РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

1. Авторское свидетельство СССР № 607086, кл. F16K 17/10, 1976
2. Авторское свидетельство СССР № 562699, кл. F16K 17/10, 1976 (прототип).
Изобретение относится к области автоматического регулирования давления в гидросистемах технологических и транспортных машин.
Известно устройство - предохранительный клапан, содержащий корпус с седлом, взаимодействующим с эластичным запорным органом, установленным на цилиндрической втулке внутри корпуса. В состав устройства входит вспомогательный клапан для настройки рабочего диапазона давлений [Авторское свидетельство СССР № 607086, кл. F16K 17/10, 1976].
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и то, что входной и выходной каналы расположены под углом 90°, в результате чего усложняется монтаж регулятора в магистраль, уменьшается сопротивляемость трубопровода магистрали вибрационным нагрузкам, которые значительно возрастают вследствие несовпадения осей сечений, в которых закрепляются трубопроводы с узлами их крепления.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является предохранительный клапан, в корпусе которого соосно с ним размещена втулка жестко связанная с корпусом, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая канавка, соединенная радиальными каналами с управляющей полостью клапана. В кольцевой канавке втулки с зазором по отношению к внутреннему диаметру корпуса клапана установлено эластичное кольцо, которое, перемещаясь в радиальном направлении и соприкасаясь с соответствующими поверхностями втулки и корпуса, герметизирует входную от выходной полости или соединяет их. В состав клапана входит вспомогательный (управляющий) клапан для настройки уровня давления в гидросистеме. [Авторское свидетельство СССР №562699, Кл. F16K 17/10, 1976].
Недостатком этого клапана (кроме указанных при описании известного устройства) является сложность конструкции и ограниченная возможность использования устройства при вибрационных нагрузках, из-за того, что во входящем в состав устройства управляющем клапане высока вероятность заклинивания запорного элемента, в результате чего снижается эксплуатационная надежность устройства. В то же время эластичный запорно регулирующий элемент имеет нелинейную зависимость радиальных перемещений кольца (упругого запорного элемента) от его жесткости, что может привести к «залипанию» запорного органа, а это значительно снижает надежность работы клапана и ограничивает диапазоны рабочих давлений, на которые может настраиваться этот клапан.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение эксплуатационной надежности устройства. Указанный технический результат достигается тем, что в регуляторе давления, содержащем корпус с входным и выходным каналами и жестко связанную с корпусом цилиндрическую втулку с кольцевой канавкой, где расположен эластичный запорно-регулирующий орган в виде кольца, согласно заявляемому техническому решению эластичный запорно-регулирующий орган армирован упругим металлическим элементом в виде пружины с линейной характеристикой жесткости, при этом входной и выходной каналы расположены соосно, а кольцевая канавка выполнена трапециедальной.
На чертеже общего вида представлен регулятор давления с комбинированным запорно-регулирующим элементом.
Регулятор давления содержит корпус с жестко с ним связанным внутренним цилиндром 1, с кольцевой трапецеидальной канавкой, в которой размещается армированный металлической пружиной 3 эластичный запорно-регулирующий орган 2, обеспечивающий необходимый уровень давления в гидросистеме. В корпусе соосно выполнены входной и выходной осевые каналы I и III, соединенные между собой радиальными каналами II через меньшее основание трапециедальной канавки.
Устройство работает следующим образом.
В установившемся режиме при рабочем давлении в гидросистеме между запорным элементом 2 и поверхностями канавки появляется кольцевая щель, обеспечивающая заданный расход. При повышении давления в гидросистеме, к которой подключен регулятор, запорно-регулирующий элемент 2 под действием этого давления деформируется в радиальном направлении, увеличивая площадь кольцевой щели между поверхностями канавки и запорного элемента (поверхность кольца). При снижении давления запорный элемент 2 под действием упругого элемента 3 (пружины) возвращается в исходное положение, уменьшая площадь дросселирования кольцевой щели и выравнивая при этом давления жидкости между входным каналом I и выходным каналом III клапана.
Данное устройство может работать и как предохранительный клапан.
В рабочем положении запорный элемент 2 находится в положении указанном на чертеже, то есть каналы I и II разъединены. При повышении давления в гидросистеме, к которой подключен предохранительный клапан, запорно-регулирующий элемент под действием этого давления деформируется в радиальном направлении, образуя кольцевые щели между поверхностями канавки и запорного элемента, обеспечивая сброс жидкости через выходной канал III. При снижении давления запорный элемент под действием упругого элемента (пружины) возвращается в исходное положение, разъединяя входной I и выходной III каналы.
В предложенном клапане улучшены эксплуатационные характеристики за счет повышения точности настройки рабочих диапазонов давлений и повышения надежности срабатывания клапана, упрощения монтажа и исключения возникновения монтажных напряжений, увеличения сопротивляемости трубопроводов вибрационным нагрузкам.