Регулятор расхода

Полезная модель относится к пневмогидравлической запорной арматуре, в частности к отключающим и отсечным клапанам для газонефтепроводов, по которым перекачиваются жидкости (газ) под давлением.
Известен регулятор расхода, содержащий корпус с установленным в нем штоком, взаимодействующим с системой рычагов, на торце штока установлен клапан, регулятор содержит шайбу, установленную на корпус при помощи резьбового соединения и снабженную по меньшей мере двумя фиксирующими винтами, с возможностью осевого перемещения относительно штока и фиксации положения, а между шайбой и клапаном установлена пружина (патент № RU2649172, МПК F16K15/063, опубл.30.03.2018).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является регулятор расхода, содержащий корпус с установленным в нем штоком, взаимодействующим с системой рычагов, на торце штока установлен клапан, между корпусом и клапаном установлена пружина, в корпусе установлен ограничитель хода штока, система рычагов выполнена в виде двух пар взаимосвязанных рычагов, причем один конец каждой пары закреплен, второй конец каждой пары соединен со штоком, соединения рычагов каждой пары подпружинены (патент №RU76096, МПК F16K 17/04, опубл. 10.09.2008 г.)
Недостатками известных устройств является возникновение радиального изгиба пружин, взаимодействующих с рычагами под воздействием сил, возникающих при совокупном воздействии перепада давления, потока жидкости (газа) и усилия создаваемого пружинами с рычажным механизмом. Это приводит к ухудшению работы рычажного механизма, поломки  пружин.
Задачей настоящей полезной модели является исключить указанный недостаток.
Технический результат заключается в исключение радиальных изгибов пружин за счет центровки внутренних диаметров пружин по наружным диаметрам вставок и перемещению сферической поверхности вставок  по плоскостям центровочных отверстий рычагов и достигается тем, что в регуляторе расхода, содержащем корпус с установленным в нем штоком, взаимодействующим с системой рычагов, выполненной в виде двух пар взаимосвязанных рычагов, причем один конец каждой пары закреплен на основании, расположенном в корпусе, а второй конец соединен со штоком, верхние рычаги каждой пары подпружинены посредством пружин, расположенных в штуцерах, закрепленных на корпусе, на торце штока установлен подпружиненный клапан, в штуцерах расположены вставки, контактирующие одним концом с пружиной, а другим - с центровочной выемкой рычагов, причем контактирующая с рычагом поверхность вставок выполнена сферической.
Новыми признаками заявляемого технического решения является наличие  вставки, расположенной в штуцерах и контактирующей одним концом с пружиной, а другим - с центровочной выемкой рычагов, причем контактирующая с рычагом поверхность вставки выполнена сферической.
За счет центровки внутренних диаметров пружин по наружным диаметрам вставок и перемещению сферической поверхности вставок  по плоскостям центровочных отверстий  рычагов  позволяет исключить радиальный изгиб пружин, что  позволяет получить заявляемый технический результат.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Полезная модель поясняется чертежами:
Фиг. 1 – регулятор расхода, сечение, положение «закрыто»;
Фиг. 2 контакт центровочной выемкой рычага со вставкой, положение «закрыто»;
Фиг. 3 – регулятор расхода, сечение, положение «промежуточно открыто»;
Фиг. 4– контакт центровочной выемкой рычага со вставкой, положение; «промежуточно открыто»
Фиг. 5 –регулятор расхода, сечение, положение «открыто»;
Фиг. 6 – контакт центровочной выемкой рычага со вставкой, положение; «открыто».
Регулятор расхода содержит корпус 1, крышку 2, опору 3, рычажный механизм 4.
Корпус 1 выполнен из металла и на его боковой поверхности нанесена маркировка изделия. Корпус 1 выполнен полым со сквозными соосными отверстиями. Верхнее отверстие закрыто крышкой 2. Крышка 2 выполнена глухой и соединяется с корпусом посредством резьбы. Между контактирующими поверхностями крышки и корпуса размещено уплотнительное кольцо. В нижнем отверстии корпуса 1 расположена направляющая втулка с размещенным в ней штоком 5. В нижней части направляющей втулки расположено с натягом уплотнение, предохраняющее полость корпуса 1 от накапливающейся грязи, пыли, частиц, влаги или любого иного материала.
В соосных отверстиях боковой стенки корпуса 1 расположены штуцера 6, в которых расположены поршни 7 взаимодействующие с пружинами 8 и вставки 9. Вставки 9 применены для обеспечения работы пружин 8 только на сжатие и исключения их радиальных изгибов. Вставки 9 одним концом контактируют с пружинами 8, при этом происходит центровка внутренних диаметров пружин 8 по наружным диаметрам вставок 9, другим - с центровочной выемкой 10 верхних рычагов рычажного механизма 4.Контактирующаяс центровочной выемкой 10 верхних рычагов поверхность 11 вставок 9 выполнена сферической. Давление пружин 8 на верхние рычаги регулируется давлением  болтов 12 на поршень 7
В корпусе 1 расположено основание  3. Основание3 выполнено в виде диска и к нему прикрепляются одни концы верхних рычагов рычажного механизма 4. Другие концы верхних рычагов  соединены с верхними концами нижних рычагов рычажного механизма 4, а их нижние концы  крепятся к штоку 5. Концы всех рычагов крепятся шарнирно на осях.
Боковая стенка корпуса 1 выполнена с каналом,  предназначенным для создания уравновешивающего давления. Канал выполнен на уровне расположения рычажного механизма 4 и соединен посредством штуцера с газопроводом.
Корпус 1 выполнен с посадочным фланцем и крепится на трубопроводе посредством хомута.
На штоке 5 расположен клапан 13. Между корпусом 1 и клапаном 13установлена пружина 14.Кроме того на штоке 5может быть установлен диск с проходными отверстиями (парус).
Между корпусом 1 и всеми взаимодействующими с ним поверхностями установлены уплотнения.
Регулятор расхода работает следующим образом:
Рычаги рычажного механизма 4 поджимают шток 5 с помощью пружин 8. Усилие воздействия поршней 7на пружины 8, а затем и на вставки 9 регулируется с помощью болтов 12. Перед началом работы в изолированную полость корпуса 1 заливается масло, таким образом, рычажный механизм 4 работает в масле. Излишки масла сливаются через канал. Уравновешивание давления при запуске регулятора в работу осуществляется подачей жидкости (газа) в полость корпуса через канал. В исходном, закрытом, положении клапан 13 удерживается за счет усилия пружины 14 и рычагов рычажного механизма 4, взаимодействующих со вставками 9 подпружиненными пружинами 8.При достижении перепада давления на входе и на выходе регулятора до заданной пружиной 14 и пружинами 8 до установленной величины шток 5 смещается, поднимает клапан 13регулятора и открывает канал гнезда трубопровода, при этом энергия потока жидкости, протекающего через канал гнезда трубопровода, перемещает шток 5 регулятора в открытое положение и с помощью рычажного механизма 4 и паруса  фиксирует его в открытом положении. Регулятор расхода в таком положении полностью открыт. По мере сброса жидкости из сепаратора измерительной установки перепад давления снижается и при уменьшении суммарного усилия, действующего на клапан 13 от потока жидкости и от рычажного механизма 4, до значений меньше усилия возвратной пружины 14, клапан 13 перемещается в закрытое положение и фиксируется с помощью рычажного механизма 4. Регулировка величины перепада давления на открывание и закрывание клапана 13 регулятора осуществляется с помощью болтов 12 путем ослабления или подтягивания пружин 8, а также с помощью паруса.
Для обеспечения цикличной работы высокодебитных скважин с высоким газовым фактором рекомендуется устанавливать максимальный условный проход. Это достигается установкой детали парус с большим проходным сечением или снятием детали  парус.
Для обеспечения цикличной работы низко дебитных скважин с зауженным проходом трубопровода рекомендуется устанавливать парус  с меньшим проходным сечением.
При работе пружин 8 в режиме только на сжатие, что обеспечивается наличием вставок 9, у которых контактирующая с рычагом поверхность 11 выполнена сферической, по сравнению с их работой одновременно на сжатие и изгиб, увеличивается ресурс пружин 8 и увеличивается усилие сжатия при прохождении среднего положения в момент наклона верхних рычагов рычажного механизма 4, которое обеспечивает более четкую и надежную работу рычажного механизма 4 регулятора расхода.
Регулятор расхода промышленно применим, и может быть изготовлен на универсальном или специальном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.