РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ
PRESSURE REGULATOR

Группа изобретений относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, конкретно к регулирующей арматуре, и может быть использована в различных технологических трубопроводах как регуляторы непрямого действия.
Известен регулятор давления непрямого действия (см. М.С. Слободкин и др. «Исполнительные устройства регуляторов», издательство «Недра». М., 1972 г., рис.46, с.74), содержащий связанное с управляющей средой основание с размещенным в нем чувствительным элементом - поршнем, соединенное с корпусом, имеющим для управляемой среды входной и выходной каналы, перекрываемые тарелкой, взаимодействующей с одной стороны с пружинным задающим устройством, регулируемым посредством винта, установленного в крышке, соединенной с корпусом, а с другой - со штоком поршня.
К недостаткам данного устройства относится отсутствие механизма гашения пульсаций управляемой среды.
Известен также регулятор давления непрямого действия (см. М.С. Слободкин и др. «Исполнительные устройства регуляторов», издательство «Недра». М., 1972 г., рис.49, с.77), прототип, содержащий связанное с управляющей средой основание с размещенным в нем чувствительным элементом - сильфоном, соединенное с корпусом, имеющим для управляемой среды каналы, перекрываемые золотником, взаимодействующим с двух противоположных сторон с соосными между собой дросселем мембранного типа, снабженным гасителем пульсаций (колебаний), кинематически связанным с одной стороной с чувствительным элементом, а с другой - с размещенным в соединенной с корпусом крышке, регулируемым посредством винта, задающим пружинным устройством.
К недостаткам прототипа следует отнести большие диаметральные размеры, обусловленные наличием гибких мембран и обвязочных трубопроводов с дросселирующими устройствами.
Технической задачей решаемой группой изобретений является создание компактных малогабаритных регуляторов давления с возможностью гашения пульсаций (колебаний) управляемой и управляющих сред.
Поставленная техническая задача решается тем, что регулятор давления, содержащий связанное с управляющей средой основание с размещенным в нем чувствительным элементом (сильфоном), соединенное с корпусом, имеющим для управляемой среды входной и выходной каналы, перекрываемые золотником, взаимодействующим с двух противоположных сторон с соосными между собой гасителем пульсаций (колебаний), кинематически связанным с одной стороны с чувствительным элементом, а с другой - с размещенным в соединенной с корпусом крышке регулируемым посредством винта задающим пружинным устройством, при этом гаситель колебаний выполнен в виде двух взаимодействующих внутренними стержнями с золотником сильфонов, один из которых установлен между золотником и чувствительным элементом, второй - между золотником и опирающимся на стержень сильфона задающим пружинным устройством, в котором на меньшем диаметре опоры смонтирован блок тарельчатых пружин, охватываемый стаканом, контактирующим с винтом, при этом уплотнительное поле золотника расположено над уплотнительным полем корпуса, и коаксиально в винте размещен указатель положения золотника, проходящий через центральное отверстие стакана и неподвижно соединенный с меньшим диаметром опоры.
Также поставленная техническая задача решается тем, что регулятор давления, содержащий связанное с управляющей средой основание с размещенным в нем чувствительным элементом (сильфоном), соединенное с корпусом, имеющим для управляемой среды входной и выходной каналы, перекрываемые золотником, взаимодействующим с двух противоположных сторон с соосными между собой гасителем пульсаций (колебаний), кинематически связанным с одной стороны с чувствительным элементом, а с другой - с размещенным в соединенной с корпусом крышке регулируемым посредством винта задающим пружинным устройством, при этом гаситель колебаний выполнен в виде двух взаимодействующих внутренними стержнями с золотником сильфонов, один из которых установлен между золотником и чувствительным элементом, второй - между золотником и опирающимся на стержень сильфона задающим пружинным устройством, в котором на меньшем диаметре опоры смонтирован блок тарельчатых пружин, охватываемый стаканом, контактирующим с винтом, при этом уплотнительное поле золотника расположено под уплотнительным полем корпуса, и стержень сильфона, размещенный между золотником и задающим устройством, выполнен двухсторонним, при этом наружная его часть взаимодействует с золотником, а внутренняя - с опорой блока тарельчатых пружин.
На фиг.1 изображен разрез регулятора давления непрямого действия (нормально закрыт); на фиг.2 изображен разрез регулятора давления непрямого действия (нормально открыт); на фиг.3 изображен указатель хода в положении золотника «открыто» на фиг.1.
Регулятор давления состоит из основания 1 со штуцером 2 для подвода управляющей среды, во внутренней полости 3 основания 1 размещен чувствительный элемент (сильфон) 4, внутренний стержень 5 которого взаимодействует с внутренним стержнем 6 сильфона 7, наружный наконечник 8 последнего взаимодействует с золотником 9. Уплотнительное поле 10 золотника 9, перекрывающего для управляемой среды входной канал 11 и выходной канал 12 последнего, взаимодействует с ответным уплотнительным полем 13 корпуса 14.
Верхний торец золотника 9 взаимодействует с сильфоном 15, внутренний стержень 16 которого опирается на опору 17 на меньшем диаметре 18, на последней смонтирован блок тарельчатых пружин 19, охватываемых сверху стаканом 20, управляемым винтом 21, относительно крышки 22 соединенным с корпусом 14. Коаксиально в винте 21 размещен неподвижно соединенный с опорой 17 указатель 23 положения золотника 9. Сильфон 4 загерметизирован относительно основания 1, а сильфоны 7 и 15 - относительно корпуса 14, например, кольцами 24 из эластомерного материала.
Сборка регулятора давления.
Во внутреннюю полость основания 1 с герметизирующим кольцом 24 помещается сильфон 4. На основание 1 навинчивают корпус 14 с помещенным в соответствующей полости корпуса кольцом 24 и сильфоном 7. После этого в центральный канал корпуса 1 помещают золотник 9, сильфон 15 и кольцо 24. Затем на корпус 14 навинчивают крышку 22, внутри которой помещен пакет тарельчатых пружин 19 со стаканом 20. После чего ввинчивают в крышку 22 винт 21. А после настройки регулятора давления ввинчивают до упора в винт 21 указатель 23 положения золотника 9.
Работа регулятора давления «нормально-закрыт» см. (фиг.1)
Управляющая среда поступает по стрелке А во внутреннюю полость основания 1, образованную сильфоном 4 и выемкой 3 в основании 1. При этом усилие от управляющей среды через стержень 5 сильфона 4 и стержень 6 сильфона 7 передается на золотник 9. С другой стороны на золотник 9 через стержень 16 сильфона 15 и опору 17 воздействует усилие от пакета 19 тарельчатых пружин.
В зависимости от заданных величин давления как управляющей, так и управляемой сред, поступающих извне по стрелке Б в канал 11 корпуса 14, настраивается пакет 19 тарельчатых пружин посредством винта 21 до достижения герметичности затвора, образованного уплотнительным полем 10 золотника 9 и уплотнительным полем 13 корпуса 14.
При превышении установленного давления управляющей среды золотник 9 поднимается вверх и размыкает уплотнительные поля 10 и 13, и в образовавшийся зазор управляемая среда попадает в канал 12 корпуса 14 и далее по стрелке В к исполнительному механизму, при этом указатель 23 положения золотника поднят (см. фиг.3) и выступает над винтом 21.
При понижении давления управляющей среды до настроечной усилием от пакета 19 тарельчатых пружин затвор, образованный уплотнительными полями 10 золотника и 13 корпуса, замыкается, прерывая поступление управляемой среды к исполнительному механизму.
При этом указатель 23 положения золотника не выступает из торцевой поверхности винта 21.
Работа регулятора давления «нормально - открыт» (см. фиг.2).
Управляющая среда поступает по стрелке А во внутреннюю полость, образованную сильфоном 4 и выемкой 3, в основания 1, при этом через усилие от управляющей среды через стержень 5 сильфона 4 и стержень 6 сильфона 7 передается на золотник 9. С другой стороны на золотник 9 через стержень 16, имеющий как внутреннюю, так и наружную часть сильфона 15, передается усилие от пакета 19 тарельчатых пружин, настраиваемых посредством винта 19.
При этом уплотнительные поля 13 корпуса 14 и 10 золотника 9 разомкнуты и через образованный зазор управляемая среда через канал 11 по стрелке Б поступает в канал 12 и далее по стрелке В в исполнительный механизм.
При повышении давления управляющей среды усилие через стержень 5 сильфона 4 и стержень 6 сильфона 7 передается на золотник 9.
Уплотнительное поле 10 последнего взаимодействует с уплотнительным полем 13 корпуса 14 и перекрывает поток управляемой среды. При этом пакет 19 тарельчатых пружин сжимается, а указатель положения золотника 23 поднимается над торцевой поверхностью винта 21.
Управляемая среда к исполнительному механизму не поступает.
Таким образом, благодаря тому, что с двух противоположных сторон золотник, перекрывающий и размыкающий каналы для управляемой среды, взаимодействует со стержнями сильфонов, которые в свою очередь, особенно многослойные, обеспечивают наивысшее качество гашения пульсаций (см. www.enerqycontrol.spb.ru) и обеспечивает при этом не только высокую точность регулировки давления управляемой среды, но и имеют меньшие диаметральные габариты, что и обуславливает в конечном итоге компактность конструкции.