RU2206116C2

RU2206116C2 - Pressure controller

Info

Publication number: RU2206116C2
Application number: RU2000108334A
Authority: RU
Inventors: А.М. Щербаков; М.В. Лузгачев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фирма БРУС"
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: pipeline fittings such as hydraulic controllers automatically maintaining desired output pressure. SUBSTANCE: device that can be used for maintaining constant pressure in internal water pipes of residential and public buildings has specially designed shutoff assembly which makes it impossible for fluid ingress into surrounding medium in case of break in sensitive element. In addition proposed mechanical design provides for eliminating self-oscillating process and for tight fit of gate valve on saddle. EFFECT: enhanced maintainability at sensitive element break. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к арматуре, применяемой в различных системах трубопроводов, а именно к гидравлическим регуляторам, предназначенным для автоматического поддержания заданного выходного давления, и может быть использовано для поддержания постоянного давления во внутренних водопроводах жилых и общественных зданий. The invention relates to fittings used in various piping systems, namely, hydraulic regulators designed to automatically maintain a given output pressure, and can be used to maintain constant pressure in the internal water pipes of residential and public buildings.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, между которыми установлен регулирующий орган, включающий седло, затвор, соединенный тягой с чувствительным элементом и штоком, нижнюю и верхнюю крышки, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой / см. - книгу Башта Т.М. "Гидропривод гидропневмоавтоматика", М., Машиностроение, 1972 г., с. 103, рис. 726/. A pressure regulator is known, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, between which a regulating body is installed, including a seat, a shutter connected by a rod with a sensing element and a rod, lower and upper covers, a spring placed between the sensitive element and the upper cover / see book Bashta T.M. "Hydropneumatic hydraulics", M., Mechanical Engineering, 1972, p. 103, fig. 726 /.

Данный регулятор давления имеет недостаточную эксплуатационную надежность, обусловленную возможностью попадания жидкости в окружающую среду при прорыве чувствительного элемента, а также малый срок службы. Существенным недостатком является невозможность обеспечения гарантированного плотного прижатия клапана к затвору в силу разброса геометрических параметров при изготовлении и сборке. This pressure regulator has insufficient operational reliability due to the possibility of liquid entering the environment during the breakthrough of the sensitive element, as well as a short service life. A significant drawback is the inability to ensure guaranteed tight pressing of the valve to the valve due to the spread of geometric parameters during manufacture and assembly.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий орган, включающий седло и затвор, соединенный тягой с чувствительным элементом и закрепленным на нем штоком, нижнюю крышку и верхнюю крышку, торцевая часть выполнена в виде стакана, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой /см. 1638709, кл. G 05 D 16/06/. The closest in technical essence to the proposed solution is a pressure regulator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a regulating body including a seat and a bolt connected by a rod with a sensing element and a rod fixed to it, the lower cover and upper cover, the end part is made in the form cups, a spring placed between the sensor and the top cover / cm. 1638709, class G 05 D 16/06 /.

Недостатком указанного регулятора является низкая эксплуатационная надежность из-за возможного попадания жидкости в окружающую при прорыве чувствительного элемента среду, невозможность обеспечения гарантированного плотного прижатия клапана к затвору в силу разброса геометрических параметров при изготовлении и сборке. The disadvantage of this controller is the low operational reliability due to the possible ingress of fluid into the environment during breakthrough of the sensing element, the inability to ensure guaranteed tight pressing of the valve against the valve due to the spread of geometric parameters during manufacture and assembly.

Задачей предложенного технического решения является повышение эксплуатационной надежности за счет обеспечения его функционирования в нормальном режиме и исключения попадания жидкости в окружающую среду при прорыве чувствительного элемента, исключения автоколебательного процесса и обеспечение плотной посадки затвора на седло, что исключает подтекание и повышает водосберегающий эффект. The objective of the proposed technical solution is to increase operational reliability by ensuring its functioning in normal mode and eliminating the ingress of liquid into the environment during a breakthrough of the sensing element, eliminating the self-oscillating process and ensuring a tight fit of the shutter on the saddle, which eliminates leakage and increases the water-saving effect.

Задача решается тем, что в регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий орган, включающий седло и затвор, соединенный с чувствительным элементом и закрепленным на нем штоком, нижнюю крышку, верхнюю крышку, торцевая часть которой выполнена в виде стакана, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой, введен перекрывающий узел, выполненный в виде установленных на торце верхней крышки мембраны с дыхательным отверстием и буртиком, и дополнительной крышки с отверстием, соединяющих через каналы полость над чувствительным элементом с окружающей средой, при этом верхняя часть штока выполнена с разрезами, образующими лепестки, имеющие возможность радиального перемещения и снабженные узлом трения, торцевая часть тяги выполнена со сферической законцовкой, а в затворе выполнены оппозитные сферические поверхности, кроме того, тяга соединена с затвором посредством установочного винта. The problem is solved in that in a pressure regulator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a regulating body including a seat and a shutter connected to a sensing element and a rod fixed to it, a lower cover, an upper cover, the end part of which is made in the form of a glass, a spring located between the sensitive element and the top cover, a blocking unit is introduced, made in the form of a membrane installed on the end of the top cover with a breathing hole and a shoulder, and an additional cover with a hole connecting their channels through the cavity above the sensitive element with the environment, while the upper part of the rod is made with cuts forming petals that can be radially moved and equipped with a friction unit, the end part of the rod is made with a spherical tip, and the opposed spherical surfaces are made in the shutter, in addition , the rod is connected to the shutter by means of a set screw.

На фиг.1 изображен общий вид регулятора давления. Figure 1 shows a General view of the pressure regulator.

На фиг.2 - узел I фиг.1
На фиг.3 - узел II фиг.2
На фиг.4 - вариант выполнения перекрывающего узла.Figure 2 - node I of figure 1
Figure 3 - node II of figure 2
Figure 4 - an embodiment of the overlapping node.

на фиг.5 - узел III фиг.1. figure 5 - node III of figure 1.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, регулирующий орган, включающий седло 4 и расположенный под ним затвор 5, соединенный посредством тяги 6 с чувствительным элементом 7 и закрепленным на нем через жесткую вставку 8 штоком 9, нижнюю крышку 10, верхнюю крышку 11, торцевая часть которой выполнена в виде стакана 12 (может быть выполнена заодно с верхней крышкой 11 в виде одной детали), внутри которого перемещается шток 9, пружину 13, размещенную между чувствительным элементом 7 и верхней крышкой 11. Между штоком 9 и стаканом 12 имеется канал 14, сообщающий полость 15 над чувствительным элементом 7 с полостью 16 и далее с окружающей средой через перекрывающий узел при нормальном режиме работы регулятора давления. Перекрывающий узел выполнен в виде установленных на торцевой части верхней крышки 11 эластичной мембраны 17 с дыхательным отверстием 18 и дополнительной крышки 19 с отверстием 20, связанным с окружающей средой. Мембрана имеет буртик 21, который расположен с зазором относительно внутренней торцевой поверхности крышки 19. Верхняя часть штока 9 выполнена с разрезами 22, образующими лепестки 23, перемещающиеся в радиальном направлении при помощи настроечного винта 24. В кольцевой канавке лепестков 23 установлено резиновое кольцо 25 и узел трения 26 из материала с высокими фрикционными характеристиками. Торцевая часть тяги 6 выполнена со сферической законцовкой 27, а на затворе 5 выполнены оппозитные поверхности 28 и 29. Тяга 6 соединена с затвором 5 посредством установочного винта 30 и шайбы 31. В случае, если обслуживание регулятора давления, связанное со снятием крышки 19, не предусматривается, то задача по исключению попадания жидкости в окружающую среду решает перекрывающий узел в виде эластичной гильзы 32, установленной на штоке 9 с минимальным зазором А относительно стакана 12. Во входном патрубке 2 могут быть установлены шаровой кран 33 и фильтр 34, которые обеспечивают возможность проведения работы над регулятором давления при отключенной магистрали (постановка запчастей и т.д., а также повысить длительность надежной работы регулятора давления. The pressure regulator comprises a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 nozzles, a regulating body including a seat 4 and a shutter 5 located under it, connected via a rod 6 with a sensing element 7 and fixed to it through a rigid insert 8 by a rod 9, a lower cover 10, an upper a cover 11, the end part of which is made in the form of a glass 12 (can be made integral with the top cover 11 in the form of one part), inside which the rod 9, the spring 13, located between the sensing element 7 and the top cover 11, are moved. Between the rod 9 and the stack om 12 is a channel 14 that tells the cavity 15 above the sensor element 7 with the cavity 16 and further to the environment through the overlapping unit in the normal pressure control operation. The overlapping unit is made in the form of an installed on the end of the upper cover 11 of the elastic membrane 17 with a breathing hole 18 and an additional cover 19 with a hole 20 associated with the environment. The membrane has a flange 21, which is located with a gap relative to the inner end surface of the cover 19. The upper part of the rod 9 is made with cuts 22, forming petals 23, moving in the radial direction using the adjusting screw 24. In the annular groove of the petals 23 there is a rubber ring 25 and a node friction 26 from a material with high frictional characteristics. The end part of the rod 6 is made with a spherical tip 27, and the opposed surfaces 28 and 29 are made on the valve 5. The rod 6 is connected to the valve 5 by means of a set screw 30 and washer 31. In case the pressure regulator maintenance associated with removing the cover 19 is not provided that the task of eliminating the ingress of liquid into the environment is solved by the blocking assembly in the form of an elastic sleeve 32 mounted on the stem 9 with a minimum clearance A relative to the cup 12. A ball valve 33 and a filter can be installed in the inlet pipe 2 p 34, which provide the possibility of working on the pressure regulator at the disconnected line (setting parts, etc., and also increase the duration of reliable operation of the pressure regulator.

Предлагаемый регулятор давления работает следующим образом. The proposed pressure regulator operates as follows.

Предварительно ( в зависимости от мах. входного и выходного давлений) перемещением настроечного винта 24 устанавливают необходимую степень поджатия лепестками 23 резинового кольца, что обеспечивает получение определенной силы трения между узлом трения 26 и стаканом 12. Это позволяет исключить подработку регулятора давления на микровозмущениях входного давления, связанных, например, с особенностями нагнетающих насосов, которые создают такие возмущения давления, кратные числу лопаток в указанных насосах (min. значения силы трения). Вместе с тем, ограничение силы трения по мах. значению необходимо для снижения гистерезиса характеристики расхода в зависимости от входного давления. Для обеспечения надежного выхода в безрасходный режим ( а регулятор давления закрывается при отсутствии расхода на его выходе, что обеспечивает экономию воды за счет снижения утечки) затягивают установочный винт 30 и производят поджатие (соответственно самоустановку по сферическим поверхностям 28 и 29 затвора 5, сферической законцовки тяги 5 и седла 4) затвора 5 к седлу 4, исключая при этом влияние допусков соосности, неперпендикулярности и т.п. в деталях верхней части регулятора давления, что приводит к отсутствию подтекания и повышению водосберегающего эффекта. После реализации этих двух настроек регулятор давления готов к работе. В обычном режиме работы жидкость из входного патрубка 2 через зазор между затвором 5 и седлом 4 поступает к чувствительному элементу 7, а также через пазы, имеющиеся на верхней ограничительной поверхности 9 на фиг.1 показано стрелками), в выходной патрубок 3. При этом усилие от давления жидкости на чувствительный элемент 7 и жесткую вставку 8, а также разность давлений, действующих на затвор 5, уравновешивается силой пружины 13. При отклонении давления в выходном патрубке 3, следовательно, и в полости 15 от заданной величины, определяемой усилием пружины 13 и силой трения на узле 26, равновесие нарушается и возникающее усилие рассогласования перемещает жесткую вставку 8, шток 9, тягу 6 и затвор 5. При этом изменяется объем полости 15, однако давление воздуха в ней остается постоянным и равным атмосферному, т.к. имеется постоянное сообщение полости 15 с атмосферой через каналы 14, полость 16, отверстия 18 мембраны 17 и отверстием 20 крышки 19. Это позволяет исключить влияние изменения объема полости на величину давления воздуха в ней и обеспечивает линейную характеристику регулятора давления, также и в случае регулирования жидкости с высокой температурой (<100). В случае прорыва чувствительного элемента 7 жидкость поступает в полость 15 и подходит через канал 14 к дыхательному отверстию 18 мембраны 17. При расходе жидкости через отверстие мембраны 17 возникает перепад давления, который перекладывает ее до соприкосновения буртика 21 с внутренней поверхностью крышки 19, после чего расход отсекается. Дальнейшее повышение давления в полости 15 только увеличивает степень уплотнения, что решает задачу по исключению залива жилого помещения. При исполнении перекрывающего узла согласно фиг.5 аналогичная задача решается путем поджатия эластичной гильзой 32 по стакану 12 (выборка зазора АО давлением жидкости, возникающим в полости 15 при прорыве чувствительного элемента 7). После этого связь полости 15 прекращается и регулятор давления прекращает функцию регулирования. Пружина 13 открывает затвор 5, выравнивания давление между входом и выходом. После чего производят ремонт регулятора. Preliminarily (depending on the input and output pressures) by moving the adjusting screw 24, the necessary degree of compression of the rubber ring by the petals 23 is established, which ensures a certain friction force between the friction unit 26 and the cup 12. This eliminates the underworking of the pressure regulator due to microperturbation of the input pressure, associated, for example, with the features of the pressure pumps, which create such pressure disturbances that are multiples of the number of blades in the indicated pumps (min. values of the friction force). At the same time, the restriction of the friction force is max. the value is necessary to reduce the hysteresis of the flow characteristic depending on the inlet pressure. To ensure a reliable exit to a non-flow mode (and the pressure regulator closes when there is no flow at its outlet, which saves water by reducing leakage), tighten the set screw 30 and make a preload (respectively, self-installing on the spherical surfaces 28 and 29 of the shutter 5, spherical tip ends 5 and saddles 4) of the shutter 5 to the saddle 4, excluding the influence of tolerances of alignment, non-perpendicularity, etc. in the details of the upper part of the pressure regulator, which leads to the absence of leakage and increase the water-saving effect. After implementing these two settings, the pressure regulator is ready for operation. In normal operation, the liquid from the inlet pipe 2 through the gap between the shutter 5 and the seat 4 enters the sensing element 7, as well as through the grooves on the upper restrictive surface 9 in Fig. 1, shown by arrows) into the outlet pipe 3. In this case, the force from the liquid pressure on the sensing element 7 and the rigid insert 8, as well as the pressure difference acting on the shutter 5, is balanced by the force of the spring 13. When the pressure in the outlet pipe 3 deviates, therefore, in the cavity 15 from a predetermined value determined by the force 13 and the frictional force at node 26, the balance is violated and the resulting mismatch force moves the rigid insert 8, rod 9, rod 6 and shutter 5. The volume of the cavity 15 changes, however, the air pressure in it remains constant and equal to atmospheric, because . there is a constant communication of the cavity 15 with the atmosphere through the channels 14, the cavity 16, the holes 18 of the membrane 17 and the hole 20 of the cover 19. This eliminates the influence of changes in the volume of the cavity on the air pressure in it and provides a linear characteristic of the pressure regulator, also in the case of liquid regulation with high temperature (<100). In the event of a breakthrough of the sensing element 7, the fluid enters the cavity 15 and approaches through the channel 14 to the breathing hole 18 of the membrane 17. When the fluid flows through the opening of the membrane 17, a pressure drop occurs, which transfers it until the shoulder 21 contacts the inner surface of the cover 19, after which the flow cut off. A further increase in pressure in the cavity 15 only increases the degree of compaction, which solves the problem of eliminating the gulf of a residential building. In the execution of the overlapping assembly according to Fig. 5, a similar problem is solved by preloading the elastic sleeve 32 over the cup 12 (sampling of the gap AO by the fluid pressure arising in the cavity 15 when the sensitive element 7 is broken). After this, the connection of the cavity 15 is terminated and the pressure regulator ceases to regulate. Spring 13 opens the shutter 5, equalizing the pressure between the inlet and the outlet. After that, the regulator is repaired.

Claims

A pressure regulator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a regulating body including a seat and a shutter connected by a rod with a sensitive element and a rod fixed to it, a lower cover, an upper cover, the end part of which is made in the form of a glass, a spring placed between the sensitive element and an upper lid, characterized in that an overlapping unit is inserted into it, made in the form of a membrane installed on the end of the upper lid with a breathing hole and a shoulder and an additional lid with an opening, with connecting the cavity through the channels over the sensitive element with the environment, while the upper part of the rod is made with cuts forming petals that can be radially moved and equipped with a friction unit, the end part of the rod is made with a spherical tip, and opposed spherical surfaces are made on the shutter, in addition , the rod is connected to the shutter by means of a set screw.