ИНТЕГРАЛЬНЫЙ КЛАПАННЫЙ БЛОК ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДАТЧИКОВ КОПЛАНАРНОГО ТИПА К ЛИНИЯМ ПОДАЧИ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ

Полезная модель относится к одноходовым клапанам с одним запорным элементом, а именно к размещению клапанов и соединительных линий, предназначенных для изолирования датчика давления от других элементов системы измерения давления без отсоединения импульсных линий, выравнивания давления в измерительных камерах датчика разности давлений для последующей настройки, а также для осуществления управляемого дренажа и может использоваться в контрольно-регулировочной аппаратуре в различных отраслях техники.
Известен интегральный клапанный блок марки Rosemount 0305 для подключения датчика разности давлений копланарного типа к импульсным линиям (см. Приложение к заявке «Клапанные блоки Rosemount, лист технических данных, март 2019 г. 00813-0107-4733), выбранный в качестве прототипа.
Известный клапанный блок содержит корпус, выполненный на основе плоского параллелепипеда в форме симметричного относительно поперечной горизонтальной оси пятигранника с двумя параллельными между собой широкими гранями-сторонами, на которых выполнены четыре сквозных отверстия для установки и крепления датчика давления, для подключения импульсных линий и подачи измеряемой среды к которому в корпусе со стороны, противоположной стороне крепления датчика, имеются два отверстия с внутренней резьбой 1/2-14 NPT или 1/4-18 NPT. Внутри корпуса от подводящих отверстий проведены каналы к расположенным на двух скошенных навстречу друг другу боковых гранях смежных с более короткой из длинных сторон корпуса клапанам изолирующих вентилей, которые отключают подачу измеряемой среды к измерительным полостям датчика. Также в корпусе выполнены каналы, соединяющие измерительные полости датчика друг с другом. Управление соединением осуществляется посредством клапана уравнительного вентиля, расположенного на более короткой из параллельных длинных боковых сторон. В соответствии с гидравлической схемой устройства в корпусе после изолирующих вентилей выполнены каналы, отводящие измеряемую среду к дренажным отверстиям, расположенным на стороне подключения импульсных линий подачи рабочей среды. Управление дренажными каналами осуществляется посредством клапанов дренажных вентилей, расположенных на коротких параллельных боковых сторонах корпуса. Дренажные отверстия имеют внутреннюю резьбу 1/4-18 NPT для подключения, при необходимости, дренажных импульсных линий.
Недостатком указанной конструкции является наличие ограниченных вариантов подключения линий подачи рабочей среды только посредством резьбового соединения с коническими резьбами 1/2-14 NPT или 1/4-18 NPT, для которых требуется установка специального переходника. Соединение переходника с клапанным блоком по резьбе 1/2-14 NPT или 1/4-18 NPT может быть негерметичным и требовать постоянного контроля и технического обслуживания. Также для датчика давления с установленным клапанным блоком указанной модели монтаж линий подачи возможен только под углом 180° по отношению к вертикальной оси датчика, что при замене модели датчика давления может привести к необходимости изменения монтажного положения линий подачи или использования специального переходного фланца, установленного на датчик, что существенно увеличивает габариты и массу датчика в сборе с клапанным блоком. Для проведения калибровки и поверки датчика давления необходимо демонтировать клапанный блок и использовать специальную оснастку для подключения датчика к метрологическому оборудованию.
Задачей является расширение эксплуатационных возможностей интегрального клапанного блока путем обеспечения различных вариантов подключения к линиям подачи рабочей среды.
Под эксплуатационными возможностями понимается в данном случае удобство и простота монтажа, обеспечение надежности соединения, обеспечение возможности поверки и калибровки датчика без его демонтажа с места эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в интегральном клапанном блоке для подключения датчиков копланарного типа к линиям подачи рабочей среды, содержащем корпус, выполненный на основе плоского параллелепипеда в форме симметричного относительно поперечной горизонтальной оси пятигранника с двумя параллельными между собой длинными узкими боковыми сторонами - гранями разной длины, двумя короткими параллельными между собой узкими боковыми сторонами-гранями равной длины, двумя короткими скошенными навстречу друг другу узкими боковыми сторонами - гранями равной длины и двумя параллельными между собой широкими сторонами - гранями, на которых выполнены четыре сквозных отверстия для установки датчика давления, для подключения линий подачи рабочей среды к которому имеются подводящие отверстия, от которых внутри корпуса проведены подводящие каналы к клапанам изолирующих вентилей, расположенных симметрично на скошенных боковых сторонах и отключающих подачу рабочей среды к измерительным полостям датчика, соединенным между собой с помощью соединительных каналов внутри корпуса, управляемых посредством клапана уравнительного вентиля, расположенного на более короткой из длинных боковых сторон, а после изолирующих вентилей внутри корпуса выполнены для отведения измеряемой среды к снабженным внутренней резьбой дренажным отверстиям на параллельных коротких боковых сторонах, отводящие каналы, управляемые посредством клапанов дренажных вентилей, согласно полезной модели, подводящие отверстия в корпусе расположены симметрично вблизи поперечной горизонтальной оси на более длинной из его длинных боковых сторон под углом 90° к вертикальной оси датчика и связаны внутренними отходящими от них каналами с измерительными полостями датчика, а вблизи каждого из краев на этой же боковой стороне выполнены дополнительные дренажные отверстия с внутренней резьбой, для возможной установки в них штуцеров с наружной резьбой и канавками для уплотнительных колец.
При этом подводящие отверстия могут быть выполнены как с внутренней резьбой, так и гладкими для возможности установки в них приварных штуцеров с наружной резьбой, для штуцерно-ниппельного соединения.
Расположение подводящих рабочую среду отверстий на более длинной из параллельных между собой длинных сторон корпуса под углом 90° к вертикальной оси датчика обеспечивает подключение рабочей среды с боковой стороны корпуса клапанного блока, что делает более удобным монтаж сборки датчика с клапанным блоком, не требуя использования традиционного фланца, и позволяет при этом уменьшить их общий габарит и вес; размещение на этой же длинной узкой боковой стороне дренажных отверстий с внутренней резьбой 1/4-18 NPT с установленными в них штуцерами дает возможность подключать метрологическое оборудование для проведения калибровки и поверки без демонтажа датчика и использования специализированной оснастки.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик клапанного блока.
Заявляемый клапанный блок обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как расположение подводящих отверстий для рабочей среды в корпусе симметрично вблизи поперечной горизонтальной оси на более длинной из его длинных боковых сторон под углом 90° к вертикальной оси датчика, их связь внутренними отходящими от них каналами с измерительными полостями датчика, выполнение вблизи каждого из краев на этой же боковой стороне дополнительных дренажных отверстий с внутренней резьбой для возможной установки в них штуцеров с наружной резьбой и канавками для уплотнительных колец, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый клапанный блок может использоваться для подключения датчиков давления к соединительным линиям автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
фиг. 1 - общий вид клапанного блока;
фиг. 2 - общий вид клапанного блока с датчиком давления;
фиг. 3 - функциональная схема клапанного блока.
1
2
3
3
4
4
5
5
5
3
2
2
Интегральный клапанный блок для подключения датчиков давления копланарного типа к линиям подачи рабочей среды (фиг. 1, 2) содержит корпус 1, выполненный на основе плоского параллелепипеда в форме симметричного относительно поперечной горизонтальной оси пятигранника с двумя параллельными между собой длинными узкими боковыми сторонами-гранями разной длины 1 и 1, двумя короткими параллельными между собой узкими боковыми сторонами - гранями равной длины 1', 1'', двумя короткими скошенными навстречу друг другу узкими боковыми сторонами - гранями 1' и 1'' равной длины и двумя параллельными между собой широкими сторонами - гранями 1' и 1''. На стороне - грани 1' выполнены четыре отверстия 2 для установки измерительного датчика 3. Для подключения линий подачи рабочей среды имеются подводящие отверстия 4, от которых внутри корпуса проведены подводящие каналы 5 к клапанам изолирующих вентилей 6. Изолирующие вентили 6 расположены симметрично на скошенных боковых сторонах 14 и служат для отключения подачи измерительной (рабочей) среды к измерительным полостям 7 датчика 3. Измерительные полости 7 соединены между собой с помощью соединительных каналов 8 внутри корпуса 1, управляемых посредством клапана уравнительного вентиля 9. Уравнительный вентиль 9 расположен на более короткой из длинных боковых сторон 1. После изолирующих вентилей 6 внутри корпуса 1 выполнены отводящие каналы 10 для отведения измеряемой среды к снабженным внутренней резьбой дренажным отверстиям 11 на параллельных коротких боковых сторонах 1, управляемые посредством клапанов дренажных вентилей 12. При этом подводящие отверстия 4 расположены в корпусе 1 симметрично вблизи поперечной горизонтальной оси на более длинной из его длинных боковых сторон 1 под углом 90° к вертикальной оси датчика 3. Они связаны внутренними отходящими от них каналами 13 с измерительными полостями 7 датчика 3. При этом подводящие отверстия 4 могут быть выполнены с внутренней резьбой, например, 1/2-14 NPT или 1/4-18 NPT либо гладкими внутри с возможностью установки в них штуцеров 14 с наружной резьбой М20×1,5. Вблизи каждого из краев на этой же боковой стороне 1 выполнены дополнительные дренажные отверстия 15 с внутренней резьбой для возможной установки в них штуцеров 16 с наружной резьбой и канавками для уплотнительных колец.
Заявляемый клапанный блок служит для подачи рабочей среды к измерительному блоку датчика и работает следующим образом (фиг. 3). Через два подводящих отверстия 4 и подводящие каналы 5 рабочая среда поступает в измерительные полости 7 датчика 3. Каналы 5 соединены с клапанами изолирующих вентилей 6. Подключение к рабочим линиям осуществляется соединением подводящих отверстий 4 с каналами 5 посредством штуцерно-ниппельного соединения с наружной резьбой М20×1,5. Изолирующие клапаны 6 перекрывают подачу измеряемой среды к датчику 3 давления. Также в корпусе 1 имеется каналы 8, позволяющие через клапан уравнительного вентиля 9 соединить две измерительные полости 7 датчика 3 для проведения регулировки и настройки. Дополнительно имеются каналы 10, предназначенные для дренажа измеряемой среды, которые, в свою очередь отсекаются клапанами дренажных вентилей 12. В дренажные отверстия 15, имеющие резьбу, могут устанавливаться специальные резьбовые штуцеры 16, позволяющие подключать метрологическое или иное оборудование для проведения калибровки и поверки без демонтажа датчика и использования специализированной оснастки.
В сравнении с прототипом заявляемый интегральный клапанный блок имеет более широкие эксплуатационные возможности.