АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕДУКТОР ДАЛЕНИЯ

Полезная модель "Автоматический редуктор давления" предназначен для ступенчатого понижения геодезического давления воды в вертикальных трубопроводах и может быть использован в шахтных пожарно-оросительных водопроводных сетях.
В настоящее время в эксплуатации в системе пожарно-оросительных водопроводов находятся гидроредукторы, представляющие собой дроссельные устройства с регулируемой величиной проходного сечения.
Известны гидравлические редукторы ПШ-4 м, КР-3 (см. Козлюк А.И. Противопожарная защита угольных шахт. Киев, «Техника», 1980, с.66-71), в которых запирающим элементом является поджимаемый к торцу неподвижного сопла подвижный клапан, соединенный с мембраной, управляемой давлением со стороны низкого давления редуктора.
К недостаткам известных редукторов давления следует отнести огромное сопротивление запирающего устройства, его быстрый износ и, как следствие, большая величина протечек жидкости из камеры высокого давления в камеру низкого давления, что при условии отсутствия или малых утечек в трубопроводе за редуктором давления приводит к сливу воды через предохранительный клапан.
Известен гидравлический редуктор РКГД с многоступенчатым дросселированием и мембранно-пружинным приводом (см. Комплексная пожарная защита шахт. Каталог разработок ВНИИГД, Донецк, 1979, с.20).
В этом редукторе давления запирающий элемент выполнен в виде неподвижного стакана (трубки) с дросселирующими отверстиями и подвижного плунжера с отверстиями, связанного с мембранно-пружинным приводом. Конструкция запирающего устройства снижает влияние разности давлений на входе и выходе из редуктора, улучшает динамику работы редуктора, уменьшает величину протечки через закрытый редуктор.
К недостаткам этого редуктора следует отнести конструктивную сложность,
высокую стоимость, а также большой расход (утечки) воды через предохранительный клапан.
Целью полезной модели «Автоматического редуктора давления» является упрощение конструкции, уменьшение стоимости, снижение динамики, вибрации и шума, ликвидация обводненности места установки редуктора за счет исключения утечки воды через предохранительный клапан.
В полезной модели, включающей известные признаки: запирающее устройство, привод, входной и выходной патрубки, предохранительный клапан, поставленная цель достигается за счет того, что запирающее устройство выполнено в виде шарового клапана, рукоятка которого кинематически связана с ползуном, соединенным со штоками гидроцилиндров, поршневые полости которых соединены с входным и выходным патрубками редуктора, причем размеры гидроцилиндров связаны соотношением
1
вх
2
вых
S·q=S·q, где
1
S - площадь поршня гидроцилиндра, соединенного с входным патрубком;
2
S - площадь поршня гидроцилиндра, соединенного с выходным патрубком;
вх
q - давление на входе гидроредуктора;
вых
q - давление на выходе из гидроредуктора;
На фиг.1 показан общий вид автоматического редуктора давления.
Автоматический редуктор давления состоит из патрубка 1 высокого давления (входной патрубок) и патрубка 2 низкого давления (выходной патрубок), между которыми закреплен шаровой кран 3, рукоять 4 которого кинематически связана с ползуном 5, соединенным со штоками 6 гидроцилиндра 7 и штоком 8 гидроцилиндра 9, соответственно соединенных с входным патрубком
1 высокого давления и выходным патрубком 2 низкого давления, с которым соединен предохранительный клапан 10.
Манометры 11 и 12 показывают давление на входе и выходе редуктора давления.
Наиболее предпочтительным давлением, исходя из прочности трубопроводов, на входе в редуктор давления считается давление воды, равное 2,5 МПа, что обеспечивает расход воды на пожаротушение сразу после редуктора давления.
При теоретическом отсутствии утечек воды после редуктора давления давление на выходе из редуктора несколько превышает давление, равное 0,6 МПа, поэтому усилие со стороны поршня гидроцилиндра 9 превышает усилие со стороны поршня гидроцилиндра 7 и ползун 5 перемещается в крайнее левое положение, поворачивая рукоятку 4 шарового крана 3, который полностью перекрывает проходное сечение трубопровода.
Но поскольку естественные утечки в шахтных пожарно-оросительных сетях неизбежны, то кран 3 всегда приоткрыт, дросселируя некоторое количество воды, равное естественным утечкам шахтной сети, что исключает сброс воды через предохранительный клапан 10.
Сброс воды через предохранительный клапан 10 свидетельствует не только о неисправности редуктора давления в целом и необходимости его замены, но и предотвращает повышение давления после гидроредуктора до величин, приводящих к разрушению трубопроводов шахтной сети.
При заборе воды в пожарно-оросительных целях после редуктора, давление на выходе из редуктора становится меньшим 0,6 МПа при практически неизменном давлении на входе, поэтому поршни в гидроцилиндрах 7 и 9 смещаются вправо, шаровый кран 3 открывает проходное сечение редуктора давления, уменьшая его гидравлическое сопротивление для обеспечения необходимого расхода воды. Простота конструкции, надежность работы шарового крана в качестве запирающего устройства автоматического редуктора давления обуславливает его преимущества.