РЕГУЛЯТОР РАСХОДА
FLOW RATE REGULATOR

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для использования в качестве запорной арматуры в нефтепроводах. Применяется как регулирующее устройство для дозированной подачи жидкости в заданном направлении.
Известен регулятор расхода по патенту РФ на полезную модель №26830, опубл. 20.12.2002. Он содержит корпус с установленным в нем подпружиненным поршнем с проходными отверстиями и фиксирующей канавкой для взаимодействия с фиксатором. На торцах корпуса выполнены кольцевые проточки с установленными в них кольцами. Фиксатор выполнен в виде двух пар фиксирующих узлов, взаимодействующих с фиксирующей канавкой. На торце поршня установлен уплотнительный узел, а в полости поршня установлена турбина. Кольца в торцевых проточках корпуса выполнены резиновыми. Фиксирующие узлы в каждой паре расположены диаметрально противоположно, фиксирующие узлы каждой пары расположены в перпендикулярных плоскостях и смещены по оси регулятора. Уплотнительный узел выполнен в виде соосных фторопластового и резинового колец, прижатых крышкой.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении функциональной надежности регулятора расхода.
Известен также регулятор расхода по патенту РФ на полезную модель №145237, опубл. 10.09.2014. Он содержит корпус, в котором размещен подвижный поршень с кольцевыми фиксирующими канавками. Корпус представляет собой полый цилиндр с одним открытым торцом и оборудован фланцем с открытого торца, предназначенным для установки регулятора на сливной клапан нефтепровода. На торце поршня, взаимодействующем с отверстием сливного клапана, установлена крыльчатка.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в исключении взаимодействия среды с механизмом поршня, в связи с чем уменьшается степень загрязнения регулятора, повышается срок его службы.
К недостаткам данного устройства следует отнести то, что вопросы, связанные с повышением долговечности механизма регулятора, решены не в полной мере.
Задача заявляемой полезной модели состоит в повышении продолжительности работы регулятора расхода без ремонтных работ.
Технический результат заключается в повышении долговечности устройства и снижении затрат на обслуживание.
Технический результат достигается регулятором расхода, содержащим корпус с размещенным в нем подвижным поршнем с кольцевой канавкой под шариковые фиксаторы. Один торец корпуса закрыт крышкой, а противоположный выполнен открытым и снабжен фланцем для установки регулятора на сливной клапан нефтепровода. У торца поршня, взаимодействующего с отверстием сливного клапана, установлены обратный клапан в виде подпружиненного шарика и крыльчатка.
Новое заключается в том, что поршень подпружинен размещенной внутри него пружиной, обеспечивающей его возвратно-поступательные перемещения. У открытого торца корпуса установлен механизм демпфирования поршня, выполненный в виде пружины, зафиксированной с одной стороны стопорной гайкой, а с другой контактирующей со ступенькой, выполненной на поршне.
На чертежах представлен заявляемый регулятор расхода.
Фиг. 1 - регулятор в открытом положении: фиг. 2 - регулятор закрыт.
На корпусе задвижки 1 посредством фланцевого соединения закреплен корпус регулятора расхода 2. В корпусе 2 установлен поршень 3 с кольцевыми уплотнениями 4. Внутри поршня коаксиально установлена пружина 5. Верхний конец пружины надет на упор 6, а нижний опирается на обойму 7 обратного клапана 8. На нижнем конце поршня 3 закреплены тарелка клапана 9 и крыльчатка 10. Для надежного удерживания поршня 3 в открытом и закрытом положениях регулятора расхода на корпусе 2 закреплены шариковые фиксаторы 11 и 12. В нижней части корпуса 2 установлен демпфирующий механизм для поршня 3, состоящий из стопорной гайки 13 и пружины 14.
Регулятор расхода работает следующим образом.
Регулятор расхода открыт, когда давление жидкой среды на входе превышает давление среды на выходе. В этой ситуации на тарелку клапана 9 и крыльчатку 10 действует усилие, сжимающее пружину 5 и приподнимающее поршень 3 в верхнее положение, как это показано на фиг. 1. В этом положении поршень фиксируется шариковым фиксатором 11, взаимодействующим с кольцевой проточкой, выполненной на поршне. Таким образом происходит перекачка жидкости через задвижку.
Регулятор расхода переходит в закрытое положение, как это показано на фиг. 2, в случае падения давления жидкости на входе, т.к. усилие, действующее на тарелку клапана 9 и крыльчатку 10, уменьшается. Пружина 5 начинает распрямляться, сдвигая поршень 3 вниз. Тарелка клапана 9 опускается и запирает седло, препятствуя обратному оттоку жидкости. В это время шариковый фиксатор 12 через кольцевую проточку фиксирует поршень 3 в нижнем положении. Так регулятор расхода оказывается в закрытом положении.
Вышеописанные циклы открытия-закрытия задвижки могут происходить в течение коротких промежутков времени - от нескольких секунд до периодов, измеряемых долями секунды. Вследствие таких режимов поршень 3 может совершать возвратно-поступательные перемещения с высокой динамикой. Резкое падение поршня приводит к ударным нагрузкам между движущимися и неподвижными деталями. Чтобы предотвратить удары тарелки клапана 9 о седло используется демпфирующий механизм для поршня 3, состоящий из стопорной гайки 13 и пружины 14. Ступенька, выполненная на поршне 3, упирается в пружину 14 при движении поршня вниз и плавно останавливает поршень в нижней точке. Демпфирование позволяет уменьшить износ контактирующих деталей и увеличить периоды времени между ремонтами устройства.
Пружина 5, размещенная внутри поршня 3, обеспечивает возвратно-поступательные перемещения поршня. Ее длина соответствует габаритной длине корпуса регулятора расхода 2. Верхняя половина пружины 5 размещена в полости корпуса 2 до контакта с упором 6. Нижняя половина находится в полости поршня 3, где опирается нижним концом на обойму 7 обратного клапана 8. Полости, в которых размещена пружина 5, закрыты от попадания в них перекачиваемой жидкости обратным клапаном 8.
По сравнению с аналогичными пружинами для возвратно-поступательного перемещения поршня у вышеописанных аналогов, пружина 5 в заявляемом устройстве значительно длиннее. Такое выполнение позволяет увеличить срок эксплуатации за счет, в частности, уменьшения удельной величины сжатия пружины. В сочетании с тем, что пружина 5 размещена в замкнутой системе полостей, недоступной для агрессивного воздействия перекачиваемой через задвижку жидкости, достигается повышение срока эксплуатации регулятора расхода без ремонта.