CS195441B1

CS195441B1 - Differential pressure regulator of two different pressure environments

Info

Publication number: CS195441B1
Application number: CS697676A
Authority: CS
Inventors: Pavel Dvorak; Miroslav Camek; Jaromir Beran; Ladislav Harapat
Original assignee: Pavel Dvorak; Miroslav Camek; Jaromir Beran; Ladislav Harapat
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1980-02-29

Abstract

Vynález se týká regulátoru tlakové diference dvou různých tlakových prostředí, zejména kapalného a plynného prostředí s použitím vlnovců jako těsnicích, případně pružících elementů.The invention relates to a pressure difference regulator of two different pressure environments, in particular liquid and gaseous environments, using bellows as sealing or spring elements.

Description

Vynález se týká regulátoru tlakové diference dvou různých tlakových prostředí, zejména kapalného a plynného prostředí s použitím vlnovců jako těsnicích, případně pružících elementů.The invention relates to a pressure differential regulator of two different pressure environments, in particular a liquid and a gaseous medium, using bellows as sealing or spring elements.

K utěsnění vnitřního prostoru některých strojů, např, turbokompresorů proti atmosféře, nebo k oddělení prostoru dopravovaného média od mazacího oleje ložisek se používá třecích uhlíkových provozních ucpávek. Použití provozních ucpávek je nutné v případech, kdy je třeba zabránit, aby dopravované médium unikalo do strojovny a také v těch případech, kdy je nepřípustné znečištění dopravovaného media olejem.To seal the interior of some machines, such as turbochargers against the atmosphere, or to separate the conveyed fluid compartment from the bearing lubricating oil, friction carbon operating seals are used. The use of operating seals is necessary in cases where it is necessary to prevent the conveyed medium from escaping into the engine room and also in those cases where oil contamination of the conveyed medium is unacceptable.

Správná funkce provozní ucpávky je důležitá zejména pro provoz chladicích strojů a strojů dopravujících různé plyny. Pro zajištění správné funkce ucpávky je třeba udržovat poměrně přesně tlakovou diferenci mezi olejem a plynem na obou stranách ucpávky. Tato potřeba je zajištována regulátorem rozdílu tlaku olej-plyn. Potřeba zajištění tlakové diference dvou různých médií, se vyskytuje i v jiných případech.Proper operation of the gland packing is particularly important for the operation of refrigerating machines and machines transporting various gases. In order to ensure the proper functioning of the seal, it is necessary to maintain the pressure differential between the oil and the gas on both sides of the seal relatively accurately. This need is met by the oil-gas differential pressure regulator. The need to ensure the pressure difference of two different media also occurs in other cases.

Současně známé regulátory uvedeného typu však nezaručují dokonalé oddělení obou tlakových médií, takže např. v případě použití tlakového oleje a plynu dochází k nežádoucímu smísení obou médií. U některých konstrukcí proniká olej kolem pohybujících se dílců, např. šoupátka, do plynového prostoru. Některá konstrukční řešení zajištují oddělení oleje od plynu vlnovcem.However, the known regulators of this type do not guarantee a perfect separation of the two pressurized media, so that, for example, if pressurized oil and gas are used, both pressurized media are undesirable. In some constructions, oil passes around moving parts, such as sliders, into the gas space. Some design solutions ensure the separation of oil from gas with a bellows.

U jednoho řešení je dokonce provedeno zabezpečovací zařízení omezující možnost . prasknutí vlnovce, a to tím, že v případě náhlého poklesu tlaku oleje je zabráněno uniknutí tlakového oleje z prostoru vlnovce. Tlakový olej podpírá vlnovec, a.tím zabraňuje případnému prasknutí vlnovce a smíšení oleje s plynem,In one solution there is even a security device limiting the possibility. a rupture of the bellows by preventing the oil from escaping from the bellows space in the event of a sudden drop in oil pressure. Pressure oil supports the bellows to prevent the bellows from bursting and mixing the oil with the gas,

Ani tato konstrukce však plně nevyhovuje, protože funkce těsnicích elementů zabraňujících úniku tlakového oleje z prostoru vlnovce je nespolehlivá, čímž je dána možnost prasknutí vlnovce a ke smíšení oleje s plynem.However, even this design does not fully satisfy, since the function of the sealing elements preventing the leakage of pressure oil from the bellows space is unreliable, thereby giving the possibility of the bellows rupture and the mixing of oil with gas.

Uvedené nedostatky odstraňuje regulátor tlakové diference dvou různých tlakových prostředí podle vynálezu, s použitím vlnovců, obsahující pro každé tlakové prostředí samostatný tlakový okruh. Jeho podstatou je, Že každý tlakový okruh j.e opatřen vlastním havarijním odpadním potrubím tlakového média. Oba tlakové okruhy jsou pomocí dvojdílné pístnice ovládány jedním pracovním pístem. Pracovní píst je dělený ,a je spojen přes dvojdílnou pístnici pravolevou regulační maticí pro nastavení požadovaného tlakového rozdílu..These drawbacks are overcome by the differential pressure controller of two different pressure environments according to the invention, using bellows, comprising a separate pressure circuit for each pressure environment. Its essence is that each pressure circuit is provided with its own emergency pressure medium discharge line. Both pressure circuits are controlled by one working piston by means of a two-part piston rod. The working piston is split and is connected via a two-part piston rod by a right-hand adjusting nut to set the required pressure difference.

Dvojdílná pístnice je na jednom konci opatřena pružinou pro současné zesílení předpětí obou vlnovců.The two-part piston rod is spring-loaded at one end to simultaneously bias the bellows.

V případě použití regulátoru pro zajištění tlakové diference mezi tlakovým olejem a dopravovaným plynem a turbokompresoru je výhodné takové uspořádání, že regulátor tlakové diference sestává z tělesa olejové části a z tělesa plynové části·. Těleso olejové části je z vnější strany těsně uzavřeno víkem olejové části, o jehož vnitřní vybrání je jednou stranou opřeno pouzdro, uložené ve válcové dutině tělesa olejovéIf a regulator is used to provide a pressure difference between the pressurized oil and the conveyed gas and the turbocharger, it is advantageous to arrange the pressure differential regulator consisting of the oil part body and the gas part body. The body of the oil part is tightly closed from the outside by the cover of the oil part, the inner recess of which is supported on one side by a sleeve housed in the cylindrical cavity of the oil body

95441 částí. Druhá strana pouzdra se opírá o vnitřní přírubu vlnovce olejové částí.95441 parts. The other side of the housing rests on the inner bellows flange of the oil part.

Vnější příruba je připevněna ke dnu pístu, uloženém na nákružku prvého dílu dvojdílné pístnice. Pouzdro je na úrovní válcové plochy pístu opatřeno přepouštěcím orgánem, např. drážkou, případně alespoň jedním otvorem, propojeným se sběrnou drážkou přepouštěcího potrubí. Na opačném konci pouzdra jsou vytvořeny čelní drážky propojené s odvzdušňovacími otvory v tělese olejové části.The outer flange is attached to the bottom of the piston mounted on the collar of the first part of the two-piece piston rod. At the level of the cylindrical surface of the piston, the housing is provided with a transfer member, eg a groove, or at least one opening, in communication with the collecting groove of the transfer line. At the opposite end of the housing are formed end grooves connected to the vent holes in the oil part body.

Ve víku olejové části je uložen přívod tlakového oleje, který ústí do prostoru vnějšího vybrání pístu v olejové části, který je propojen s prostorem mezi pouzdrem a vlnovcem olejové části otvorem tlumicího kataraktu. Prostor mezí vlnovcem olejové části a prvým dílem dvojdílné pístnice je propojen prvou štěrbinou s odpadovou drážkou olejového odpadního potrubí, vytvořeném v tělese olejové části a propojeném s olejovým okruhem o atmosférickém tlaku.In the oil part lid there is a pressure oil supply which opens into the space of the outer recess of the piston in the oil part, which communicates with the space between the sleeve and the bellows of the oil part through the opening of the damping cataract. The space between the bellows of the oil part and the first part of the two-part piston rod is connected by a first slot with the oil drain pipe groove formed in the oil part body and connected to the oil circuit at atmospheric pressure.

uruny aii avojdime pístnice prochází utěsněné tělesem plynové části a je na svém konci opatřen dvojitým nákružkem, na který je připevněna z vnitřní strany jedna příruba vlnovce plynové části a z vnější strany pružina, uložená na dorazu víka plynové části. Druhá příruba,vlnovce plynové části se opírá o dno válcové dutiny, vytvořené souose v tělese plynové části.The urunal aii avojdime piston rod is sealed by the gas part body and is provided with a double collar at its end, to which one flange of the bellows part of the gas part is attached on the inside and a spring mounted on the outside of the gas part cover. The second flange, the bellows of the gas portion, rests on the bottom of the cylindrical cavity formed coaxially in the body of the gas portion.

Mezi druhou přírubu vlnovce plynové ,části je uložena rozpěrná trubka, opatřená blíže vnějšímu konci na úrovni pružiny přívodními < otvory, navazujícími na vstupní drážku vstupního plynového potrubí. Prostor mezi vlnovcem plynové části a druhým dílem dvoudílné pístnice je propojen druhou štěrbinou s vývodní drážkou a s odpadním plynovým potrubím spojeným s atmosférou.A spacer pipe is provided between the second flange of the gas bellows part, provided with the outer end at the spring level with inlet openings adjoining the inlet groove of the inlet gas pipe. The space between the bellows of the gas portion and the second part of the two-piece piston rod is connected by a second slot to the outlet groove and to the exhaust gas pipe connected to the atmosphere.

Výhodou řešení regulátoru tlakové diference podle vynálezu je, že nepřipouští smíšení obou tlakových médií, protože každá strana, kapalná i plynová pracují odděleně a v případě porušení některého z vlnovců je unikající médium odváděno do vlastního okruhu, což je zvlášt významné v oblasti chladicích turbokompresorů.The advantage of the solution of the pressure difference controller according to the invention is that it does not allow mixing of both pressure media, since each side, liquid and gas, operate separately and in case of failure of one of the bellows the leaking medium is discharged into its own circuit.

Na výkrese je schematicky v podélném řezu znázorněn příklad provedení regulátoru tlakové diference mezi tlakovým olejem a dopravovaným plynem u turbokompresoru.The drawing shows a schematic longitudinal section of an exemplary embodiment of a pressure difference regulator between a pressure oil and a transported gas in a turbocharger.

Regulátorové těleso J_ je čtvercového průřezu a sestává z tělesa _2 olejové části a z tělesa 3 plynové Části. Těleso 2. olejové části je z vnější strany těsně uzavřeno víkem olejové části_řo jehož vnitřní vybrání je jednou stranou opřeno pouzdro 5. uložené ve válcové dutině tělesa 2. olejové části.The regulator body 1 is of square cross section and consists of the body 2 of the oil part and the body 3 of the gas part. The body of the second oil portion from the outer side tightly closed by a lid part _of the oil of which the inner recess is placed against one face of the fifth housing in the cylindrical hole of the second oil portion.

Druhá strana pouzdra _5 se opírá o vnitřní přírubu 6 vlnovce 7_ olejové části, jehož vnější příruba S. je připevněna ke dnu pís- . ·χ tu 9. uloženém na nákružku prvého dílu 1 0 dvojdílné pístnice 11 . Pouzdro 5. je na úrovni válcové plochy pístu J9 opatřeno drážkou 1 2 propojenou otvory se sběrnou drážkou 1 3 přepouŠtěcího potrubí 14 .The other side of the sleeve 5 rests on the inner flange 6 of the bellows 7 of the oil part, the outer flange 5 of which is fixed to the bottom of the sleeve. Χ tu 9 mounted on the collar of the first part 10 of the two-piece piston rod 11. The housing 5 is provided at the level of the cylindrical surface of the piston 9 with a groove 12 connected by holes with a collecting groove 13 of a transfer line 14.

Claims

SUBJECT V

Pressure regulator of two different pressure environments, in particular liquid and gaseous environments using bellows as sealing or spring elements, containing for each pressure environment a separate pressure circuit, characterized in that each pressure circuit is provided with its own emergency waste pipe ,

37), the two pressure circuits being controlled by one working piston (9) by means of a two-part piston rod (11).

2. The differential pressure regulator according to claim 1, wherein the working piston

At the opposite end of the housing 5, face grooves 15 are formed in communication with the vent holes 16 in the body 2 of the oil part. The oil part cover 4 houses a pressurized oil inlet 17 which opens into the space of the outer recess of the piston 9 in the oil part, which communicates with the space between the housing 5 and the bellows 7 of the oil part through the opening 18 of the damping cataract. Space between bellows

The oil part 7 and the first part 10 of the two-part piston rod 11 are connected by a first slot 19 with the drain groove 20 of the oil drain line 21 formed in the body 2 of the oil part and connected to the liquid circuit at atmospheric pressure.

The second part 22 of the two-part piston rod 11 connected to the first part 10 by the right-hand adjusting nut 23 passes through the gas-housing body 3 and is provided with a double collar 24 at its end. 4 is disposed on the stop 26 of the cover 29 of the gas portion limiting the stroke of the piston according to the allowable stroke of the bellows 7, 26.

The second flange 30 of the gas portion bellows 26 rests on the bottom of the cylindrical cavity formed coaxially in the gas portion body 3. Between the second flange 30 of the bellows 26 of the gas part and the lid 29 of the gas part is a spacer tube 31, provided with an outer end at the spring level 27 with inlet openings 32 adjoining the inlet groove 33 of the inlet gas line 34. The space between the bellows 26 of the gas portion and the second part 22 of the two-piece piston rod 11 is connected by a second slot 35 to the outlet groove 36 and to the exhaust gas line 37 connected to the atmosphere.

The pressure gas coming through the gas inlet pipe 34 acts on the front face of the double collar 24 of the gas piston 9 and together with the biasing of the oil part bellows 7, the gas part bellows 26 and the spring 27 exerts a force counteracted by the same oil pressure applied to the piston face. 9 oil parts. The balance of forces is maintained by transferring the oil into the transfer line 14.

The desired differential pressure is adjusted by varying the bias of the spring 27 and the bellows 7, 2, 6. gas through the exhaust gas line 37, wherein the oil flow is throttled through the first slot 19 and the gas flow is throttled through the second slot 35.

For lower pressures it is possible to use bellows made of tombac. For higher pressures, high-pressure multi-shell bellows are used. The use of the invention is particularly advantageous in cases where the penetration of oil into the gas is not permissible, such as, for example, turbine compressors for refrigeration equipment, turbocompressors for atomic power plants and some gas machines.

Y N A L E Z U (9) is divided and connected via a two-part piston rod (11) to the right-hand adjusting nut (23) to set the desired pressure difference.

3. The differential pressure regulator according to claim 1, wherein the two-part piston rod (11) is provided with a spring (27) at one end to simultaneously bias the bellows (7, 26).

4. The differential pressure regulator according to claim 1, characterized in that it comprises a body (2) of the liquid part and a body (3) of the gas part, the body (2) of the liquid part being tightly closed from the outside by the lid (4). the liquid part, the inner recess of which is supported on one side by the sleeve (5) housed in the cylindrical cavity of the body of the liquid part and the other side of the sleeve (5) is supported on the inner flange (6) of the bellows (7). the outer flange (8) is fixed to the bottom of the piston (9) mounted on the collar of the first part (10) of the two-piece piston rod (11), the housing (5) being provided with a transfer member, e.g. 12), optionally with at least one opening communicating with the collecting groove (13) of the overflow conduit (14), wherein at the opposite end of the housing (5), front grooves (15) are formed in communication with the venting openings (16) in the housing (2). and in the cover (4) of the liquid part there is a pressure fluid supply (17) which opens into the space of the outer recess of the piston (9) in the liquid part, which communicates with the space between the sleeve (5) and the bellows (7). part through the opening (18) of the damping cataract and the space between the bellows (7) of the liquid part and the first part (10) of the two-part piston rod (11) is connected by a first slot (19) with the waste groove (20) 2 / liquid parts and connected to the atmospheric pressure liquid circuit.

5. The differential pressure regulator according to claim 1, wherein the second part (22) of the two-part piston rod (11) extends through a sealed body (3) of the gas part and is provided with a double collar (24) at its end. the inner side of the first bellows (26) of the gas part and the outside of the spring (27) mounted on the bottom of the gas part (28) of the lid (29), the second flange (30) of the bellows (26) of the gas part the bottom of the cylindrical cavity coaxially formed in the body (3) of the gas portion, with a spacer tube (3 Λ) positioned closer to the outer end at the spring level between the second gas flange (30) of the gas portion and the gas portion lid (29) 27 / inlet openings 13 * 2.1 connected to the inlet groove (33) of the inlet pipe (34) and the space between the bellows (26) of the gas part and the second part (12) of the two-piece piston rod (11) is connected by a second slot (3). 5) with an outlet groove (36) and an exhaust gas line (37) connected to the atmosphere.