RU2444045C2 - Регулятор давления с управляющей полостью - Google Patents

Регулятор давления с управляющей полостью Download PDF

Info

Publication number
RU2444045C2
RU2444045C2 RU2008135045/28A RU2008135045A RU2444045C2 RU 2444045 C2 RU2444045 C2 RU 2444045C2 RU 2008135045/28 A RU2008135045/28 A RU 2008135045/28A RU 2008135045 A RU2008135045 A RU 2008135045A RU 2444045 C2 RU2444045 C2 RU 2444045C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
inlet
control
outlet
piston
Prior art date
Application number
RU2008135045/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008135045A (ru
Inventor
Тодд Вилльям ЛАРСЕН (US)
Тодд Вилльям ЛАРСЕН
Original Assignee
Теском Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Теском Корпорейшн filed Critical Теском Корпорейшн
Publication of RU2008135045A publication Critical patent/RU2008135045A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2444045C2 publication Critical patent/RU2444045C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/10Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
    • G05D16/103Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger the sensing element placed between the inlet and outlet
    • G05D16/106Sleeve-like sensing elements; Sensing elements surrounded by the flow path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/0404Control of fluid pressure without auxiliary power with two or more controllers mounted in parallel
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/14Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power
    • G05D16/18Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from an external source
    • G05D16/187Control of fluid pressure with auxiliary non-electric power derived from an external source using pistons within the main valve
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7762Fluid pressure type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7781With separate connected fluid reactor surface
    • Y10T137/7834Valve seat or external sleeve moves to open valve
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7781With separate connected fluid reactor surface
    • Y10T137/7835Valve seating in direction of flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/877With flow control means for branched passages
    • Y10T137/87877Single inlet with multiple distinctly valved outlets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к регуляторам давления и, более конкретно, к регуляторам давления с управляющей полостью. Предложены регуляторы давления, снабженные управляющей полостью. В представленных примерах регулятор по изобретению содержит корпус, имеющий впускное и выпускное отверстия для текучей среды под давлением. В корпусе расположен поршень, связанный по потоку с обоими указанными отверстиями, а также с управляющим входом. Поршню придана конфигурация, обеспечивающая возможность его контакта с седлом клапана и управления потоком текучей среды на участке от впускного отверстия до выпускного отверстия в ответ на давление, приложенное к поверхности поршня через управляющий вход. Технический результат, достигаемый от реализации заявленного решения, будет заключаться в повышенной надежности, определяемой меньшим суммарным количеством компонентов; также представленный регулирующий агрегат с несколькими выходами изготавливается с меньшими затратами на изготовление/сборку и, кроме того, с уменьшенными эксплуатационными расходами. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к регуляторам давления и, более конкретно, к регуляторам давления с управляющей полостью.
Уровень техники
Во многих системах управления производственными процессами применяются регуляторы, контролирующие давление технологической текучей среды, давление, которое приложено к устройству управления процессом (например, к силовому пускателю), и другие параметры такого типа. На регулятор, понижающий давление (далее - понижающий регулятор), обычно подают относительно высокое давление с целью получения на выходе более низкого регулируемого давления. В результате, несмотря на падение давления на регуляторе такого типа, он позволяет обеспечить относительно постоянное давление исходящей текучей среды в широком интервале выходных параметров (таких, например, как требуемый расход, пропускная способность и др.).
Некоторые варианты устройств указанного назначения, обычно именуемые регуляторами с управляющей полостью, используют задающую или управляющую ступень, на которую подают контрольное (регулирующее) давление (например, заданное давление или желаемое выпускное давление). В типичном варианте контрольное давление, поданное в управляющую полость, воздействует на чувствительный компонент (например, на поршень), который, в свою очередь, преодолевая сопротивление пружины, передвигает шток клапана и его затвор к седлу клапана или от указанного седла, делая давление на выходе регулятора, по существу, эквивалентным управляющему давлению.
Однако в конструкциях регуляторов указанного типа поршень (чувствительный компонент) и узел затвор/шток клапана обычно применяются в виде раздельных деталей. Вследствие такого разделения известные регуляторы проявляют тенденцию к превышению/занижению заданного давления на выходе и/или могут придать указанному давлению осциллирующий характер. В частности, поскольку поршень и шток клапана механически между собой не соединены, имеется вероятность потери связи между поршнем и узлом шток/затвор, проявляющейся в виде утраты контроля за положением затвора относительно седла на короткий отрезок времени или на одно мгновение. В результате конструкции регуляторов указанного типа в ответ на быстрые изменения контрольного (т.е. регулирующего) давления могут выдавать нестабильные (завышенные, заниженные или осциллирующие) значения давления на выходе. Например, в некоторых известных приложениях контрольное давление подают или регулируют через быстродействующие соленоидные клапаны, которые создают в управляющей полости быстротечные изменения давления и, таким образом, усугубляют указанную выше проблему стабильности, связанную с применением известных конструкций понижающих регуляторов с управляющей полостью. В добавление к проблеме стабильности такого типа в указанных регуляторах используется относительно большое количество деталей, из-за чего увеличиваются стоимость материалов и затраты на техническое обслуживание, а также вероятность отказов в работе.
В опубликованной заявке US 2004/0007269 описаны понижающие регуляторы, имеющие относительно небольшое количество перемещающихся деталей, с выполнением поршня (чувствительного компонента) и узла затвора клапана, по существу, в виде единой сборки. Содержание указанной заявки полностью включено в данное описание посредством ссылки. Описанные в данной заявке понижающие регуляторы представляют собой устройства, встроенные в технологическую линию и не использующие для контроля выпускного давления ступень управления или управляющую полость. Вместо этого применены пружины, устанавливающие предварительно заданное давление на выходе. В добавление к уменьшению количества перемещающихся деталей к достоинствам указанных регуляторов относится также тот факт, что, по существу, объединенные поршень и узел затвора клапана исключают вероятность отсоединения затвора от поршня, характерную для рассмотренных выше конструкций с управляющей полостью.
Далее, в некоторых приложениях желательно обеспечить несколько питаемых от единого источника выходов для текучей среды под давлением, причем давление на них может иметь различающиеся значения. Обычно такие режимы обеспечиваются посредством двух или нескольких регулирующих агрегатов (таких как описанные выше регуляторы с управляющей полостью), понижающих давление и соединенных между собой по потоку с помощью распределительного узла или трубопроводной системы. Однако сборка указанных агрегатов обычно стоит дорого, кроме того, они характеризуются большим объемом, значительным весом, необходимостью сложного технического обслуживания и другими недостатками.
Раскрытие изобретения
В одном из приводимых далее примеров регулятор давления содержит корпус, который имеет впускное и выпускное отверстия для текучей среды под давлением. В корпусе расположен поршень, связанный по потоку с указанными впускным и выпускным отверстиями и с управляющим входом (входом регулировки давления). Поршню придана конфигурация, обеспечивающая возможность его контакта с седлом клапана и управления потоком текучей среды на участке от впускного отверстия до выпускного отверстия, причем указанная регулировка происходит в ответ на давление, приложенное к поверхности поршня через управляющий вход.
В следующем примере регулятор давления содержит регулирующий давление клапан, снабженный управляющей полостью. Клапан связан по потоку с впускным и выпускным отверстиями для текучей среды под давлением и с источником контрольного давления. При этом клапан имеет поршень, которому придана конфигурация, обеспечивающая возможность его сопряжения с седлом клапана и управления потоком текучей среды через указанное седло на участке между впускным и выпускным отверстиями.
Еще в одном примере регулятор давления содержит корпус, который имеет впускное отверстие, а также первое и второе выпускные отверстия для текучей среды под давлением. Кроме того, данный регулятор снабжен первым и вторым регулирующими давление клапанами, расположенными в корпусе и связанными по потоку с впускным отверстием, а также с первым и вторым выпускными отверстиями соответственно. Каждый из этих клапанов содержит поршень, который имеет первый участок, воспринимающий регулирующее давление, и второй участок, прикрепленный к первому участку, причем конфигурация второго участка обеспечивает возможность его герметичного сопряжения с седлом клапана.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 в сечении иллюстрирует известный понижающий регулятор, снабженный управляющей полостью.
Фиг.2 в сечении иллюстрирует пример предлагаемого понижающего регулятора, снабженного управляющей полостью и имеющего сдвоенный выход.
Осуществление изобретения
В общем случае описываемый в качестве примера понижающий регулятор с несколькими выходами и управляющей полостью имеет единственный корпус, в котором размещено несколько клапанов, регулирующих давление. В каждом из указанных клапанов предусмотрен выход (выпускное отверстие) для текучей среды под давлением, причем указанные выходы независимы друг от друга и питаются от имеющегося в корпусе регулятора общего впускного отверстия для текучей среды под давлением.
В отличие от известных регулирующих клапанов, снабженных управляющей полостью, в понижающем регуляторе с несколькими выходами и с управляющей полостью, описываемом в качестве примера, использованы клапаны регулировки давления, по существу, цельный поршень (чувствительный компонент) и клапанный узел, который, по существу, ослабляет или исключает отклонения выпускного давления от заданного уровня (например, его завышение, занижение, колебания и т.д.). Такая нестабильность может быть результатом быстрых изменений контрольного давления (давления в управляющей полости). Кроме того, по сравнению с некоторыми известными аналогами применение цельного поршня (чувствительного компонента) и клапанного узла позволяет уменьшить количество деталей, требуемых для функционирования клапанов, регулирующих давление. В результате появляется возможность создать более компактную конструкцию, а также повысить надежность и снизить затраты.
Таким образом, данный вариант конфигурации регулятора с несколькими выходами представляет собой регулирующий агрегат, имеющий несколько выходов при едином корпусе, т.е. в отличие от некоторых известных конструкций такого типа, в нем нет необходимости использовать многочисленные фитинги, патрубки, а также объемные и дорогостоящие манифольды. Далее, клапаны, регулирующие давление и использованные для осуществления данного примера регулятора, имеют меньше внутренних компонентов. Таким образом, вследствие своей повышенной надежности, определяемой меньшим суммарным количеством компонентов, представленный регулирующий агрегат с несколькими выходами можно изготовить с меньшими затратами на изготовление/сборку и, кроме того, с уменьшенными эксплуатационными расходами.
Перед обсуждением представленного на фиг.2 понижающего регулятора с несколькими выходами будет рассмотрен известный регулятор 100 (см. фиг.1), также имеющий управляющую полость. Известное устройство содержит корпус 102 с впускным отверстием 104, выпускным отверстием 106 и управляющим входом 108. В корпусе 102 на резьбе установлена заглушка (пробка) 110 с образованием управляющей полости 112. Кольцевое уплотнение 114, формирующее герметичное уплотнение внутреннего канала 116 корпуса, опирается на кольцо 118 (тем самым предотвращается продавливание указанного уплотнения 114 между пробкой и корпусом). В канале 116 установлен, с возможностью скользящего перемещения, поршень (чувствительный компонент) 120, снабженный кольцевым уплотнением 122 и опорными кольцами 124, 126, обеспечивающими герметичность сопряжения поршня 120 с каналом 116. Сопряжение поршня с клапанным узлом 128 осуществляется через шток 130 затвора 132. Указанный затвор посредством пружины 135 подпружинен в направлении седла 134 или от него.
В процессе работы желаемое контрольное (регулирующее) давление подается на управляющий вход 108 и, таким образом, на поршень 120. Если давление у выпускного отверстия 106 меньше контрольного, поршень смещается по направлению к седлу 134 клапана, отводя от него затвор 132. В результате дросселирование между впускным и выпускным отверстиями (104 и 106 соответственно) уменьшается, что позволяет давлению у выпускного отверстия повыситься. При указанном увеличении давления растет величина давления, отводящего поршень 120 от седла 134. В том случае, когда давление, приложенное к первой торцевой поверхности 136 поршня 120 (т.е. давление на управляющем входе 108), по существу, эквивалентно давлению, приложенному ко второй торцевой поверхности 138 поршня (т.е. давлению у выпускного отверстия 106), он останется в относительно стационарном положении внутри канала 116, а давление у выпускного отверстия 106 будет оставаться, по существу, постоянным на уровне давления у управляющего входа 108.
Однако для показанного на фиг.1 регулятора 100 характерна нестабильность давления на выходе. Например, в некоторых приложениях управление подачей давления от управляющей полости (т.е. давления, приложенного на управляющем входе 108 управления) на регулятор 100 осуществляется с использованием двух соленоидных клапанов (не показаны). Один из них открывается, чтобы через вход 108 ввести воздух под давлением в управляющую полость 112, а другой через тот же вход сбрасывает давление из указанной полости. Хотя такое расположение соленоидных клапанов обеспечивает быстродействующую процедуру введения воздуха под высоким давлением в управляющую полость 112 регулятора, оно создает относительную нестабильность давления (в частности, повышение, понижение или колебания давления). Более конкретно, быстрая подача воздуха (например, в виде быстрого воздушного импульса) в полость 112 может вызвать быстрое открывание регулятора 100 до уровня, соответствующего максимальному потоку, которое далее вызовет повышение давления на выходе регулятора. В ответ на такой рост выпускного давления быстро закрывается клапан 128, в результате чего давление на выходе регулятора уменьшается ниже уровня желаемого контрольного давления. Таким образом, указанная нестабильность может привести к последовательности повышений и понижений давления или к непрерывным колебаниям давления на выходе регулятора.
На фиг.2 в сечении представлен пример понижающего регулятора 200, который снабжен управляющей полостью и имеет сдвоенный выход. Регулятор содержит первый и второй понижающие регуляторы 202, 204, снабженные клапанными узлами (соответственно 206 и 208), понижающими давление. Как показано на чертеже, понижающие регуляторы 202 и 204 расположены внутри общего, по существу, цельного корпуса 210. Его можно изготовить из металла, например из латуни, нержавеющей стали или любого другого металла/материала, пригодного для выбранного конкретного приложения регулятора. В корпусе 210 выполнены единичное впускное отверстие 212 для текучей среды, представляющее собой источник давления для регуляторов 202, 204, и независимые множественные или сдвоенные выпускные отверстия 214, 216 для текучей среды, ассоциированные соответственно с первым и вторым регуляторами 202, 204.
При детальном рассмотрении первого регулятора 202 видно, что в корпус 210 герметично ввинчена пробка (крышка) 218. Данная деталь имеет входное отверстие (управляющий вход) 220, образующее канал 222 для текучей среды к управляющей полости 224. В данном примере предусмотрена возможность установить на траектории текучей среды на участке между управляющим входом 220 и управляющей полостью 224 ограничитель 226 потока.
Чувствительный компонент (поршень) 228, установленный с возможностью скольжения относительно корпуса 210, связан по потоку с впускным и выпускным отверстиями 212, 214 для текучей среды под давлением, а также с управляющим входом 220 (через управляющую полость 224 и канал 222). Поршень 228 имеет первый участок 230 с поверхностью 232, воспринимающей давление, приложенное через управляющий вход 220 (т.е. давление в управляющей полости 224). Кроме того, поршень имеет второй участок 234, конфигурация которого обеспечивает возможность его контакта с седлом 236 клапана и регулировку потока текучей среды на участке от впускного отверстия 212 до выпускного отверстия 214 в виде отклика на давление, приложенное к поверхности 232 поршня через управляющий вход 220. В отличие от некоторых известных регулирующих клапанов, а также от понижающих регуляторов, снабженных управляющей полостью, первый и второй участки (соответственно 230 и 234) поршня (чувствительного компонента) 228 жестко связаны друг с другом (т.е. их невозможно разделить во время работы клапана 206) и, таким образом, образуют, по существу, единый компонент.
Седло 236 клапана может представлять собой компонент, имеющий форму, обычно придаваемую затвору клапана, и изготовленный, по существу, из пластикового или любого другого материала, который по сравнению с материалом поршня 228 является более мягким. Пружина 238, помещенная между участком 240 корпуса 210, несущим седло, и фланцем 242 поршня 228, смещает кольцевую поверхность 244 центрального канала 245 поршня по направлению к седлу 236 или герметично прижимает эту поверхность к седлу. Для герметичного соединения корпуса 210 и пробки 218 использовано несколько кольцевых уплотнений (например, уплотнительных колец круглого сечения) 246, 248 и 250, расположенных в соответствующих кольцевых выточках или канавках 252, 254 и 256. Уплотнение 250 дополнительно содержит опорное кольцо 258, препятствующее или исключающее выдавливание указанного уплотнения из его канавки 256.
В процессе работы к управляющему входу 220 прикладывают контрольное давление (например, равное желаемому давлению на выходе). Далее приложенное давление через ограничитель 226 потока распространяется в управляющую полость 224. В такой схеме ограничитель 226 предотвращает слишком быстрое повышение (или понижение) давления, прикладываемое к поверхности 232 поршня, и, таким образом, содействует существенному уменьшению или предотвращению нестабильности давления (например, его завышения, занижения, колебаний и т.д.) у выпускного отверстия 214. В частности, когда для увеличения или уменьшения давления в управляющей полости 224 используют соленоидные клапаны (не показаны), ограничитель 226 замедляет поток воздуха, проходящий к полости 224 (или исходящий из нее) от этих клапанов (или к ним). Это, в свою очередь, ведет к замедлению перемещения поршня 228 с предотвращением тем самым колебаний или циклических изменений его положения и, таким образом, изменений давления у выпускного отверстия 214 относительно уровня желаемого давления на выходе.
В процессе работы регулятора контрольное давление, через управляющий вход 220 приложенное к поверхности 232 поршня, принудительно смещает поршень 228, преодолевая усилие пружины 238, и, таким образом, отводит кольцевую поверхность 244 от седла 236. В результате дросселирование между впускным и выпускным отверстиями 212 и 214 уменьшается, что позволяет повыситься давлению у выпускного отверстия. Как следствие указанного повышения давление на фланец 242 и поверхность 260 поршня заставляет поршень сместиться в направлении, обратном воздействию давления в полости 224. В результате кольцевая поверхность 244 смещается к седлу 236, увеличивая дросселирование между впускным и выпускным отверстиями 212 и 214 соответственно, что дает возможность понизить уровень (или прекратить увеличение) давления у выпускного отверстия. Когда силы, заставляющие поверхность 244 перемещаться от седла и к седлу, находятся в равновесии, давление у выпускного отверстия 214, по существу, равно давлению, подаваемому через управляющий вход 220 в управляющую полость 224.
В добавление к герметизации контакта между поршнем 228 и корпусом 210 уплотнения 246, 248 и 250 служат также для повышения стабильности на выходе регулятора 202. Более конкретно, указанные уплотнители обеспечивают фрикционное взаимодействие с корпусом, демпфирующее перемещения поршня, которые происходят как реакция на относительно быстрые изменения давления или возмущения у впускного отверстия 212, управляющего входа 220 и/или выпускного отверстия 214.
Выполнение поршня 228, по существу, цельным дополнительно способствует стабильности работы регулятора 202. В частности, в отличие от известных регуляторов давления, снабженных управляющей полостью, затвор или герметизирующая поверхность (например, уплотнительная поверхность 244) составляет единое целое с поршнем (чувствительным компонентом) 228, тем самым исключая любую возможность отделения механизма, регулирующего поток текучей среды через седло 236, от механизма, воспринимающего давление в управляющей полости 224, т.е. подвергающегося воздействию этого давления и реагирующего на него.
В отсутствие контрольного давления в полости 224 (т.е. при нулевом давлении), смещение, создаваемое пружиной 238, обеспечивает герметичный контакт (герметичное сопряжение) между уплотняющей поверхностью 244 и седлом 236. Таким образом, клапан 206 регулятора является нормально закрытым. В добавление к сказанному, указанный клапан гарантирует наличие безотказной (например, самовосстанавливающейся) структуры уплотнения. В частности, если у седла 236 образуется утечка из-за загрязнений или любых других дефектов, связанных с уплотняющей поверхностью 244 и/или седлом 236, давление у выпускного отверстия 214 увеличится, что приведет к приложению повышенного усилия к фланцу 242 и к поверхности 260 поршня, т.е. к прижатию уплотняющей поверхности 244 к седлу 236. В том случае, когда седло 236 изготовлено из относительно более мягкого материала, например из пластика, т.е. если его твердость меньше, чем у поверхности 244 поршня 228, оно деформируется и/или видоизменяется таким образом, чтобы соответствовать дефектам, загрязнениям и другим факторам такого рода, а это приводит к герметизации по указанной поверхности. Сразу же после деформации или видоизменения седла 236 в соответствии со структурой поверхности 244 утечка через седло существенно уменьшается или устраняется вообще.
Второй регулятор 204, понижающий давление, и клапан 208 сформированы с использованием таких же компонентов, что и использованные в первом понижающем регуляторе 202. Поэтому указанные регулятор и клапан более детально не рассматриваются. В дополнение к сказанному (хотя перечисленные далее узлы на чертеже не показаны) к выпускным отверстиям 214 и 216 обоих понижающих регуляторов 202, 204 можно подсоединить предохранительный или перепускной клапан, а во впускном отверстии 212 поместить входной фильтр, предотвращающий попадание загрязнений в клапаны 206 и 208 (в частности, на их седла, например на седло 236). Следует отметить, что уровни давления в управляющих полостях (например, в полостях 224) понижающих регуляторов 202 и 204 необязательно равны между собой (т.е. на эти регуляторы могут поступать различающиеся контрольные давления и, таким образом, возможны различающиеся давления на выходах). Сходным образом, чтобы обеспечить желаемые скорости заполнения и/или опорожнения, предусмотрена возможность придать ограничителям потока одинаковые или различающиеся размеры/конфигурации.
Далее, следует иметь в виду, что, хотя в представленном на фиг.2 примере понижающий регулятор 200 состоит из двух понижающих регуляторов, в зависимости от условий конкретного приложения возможны альтернативные конструкции, содержащие только один регулятор или больше двух регуляторов. В одном из альтернативных примеров для дополнительного регулятора предусмотрена возможность его прикрепления к регулятору 200 болтами или посредством какого-то другого крепежного средства. В таком случае на входе добавленного (например, третьего) регулятора может быть предусмотрено дополнительное впускное отверстие, а с выхода указанного регулятора давление подается в управляющие полости (например, в полости 224) регуляторов 202 и 204. В альтернативном варианте выход добавленного регулятора может питать соленоидные клапаны, которые, в принципе, могут служить для регулировки давления в указанных управляющих полостях.
Кроме обеспечения высокостабильного давления на выходе, конфигурация регулятора 200, приведенного в качестве примера, исключает необходимость использования нескольких соединительных деталей, таких, например, как коленчатые патрубки, тройники и другие аналогичные приспособления, применяемые в известных понижающих регуляторах с несколькими выпускными отверстиями. При этом регулятор 200 отличается от известных аналогов относительно небольшими габаритными размерами и уменьшенным весом. Далее, количество внутренних деталей в нем относительно невелико, т.е. его стоимость может быть ниже, а надежность выше, чем у известных регуляторов с несколькими выходами.
Границы, охватываемые данным патентом, не ограничены конкретными узлами, способами и готовыми изделиями, приведенными в данном описании в качестве примеров. Напротив, данный патент охватывает все варианты осуществления, соответствующие прилагаемой формуле изобретения, причем как буквально, так и с учетом эквивалентов.

Claims (15)

1. Регулятор давления, содержащий корпус, имеющий впускное и выпускное отверстия для текучей среды под давлением, клапан и поршень, расположенный в корпусе, связанный по потоку с указанными впускным и выпускным отверстиями и с управляющим входом и имеющий:
уплотняющую поверхность, выполненную с возможностью сопряжения с седлом клапана, и
первый участок с поверхностью, воспринимающий давление, приложенное через управляющий вход,
второй участок поршня, конфигурация которого обеспечивает возможность управления потоком текучей среды на участке от впускного отверстия до выпускного отверстия в виде отклика на указанное давление, приложенное к поверхности первого участка поршня, с увеличением дросселирования между впускным и выпускным отверстиями,
при этом давление, приложенное через управляющий вход, отводит уплотняющую поверхность от седла, уменьшая дросселирование между впускным и выпускным отверстиями, так что при равновесии сил, заставляющих уплотняющую поверхность перемещаться от седла и к седлу клапана, давление у выпускного отверстия равно давлению, подаваемому через управляющий вход.
2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит ограничитель потока, установленный последовательно на траектории потока и соединяющий по потоку управляющий вход и полость, ассоциированную с поверхностью поршня.
3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит пружину для приведения поршня в контакт с седлом клапана.
4. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит несколько уплотнительных колец, связанных с поршнем.
5. Регулятор по п.4, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно из уплотнительных колец представляет собой кольцевое уплотнение.
6. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что седлу клапана придана форма, соответствующая форме затвора.
7. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что седло клапана изготовлено, по существу, из пластика.
8. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй регулятор давления, расположенный в корпусе и присоединенный к впускному отверстию, при этом второй регулятор давления содержит второй поршень, расположенный в корпусе и связанный по потоку с указанным впускным и со вторым выпускным отверстиями, а также со вторым управляющим входом, а второму поршню придана конфигурация, обеспечивающая возможность его контакта со вторым седлом клапана и управления потоком текучей среды на участке от впускного отверстия до второго выпускного отверстия в ответ на второе давление, приложенное к поверхности второго поршня через второй управляющий вход.
9. Регулятор давления, содержащий управляющий вход и регулирующий давление клапан, связанный по потоку с впускным и выпускным отверстиями для текучей среды под давлением и с источником контрольного давления и снабженный седлом клапана, управляющей полостью и поршнем, имеющим:
уплотняющую поверхность, выполненную с возможностью сопряжения с седлом клапана,
первый участок с поверхностью, воспринимающей контрольное давление, приложенное через управляющий вход, и
второй участок поршня, конфигурация которого обеспечивает возможность управления потоком текучей среды на участке от впускного отверстия до выпускного отверстия в виде отклика на контрольное давление, приложенное к указанной поверхности первого участка поршня, с увеличением дросселирования между впускным и выпускным отверстиями,
при этом контрольное давление отводит уплотняющую поверхность от седла, уменьшая дросселирование между впускным и выпускным отверстиями, так что при равновесии сил, заставляющих уплотняющую поверхность перемещаться от седла и к седлу клапана, давление у выпускного отверстия равно контрольному давлению.
10. Регулятор по п.9, отличающийся тем, что поршень подпружинен в направлении, соответствующем его сопряжению с седлом клапана.
11. Регулятор по п.9, отличающийся тем, что поверхность, воспринимающая контрольное давление, связана по потоку с источником контрольного давления через ограничитель потока.
12. Регулятор давления, содержащий:
корпус, имеющий впускное, первое выпускное и второе выпускное отверстия для текучей среды под давлением;
первый и второй регулирующие давление клапаны, расположенные в корпусе и связанные по потоку с впускным и соответствующим первым выпускным и вторым выпускным отверстиями для текучей среды под давлением, причем каждый из регулирующих давление клапанов содержит поршень, который имеет:
уплотняющую поверхность, выполненную с возможностью сопряжения с седлом клапана,
первый участок с поверхностью, воспринимающей давление, приложенное через управляющий вход, и
второй участок поршня, конфигурация которого обеспечивает возможность управления потоком текучей среды на участке от впускного отверстия до выпускного отверстия в виде отклика на указанное давление, приложенное к поверхности первого участка поршня, с увеличением дросселирования между впускным и выпускным отверстиями,
при этом давление, приложенное через управляющий вход, отводит уплотняющую поверхность от седла, а при равновесии сил, заставляющих уплотняющую поверхность перемещаться от седла и к седлу клапана, давление у выпускного отверстия равно давлению, подаваемому через управляющий вход.
13. Регулятор по п.12, отличающийся тем, что каждый поршень содержит несколько уплотнительных колец, конфигурация которых обеспечивает их фрикционное взаимодействие с корпусом.
14. Регулятор по п.12, отличающийся тем, что первый участок каждого из поршней связан по потоку с соответствующим управляющим входом через соответствующий ограничитель потока.
15. Регулятор по п.12, отличающийся тем, что каждый из поршней подпружинен в направлении, соответствующем его сопряжению с седлом соответствующего клапана.
RU2008135045/28A 2006-02-09 2007-01-22 Регулятор давления с управляющей полостью RU2444045C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/350,601 US7669610B2 (en) 2006-02-09 2006-02-09 Dome-loaded pressure regulators
US11/350,601 2006-02-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008135045A RU2008135045A (ru) 2010-03-20
RU2444045C2 true RU2444045C2 (ru) 2012-02-27

Family

ID=38267504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008135045/28A RU2444045C2 (ru) 2006-02-09 2007-01-22 Регулятор давления с управляющей полостью

Country Status (11)

Country Link
US (3) US7669610B2 (ru)
EP (1) EP1987408A1 (ru)
JP (1) JP5049296B2 (ru)
KR (1) KR101350014B1 (ru)
CN (3) CN101361032B (ru)
AR (1) AR059410A1 (ru)
AU (1) AU2007215508B2 (ru)
BR (1) BRPI0707888A2 (ru)
CA (2) CA2633009C (ru)
RU (1) RU2444045C2 (ru)
WO (1) WO2007094931A1 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7669610B2 (en) 2006-02-09 2010-03-02 Tescom Corporation Dome-loaded pressure regulators
US20100276614A1 (en) * 2007-09-14 2010-11-04 Daryll Duane Patterson Modular in-line fluid regulators
US7922833B2 (en) 2008-08-05 2011-04-12 Kennametal Inc. Gas regulator for thermal energy machining
US20100212757A1 (en) * 2009-02-26 2010-08-26 Daryll Duane Patterson In-line pressure regulators
WO2012091194A1 (ko) * 2010-12-28 2012-07-05 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계용 홀딩밸브
KR101035101B1 (ko) * 2011-03-31 2011-05-19 한국뉴매틱(주) 이단 에어콘트롤 밸브
NO334805B1 (no) 2012-12-11 2014-06-02 Aker Subsea As Trykk - volum regulator
US9441587B2 (en) 2012-12-18 2016-09-13 Caterpillar Inc. Pressure regulator having an integrated check valve
US9157540B2 (en) * 2013-01-28 2015-10-13 Tescom Corporation Fluid regulator with integrated rapid pressurization bypass valve
GB2524975A (en) * 2014-04-07 2015-10-14 Weatherford Uk Ltd Vent valve and method of use
CN106444880B (zh) * 2014-12-10 2019-03-22 四川杰特机器有限公司 一种对试压介质可双向流动的压力控制方法
US10527182B2 (en) * 2015-06-23 2020-01-07 Lorax Systems Inc. Pressure regulator with shutoff mechanism
CN110226063B (zh) 2016-04-12 2021-06-25 移动Iv系统公司 压力调节装置、包括压力调节装置的系统和相关方法
CN106523752B (zh) * 2016-08-29 2019-01-18 浙江威腾阀门有限公司 弹簧作用式压力控制保压装置
CN108223892B (zh) * 2016-12-09 2024-05-14 湖北和瑞精密机械制造有限公司 一种高压气控泄压阀
CN106969172A (zh) * 2017-05-09 2017-07-21 肖根福罗格注胶技术(苏州工业园区)有限公司 多气路切换机构及具有其的注胶设备
ES2888954T3 (es) * 2017-08-25 2022-01-10 Advanced Dev And Innovation S L Dispositivo de dosificación de líquidos para bombas dosificadoras
JP7197132B2 (ja) * 2019-02-14 2022-12-27 株式会社ニッキ レギュレータ
DE102019202273A1 (de) * 2019-02-20 2020-08-20 Hansgrohe Se Umstellventilvorrichtung
TWI730844B (zh) * 2020-07-16 2021-06-11 輝寶實業有限公司 噴漆槍的調壓方法及其裝置
CN112066043B (zh) * 2020-07-31 2021-09-03 清华大学 控制棒驱动线组合阀结构及控制棒水压驱动系统
CN112555474B (zh) * 2020-12-03 2023-05-16 重庆红江机械有限责任公司 一种机械式滑油控制安全阀组件
CN114749343B (zh) * 2022-05-17 2023-04-25 深圳市高创自动化技术有限公司 一种精密恒压供胶系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1153634A (en) * 1965-10-19 1969-05-29 Kent Ltd G Fluid Control Valves
EP0010117A1 (en) * 1978-10-25 1980-04-30 Sperry Corporation Improvements in or relating to pressure relief valve systems
US5379761A (en) * 1993-07-21 1995-01-10 Schuler; Manfred First stage scuba regulator

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US379761A (en) * 1888-03-20 Machine for tapping steam
US2002450A (en) * 1933-03-09 1935-05-21 George Mfg Company Inc Cylinder cock
US2590368A (en) * 1945-03-06 1952-03-25 Bendix Aviat Corp Valve
US2600137A (en) * 1947-12-26 1952-06-10 Bendix Aviat Corp Pressure-regulating valve
US3064675A (en) * 1960-02-08 1962-11-20 Fisher Governor Co High pressure regulator
US3211175A (en) * 1961-04-03 1965-10-12 Edward H Replogle Valve regulator
US3664369A (en) * 1970-12-09 1972-05-23 Singer Co Pressure reducing regulator
JPS5326686B2 (ru) * 1973-11-07 1978-08-03
DE3131817A1 (de) * 1981-08-12 1983-03-03 Borsig Gmbh, 1000 Berlin Steuerventil
JPS58113107A (ja) 1981-12-28 1983-07-05 Teijin Ltd 除草剤
JPS58113107U (ja) * 1982-01-26 1983-08-02 エスエムシ−株式会社 圧力制御弁
US4667695A (en) * 1984-06-04 1987-05-26 Harold Gold Pressure regulating and on-off valve
JPS6470806A (en) * 1987-09-11 1989-03-16 Konan Electric Co Pilot type pressure reducing valve
AU615121B2 (en) * 1989-02-27 1991-09-19 Fluid Technology (Aust) Limited Line pressure regulator
IT224295Z2 (it) * 1991-03-08 1996-03-14 Scubapro Europ Valvola, in particolare per erogatori di autorespiratori subacquei.
US5826613A (en) * 1993-05-19 1998-10-27 Georg Fischer Rohrleitungssysteme Ag Flow control valve
US5309934A (en) * 1993-05-21 1994-05-10 Jaeger Robert A Balanced piston fluid valve
TW298281U (en) * 1993-10-01 1997-02-11 Smc Kk Reducing valve
US5501247A (en) * 1995-02-17 1996-03-26 Vemco Corporation Pressure regulator with means to block relative rotation of parts during assembly
US6006780A (en) * 1997-06-23 1999-12-28 Alliedsignal Inc. Two-stage, warm-gas high pressure regulator
JPH11184534A (ja) * 1997-12-19 1999-07-09 Ckd Corp 電気−流体圧レギュレータ
WO2000004311A1 (en) * 1998-07-16 2000-01-27 Se Woo Conval Co., Ltd. Valve system for fluid pipes
GB2344856B (en) * 1998-12-18 2002-12-18 Ingersoll Rand Company Ltd Method of operating compressor
US6170519B1 (en) * 1999-07-28 2001-01-09 Hose Shop, Ltd. Pressure regulator
US6827100B1 (en) * 1999-08-17 2004-12-07 Belimo Holding Ag Pressure independent control valve
US20040007269A1 (en) * 2002-07-12 2004-01-15 Larsen Todd W. Inline pressure reducing regulator
US6796323B1 (en) * 2003-01-24 2004-09-28 Taylor Innovations, L.L.C. Dual seat valve
US7059579B2 (en) * 2004-10-28 2006-06-13 General Motors Corporation Latching valve for a torque-transmitting mechanism in a transmission
US7669610B2 (en) 2006-02-09 2010-03-02 Tescom Corporation Dome-loaded pressure regulators
GB2436126B (en) 2006-03-16 2010-10-20 Elfab Ltd Safety pressure relief device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1153634A (en) * 1965-10-19 1969-05-29 Kent Ltd G Fluid Control Valves
EP0010117A1 (en) * 1978-10-25 1980-04-30 Sperry Corporation Improvements in or relating to pressure relief valve systems
US5379761A (en) * 1993-07-21 1995-01-10 Schuler; Manfred First stage scuba regulator

Also Published As

Publication number Publication date
US8167001B2 (en) 2012-05-01
US20100101665A1 (en) 2010-04-29
KR101350014B1 (ko) 2014-01-13
CN102902286B (zh) 2016-12-21
US20110073198A1 (en) 2011-03-31
JP2009526315A (ja) 2009-07-16
CA2822535A1 (en) 2007-08-23
RU2008135045A (ru) 2010-03-20
AU2007215508A1 (en) 2007-08-23
CN101361032A (zh) 2009-02-04
CN102902286A (zh) 2013-01-30
US20070181198A1 (en) 2007-08-09
JP5049296B2 (ja) 2012-10-17
CN101361032B (zh) 2012-11-28
AR059410A1 (es) 2008-04-09
WO2007094931A1 (en) 2007-08-23
CA2822535C (en) 2015-03-10
CA2633009C (en) 2013-10-15
CN102902285B (zh) 2016-12-21
AU2007215508B2 (en) 2011-02-10
EP1987408A1 (en) 2008-11-05
US7870869B2 (en) 2011-01-18
WO2007094931A9 (en) 2009-01-08
KR20080091129A (ko) 2008-10-09
CA2633009A1 (en) 2007-08-23
CN102902285A (zh) 2013-01-30
US7669610B2 (en) 2010-03-02
BRPI0707888A2 (pt) 2011-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2444045C2 (ru) Регулятор давления с управляющей полостью
RU2374505C2 (ru) Объемный бустер с асимметричным режимом потока для приводов клапанов (варианты)
US6354319B1 (en) Low differential, pilot operated fluid pressure regulation apparatus and method
KR102024951B1 (ko) 압력-평형 유압 조절기
RU2614385C2 (ru) Регулятор текучей среды, обладающей улучшенной устойчивостью потока
KR101690810B1 (ko) 인-라인 압력 조절기
JP6449159B2 (ja) 流体調整装置および流体流量制御装置のためのバランスポート制御アセンブリ
JP2009538472A (ja) 衛生用の流体圧力レギュレータ
JP2015535066A (ja) 制御弁におけるアクチュエータの推力の要件を軽減するための装置及び方法
JP7197132B2 (ja) レギュレータ
US20200347956A1 (en) Pilot-operated pressure regulator
CN113767237A (zh) 用于压力调节器的可膨胀引导组件
EP0919897B1 (en) A pilot-operated gas pressure regulator with counterbalanced sleeve
RU88459U1 (ru) Регулятор давления газа
RU2386878C2 (ru) Регулирующее устройство

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180123