внутренних стенок корпуса устройства, а центральная часть моста не закреплена вовсе, что по истечении времени в виду воздействия постоянного давления и “усталости металла” может привести к нежелательному смещению седла клапана относительно спроектированного места его установки, что в свою очередь в ходе эксплуатации может привести к некорректной работе устройства [3] не исключая и ее полное прекращение. Соответственно регулятор давления жидкости [3] обладает весьма простой конструкцией, но при этом не надежной.
Раскрытие полезной модели
Задача на решение, которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании универсального фильтра-регулятора, предназначенного для автоматического поддержания давления воды на выходе, обладающего улучшенными эксплуатационными и техническими характеристиками.
Техническим результатом, предлагаемой полезной модели, который объективно проявляется при ее изготовлении и использовании - является упрощение конструкции, снижение вероятности ее поломки при эксплуатации, снижение веса конструкции, а также повышение ее прочности.
Указанный технический результат, решающий поставленную перед предлагаемой полезной моделью задачу достигается тем, что регулятор давления воды, содержит полый цилиндрический корпус, крайние участки, которого образуют входной и выходной патрубки для прохождения воды, на участке между, которыми в корпусе образованы дополнительные патрубки - верхний и нижний, полости, которых выполнены сообщающимися с полостями входного и выходного патрубков, в полости верхнего дополнительного патрубка размещен стакан, примыкающий к его стенке, при этом нижний дополнительный патрубок закрыт пробкой, а верхний дополнительный патрубок закрыт крышкой, с поджимающей пружиной, при этом внутри стакана размещен с возможностью механического возвратно-поступательного движения шток, верхняя часть, которого выполнена в виде поршня и поджата упомянутой пружиной, а нижняя часть штока посредством полости, выполненной внутри нее соприкасается с частью золотника, входящей в упомянутую полость, при этом золотник расположен частично в полости нижнего дополнительного патрубка частично в центральной полости цилиндрического корпуса, между стенкой стакана и стенкой верхнего дополнительного патрубка размещен фильтрующий элемент, а полый цилиндрический корпус выполнен из полифенилсульфона (PPSU).
По одному из частных вариантов исполнения полезной модели фильтрующий элемент выполнен в виде сетки из нержавеющей стали.
Предпочтительно если крышка и пробка регулятора выполнены из полифенилсульфона (PPSU).
Целесообразно если золотник выполнен в виде крестовины, контактирующей со штоком.
Как правило, перекладина крестовины снабжена уплотнительными кольцами, расположенными с возможностью герметизации соединения - золотник-шток.
Разумно, когда торец нижней части штока по своему периметру выполнен с внешним кольцевым выступом, контактирующим с золотником.
Желательно если стакан выполнен в виде патрубка, верхний торец, которого выполнен по своему периметру с внешним кольцевым выступом, облегающим торец дополнительного верхнего патрубка.
В результате того, что в цилиндрическом корпусе регулятора между входным и выходным патрубком образованы дополнительные патрубки - верхний и нижний, в результате того, что в полости верхнего дополнительного патрубка размещен стакан, примыкающий к его стенке, в результате того, что внутри стакана размещен с возможностью механического возвратно-поступательного движения шток верхняя часть, которого выполнена в виде поршня и поджата упомянутой пружиной, в результате того, что нижняя часть штока посредством полости, выполненной внутри нее соприкасается с частью золотника, входящей в упомянутую полость, а также в результате того, что золотник расположен частично в полости нижнего дополнительного патрубка частично в центральной полости цилиндрического корпуса, а между стенкой стакана и стенкой верхнего дополнительного патрубка размещен фильтрующий элемент, и полый цилиндрический корпус выполнен из полифенилсульфона (PPSU) обеспечивается упрощение конструкции, снижение вероятности поломки при эксплуатации, существенное снижение веса конструкции, а также повышение ее прочности.
Указанные отличительные признаки предлагаемого фильтра-регулятора воды образуют совокупность существенных признаков необходимых и достаточных для достижения технического результата, заключающегося в упрощении конструкции, в снижении вероятности поломки конструкции при ее эксплуатации, в снижении веса конструкции, а также в повышении прочности конструкции, что соответственно позволит создать надежный фильтр-регулятор воды, предназначенный для автоматического поддержания давления воды на выходе, который обладает высокими техническими характеристиками.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен продольный разрез предлагаемого фильтра-регулятора давления.
Осуществление полезной модели
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственным возможным, но наглядным образом демонстрирует достижение данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
На фигуре цифровыми позициями обозначены, следующие элементы:
- кольцо уплотнительное для пробки 1;
- корпус 2;
- пробка 3;
- золотник 4;
- кольцо уплотнительное золотника 5;
- кольцо уплотнительное верхнего дополнительного патрубка 6;
- шток 7;
- фильтрующий элемент 8;
- стакан 9;
- кольцо уплотнительное стакана 10;
- винт регулировочный 11;
- крышка 12;
- пружина 13;
- входной и выходной патрубок 14;
- верхний дополнительный патрубок 15;
- нижний дополнительный патрубок 16;
- верхняя часть штока, выполненная в виде поршня 17;
- полость штока 18;
- внешний кольцевой выступ штока 19;
- внешний кольцевой выступ стакана 20.
- уплотнительное кольцо штока 21.
Согласно предложенной полезной модели регулятор давления воды содержит полый цилиндрический корпус 2, крайние участки, которого образуют входной и выходной патрубки 14 для прохождения воды. На участке между входным и выходным патрубком 14 в корпусе 2 образованы дополнительные патрубки - верхний 15 и нижний 16 полости, которых выполнены сообщающимися с полостями входного и выходного патрубков 14.
В полости верхнего дополнительного патрубка 15 размещен стакан 9, примыкающий к его стенке.
Нижний дополнительный патрубок 16 закрыт пробкой 3, а верхний дополнительный патрубок 15 закрыт крышкой 12, которую поджимает пружина 13.
Внутри стакана 9 размещен с возможностью механического движения шток 7, верхняя часть, которого выполнена в виде поршня 17 и поджата пружиной 13. Нижняя часть штока 7 посредством полости 18, выполненной внутри нижней части штока 7 соприкасается с частью золотника 4, входящей в упомянутою полость 18.
При этом золотник 4 частично расположен в полости нижнего дополнительного патрубка 16 частично в центральной полости цилиндрического корпуса 2.
Между стенкой стакана 9 и стенкой верхнего дополнительного патрубка 15 размещен фильтрующий элемент 8.
Полый цилиндрический корпус 2 выполнен из полифенилсульфона (PPSU).
Фильтрующий элемент 8 выполнен в виде сетки из нержавеющей стали.
Крышка 12 и пробка 3 также выполнены из полифенилсульфона (PPSU).
Золотник 4 выполнен в виде крестовины, которая контактирует со штоком 7.
Перекладина крестовины золотника 4 снабжена уплотнительными кольцами 5, которые расположены с возможностью герметизации соединения золотник 4 - шток 7.
Торец нижней части штока 7 по своему периметру выполнен с внешним кольцевым выступом 19, контактирующим с золотником 4.
Стакан 9 выполнен в виде патрубка верхний торец, которого выполнен по своему периметру с внешним кольцевым выступом 20, облегающим торец дополнительного верхнего патрубка 15.
В результате того, что на участке между входным и выходным патрубком 14 образованы дополнительные патрубки - верхний 15 и нижний 16 полости, которых выполнены сообщающимися с полостями входного и выходного патрубка 14, посредством образовавшейся центральной полости цилиндрического полого корпуса 2 обеспечивается легкая в изготовлении и надежная при использовании конструкция, а за счет того, что цилиндрический корпус 2 регулятора выполнен в виде единой детали и полым, происходит понижение веса, а также повышение прочности, полученной конструкции.
Благодаря тому, что в полости верхнего дополнительного патрубка 15 размещается стакан 9, который примыкает к его стенке, нижний дополнительный патрубок 16 закрыт пробкой 3, верхний дополнительный патрубок 15 закрыт крышкой 12, которую поджимает пружина, обеспечивается надежность при эксплуатации регулятора, т.к. крышка 12 закрывает и защищает от внешних воздействий пружину 13, шток 7 и другие элементы, а пробка 3 герметично закрывает нижний дополнительный патрубок 16, защищая его полость от каких-либо внешних воздействий, и кроме того допускает установку манометра (на чертеже не указан) для удобства измерений. Таким образом, данный набор упомянутых простых и облегченных элементов логически обеспечивает создание надежной в эксплуатации конструкции, обладающей высокими прочностными характеристиками.
В следствии того, что внутри стакана 9 размещен с возможностью механического движения шток 7 верхняя часть, которого выполнена в виде поршня 17 и поджата пружиной 13, а нижняя часть штока 7 посредством полости 18, выполненной внутри нее соприкасается с частью золотника 4, входящей в упомянутою полость 18, а также, в следствии того, что золотник 4 расположен частично в полости нижнего дополнительного патрубка 16 частично в центральной полости цилиндрического корпуса 2 обеспечивается надежная, простая конструкция, способная обеспечивать длительное время работоспособность регулятора, а за счет предложенного герметичного соединения стакан 9 - шток 7 - золотник 4, а именно за счет выполнения полости 18 в штоке 7 и вхождение в него зацепляющего элемента золотника 4, который выполнен в виде крестовины происходит значительное снижение веса конструкции, обладающей высокой прочностью, зацепления “шток 7 - золотник 4” внутри самого регулятора, и как следствие обеспечивается высокая прочность всей конструкции регулятора в целом.
Использование в предлагаемой конструкции фильтрующего элемента 8, расположенного между стенкой стакана 9 и стенкой верхнего дополнительного патрубка 15 способствует повышению прочности конструкции, т.к. фильтрующий элемент 8 вплотную прилегает к поверхности стенки верхнего патрубка 15, и вплотную к внешней стенке стакана 9, создавая тем самым более массивное и надежное соединение, что естественно положительно влияет на надежность в ходе монтажа и эксплуатации. Кроме того, фильтрующий элемент 8 выполняется в виде простейшей цилиндрической сетки из нержавеющего тончайшего слоя металла, что позволяет облегчить конструкцию регулятора, по сравнению с аналогами, и собственно производить, как фильтрацию воды, так и проведение необходимой регулировки давления воды на выходе при изменении входного давления.
Выполнение полого цилиндрического корпуса 2 из известного полифенилсульфона (PPSU) обеспечивает снижение веса конструкции, повышение ее прочности, что, следовательно, приводит к снижению вероятности поломки предлагаемого регулятора при монтаже и непосредственной эксплуатации, обладающего за счет изготовления упомянутого цилиндрического корпуса 2 из полифенилсульфона (PPSU) быстрой и простой - уникальной технологией производства предлагаемых регуляторов давления, обеспечивая при этом их абсолютную идентичность и простейшую конструкцию при их промышленном производстве.
Работает предлагаемый регулятор давления следующим образом.
Перед регулятором давления должен быть установлен шаровой кран или запорный клапан. В регулятор должна поступать вода без механических включений, поэтому перед установкой регулятора желательно промыть систему. Установка регулятора давления на трубопроводе осуществляется согласно стрелке направления потока.
Регулятор давления навинчивается на трубопровод, резьбовое соединение уплотняется лентой ФУМ или другим известным способом. Количество уплотнительного материала не должно превышать установленные нормы.
В нерабочем состоянии (при отсутствии давления) регулятор давления находится в открытом состоянии. Поддержание выходного давления в заданных пределах обеспечивается изменением проходного сечения стакан 9 - золотник 4 и устанавливается изменением деформации пружины 13 с помощью регулировочного винта 11.
При отсутствии расхода воды золотник 4 запирает проходное сечение на стакане 9.
Изменение настройки выходного давления производится вращением регулировочного винта 11 плоской отверткой по часовой стрелке (увеличение) или против (уменьшение), при этом для удобства контроль давления может производиться с помощью манометра. Манометр с пределом измерения не менее 1,6 МПа герметично устанавливается в цилиндрический полый корпус 2 в дополнительный нижний патрубок 16, предварительно выкрутив пробку 3. Допускается постоянное использование манометра (на всем периоде эксплуатации), т.е. без его последующего демонтажа.
Предлагаемый регулятор давления воды с предложенной конструкцией, согласно полезной модели, важной особенностью, которой является использование цилиндрического полого корпуса из полифенилсульфона (PPSU), изготовлен и успешно прошел весь комплекс приемочных испытаний, которые подтвердили его высокие эксплуатационные и технические характеристики, заключающиеся в упрощенной конструкции, низкой вероятности поломки при эксплуатации, низким весом конструкции и прочной конструкции регулятора давления в целом.
Таким образом, заданный технический результат, решающий поставленную перед полезной моделью задачу, достигается благодаря сформулированной совокупностью существенных признаков, наглядным образом представленной ниже:
- крайние участки полого цилиндрического корпуса 2 образуют входной и выходной патрубки 14 для прохождения воды, на участке между, которыми в корпусе образованы дополнительные патрубки - верхний 15 и нижний 16, полости, которых выполнены сообщающимися с полостями входного и выходного патрубков 14;
- в полости верхнего дополнительного патрубка 15 размещен стакан 9, примыкающий к его стенке, при этом нижний дополнительный патрубок 16 закрыт пробкой 3, а верхний дополнительный патрубок закрыт крышкой 12, которую поджимает пружина 13;
- внутри стакана 9 размещен с возможностью механического движения шток 7 верхняя часть, которого выполнена в виде поршня 17 и поджата упомянутой пружиной 13, а нижняя часть штока посредством полости 18, выполненной внутри нее соприкасается с частью золотника 4, входящей в упомянутую полость 18, при этом золотник 4 располагается частично в полости нижнего дополнительного патрубка 16 частично в центральной полости цилиндрического корпуса 2;
- между стенкой стакана 9 и стенкой верхнего дополнительного патрубка 15 размещен фильтрующий элемент 8, а полый цилиндрический корпус 2 выполнен из полифенилсульфона (PPSU).
Предлагаемый регулятор давления может найти широкое применение в промышленности, а именно в строительной сфере при изготовлении систем горячего и холодного водоснабжения с целью автоматического поддержания давления воды при изменении входного давления.