Регулятор давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ц 1 С 05 Р 16/1 ОсудАРственныйРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАН ЗОБРЕТЕН о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,с целью повьппения надежности регулятора, в нем установлен запорныйорган, выполненный в виде подпружиненного дифференциального золОтника,установленного коаксиально с регулирующим клапаном, причем полостьмежду корпусом и дифференциальнымзолотником сообщена с надпоршневойполостью, в штоке и нижней крьппкевыполнены радиальные отверстия, ана сопрягаемых поверхностях регулирующего клапана и дифференциальногозолотника - дроссельная щель с возмощностью сообщения внутренней полости дифференциального золотникас входным и выходным патрубкамисоответственно при открытом положении регулирующего клапана и - разобщения при закрытом его положении,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Промьппленная трубопроводнаяарматура. Каталог ч. Ш, М.,ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ 1978, с, 64-65.2. Авторское свидетельство СССРУ 864259, кл. С 05 0 16/10, 1979(54)(57) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ, содержащич корпус с седлом, входным ивыходным патрубками, поршень, связанный с регулирующим клапаном черезшток, в котором выполнен канал,соединенный с проходным отверстиемв седле, импульсный клапан, связанныйс чувствительным элементом и с задатчиком, верхнюю и нижнюю крьппки1120296 А1 112029Изобретение относится к регулирующей трубопроводной арматуре и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, газовой промышленности, в энергетике и других от.- раслях народного хозяйства, имеющих частично или полностью автоматизированные установки, станции и испытательные стенды.Известен регулятор со встроенным импульсным клапаном, предназначенным для регулирования давления в техно-, логических процессах, содержащий корпус с ввертным седлом, подпружиненный регулирующий орган, контактирующий с поршнем сервопривода, импульсный клапан, контактирующий с чувствительным элементом, выполненным в виде металлической мембраны и нагружейным усилием пружины-эадатчиканедостатком этого регулятора явля-ется отсутствие герметичности в затворе (седло-регулирующий орган) иэ-за необходимости установки сравнительно слабой пружины, так как при установке 25 пружины, облегчающей герметичность в затворе метал-по меаллу, значительно увеличивается диаметр поршня сервопривода и, как следствие, габариты и масса регулятора, а также эрозионный износ уплотнительных поверхностей. так как они находятся в потоке рабо-. чей среды, что значительно снижает величину срока службы затвора и регулятора в целом. Герметичность трубопровода за местом установки регу 35 лятора обеспечивается, как правило, установкой соответствующей запорной (отсечной быстродействующей) арматуры. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор давления, содержащий корпус, в котором размещен регулирующий орган, контактирующий с седлом, и поршень 45 сервопривода, в который встроенсбросной клапан, причем в корпусе имеется канал, перекрываемый регулирующим дросселем, соединяющий надпоршневую полость с подпоршневой, 50 задемпфированный дроссельными отверстиями, соединяющими подпоршневую полость с выходным патрубком, а в верхней крышке расположены импульсный клапан, контактирующий с.чувст вительным элементом (мембраной), нагруженным усилием йружины-задатчика .2. 6 2Недостатками известного регулятора являются отсутствие герметичности и низкая величина срока службызатвора.ель изобретения - повышениенадежности регулятора.Поставленная цель достигаетсятем, что в регуляторе давления, содержащем корпус с седлом, входным ивыходным патрубками, поршень, связанный с регулирующим клапаном чеоезшток, в котором выполнен канал, соединенный с проходным отверстием вседле, импульсный клапан, связанныйс чувствительным элементом и с задатчиком, верхнюю и нижнюю крышки,установлен запорный орган выполненный в виде подпружиненного дифференциального золотника, установленногокоаксиально с регулирующим клапаном,причем полость между корпусом и дифференциальным золотником сообщена снадпоршневой полостью, в штокеи нижней крышке выполнены радиальныеотверстия, а на сопрягаемых поверхностях регулирующего клапана и дифференциального золотника - дроссельная щель с возможностью сообщениявнутренней полости дифференциальногозолотника с входным и выходным патрубками соответственно при открытом положении регулирующего клапана иразобщения при закрытом его положении,На чертеже изображен регулятор,продольный разрез (слева - в открытом положении, справа - в закрытом).Регулатор состоит иэ корпуса 1с седлом 2, входным Э и выходным 4патрубками, внутри которого размещенырегулирующий клапан 5, верхняя часть6 штока, которая контактирует споршнем 7 сервопривода. В верхнейкрышке 8 регулятора размещены импульсный клапан 9, контактирующий с чувствительным элементом регулятора -сильфоном 10, внутрь которого поштуцеру 11 подводится давление рабочей среды из объекта, в котором регулятор автоматически поддерживает определенное, наперед заданное, давление. По штуцеру 12 снаружи на сильфон10 в камеру 13 задатчика подводитсядавление уплотняющей газообразнойсреды, выполняющей роль газовой пружины. Нижняя часть 1 ч штока регулирующего клапана 5 направляется в нижнюючасть крышки 15 и имеет внутреннийглухой (замкнутый) канал 16, которыи3 11202сообщается каналами 17 с проходным отверстием седла 2 регулятора. В нижней части канала 16 в стенке штока выполнены сквозные отверстия 18, которые в нижнем положении регулиру 5 ющего клапана 5 совмещаются с отверстиями 19 крышки 15 регулятора. В закрытом положении регулирующего клапана 5 отверстия 18 надежно перекрываются, прекращая доступ рабочей среды в канал 16. Соосно регулирующему клапану 5 устанавливается запорный орган в виде дифференциального золотника 20, снабженного уплотнительным выступом 21, который в закрытом положении взаимодействует с .Уплотнительным элементом 22. Запорный золотник 20 и регулирующий клапан 5 подпружинены соответственно пружинами 23 и 24, Надпоршневая полость 25 соединена с полостью 26, образованной золотником 20 и корпусом 1 регулятора, трубкой 27. В месте контакта регулирующего клапана 5 и дифференциального золотника 20 предусмот,рена дроссельная щель 28, сообщающая через канал 16 полость входного пат"рубка с выходным, плошадь сечения которой определяется выбором соответствующей посадки и которая в открытом положении сообщает полость 29 с полостью 30 высокого давления.Регулятор давления работает следующим образом.При отсутствии давления в патрубке 3 регулирующий клапан 5, дифференциальный золотник 20 и импульсный клапан 9 находятся в положении "Закрыто" (под усилием своих пружин), Давление управляющей среды в полости13 отсутствует. При подаче рабочей 40 среды во входной патрубок регулирующий клапан 5, дифференциальный золотник 20 и импульсный клапан 9 не изменяет своего положения из-за разгрузки их от действия рабочей среды. 45 При подаче в полость 13 давления, приблизительно равного давлению редуцирования (давления в регулируемом объекте) импульсно клапан 9 открывается и рабочая среда попадает в над-. 50поршневую полость 25 и одновременно(или с небольшим запаздыванием) вполость 26, воздействуя на поршень 7и дифференциальный золотник 20, Поршень 7 совместно с регулирующим 55 клапаном 5, а также золотник 20, преодолевая противодействие своих пружин 24 и 23, перемещается вниз, открывая 96 4проход рабочей среды в полость 30, а из нее в проходное отверстие седла 2, и далее в выходной патрубок 4. Давле- ние в объекте регулирования (на чертеже не показан) начинает расти и из него попадает по штуцеру 11 во внутрь чувствительного элемента - сильфона 10. При достижении давления в объекте регулирования примерного равенства давления в камере 13 воздушной пружины импульсный клапан 9 под действием своей пружины прикрывается, уменьшая давление в полостях 25 и 26, а регулирующий клапан 5 перемещается к седлу, уменьшая количество рабочей среды, протекающее через седло 2 в выходной патрубок 4. Давление в объекте регулирования, а также внутри силь- фона 10 уменьшается, сильфон перемещается вниз, открывая больше импульс- ный клапан 9. Давление в полостях 25 и 26 увеличивается, регулирующий клапан 5 перемещается вниз, пропуская больше рабочей среды, вследствие чего давление в объекте регулирования увеличивается. Таким образом, происходит поддержание давления в объекте регулирования в требуемых пределах, Во время регулирования давления положение дифференциального золотника 20 не меняется, так как на него в сторону открытия действует суммарное усилие от давления в полости 30 высокого давления и в полости 26, а в сторону закрытия - суммарное усилие, меньшее по величине, от действия пружины 23 и давления в полости 29, редуцированного в щели 28, и по величине больше чем давление в выходном патрубке 4.При прекращении расхода рабочей среды из объекта регулирования давление в нем, а значит и в выходном патрубке 4 и внутрисильфона 10 увеличивается, сильфон 10 растягивается, перемещаясь вверх, импульсный клапан 9 закрывается. Давление в полости 25 и 26 уменьшается и поршеньвместе с регулирующим клапаном 5 перемещается вверх до тех пор, пока регулируюший клапан 5 не сядет на седло 2, В этом положении регули" рующего клапана 5 его отверстия 18, связывающие полость 29 с выходным патрубком 4, перекрываются, прекращая отток рабочей среды из плоскости 29, в которой давление начинает быстро расти, достигая по величине дав1120296 ффффф 774035 дпи с пения во входном патрубке 3. Вследствие того, что на дифференциальныйзолотник 20 со стороны полости 29действуют большие усилия, чем изполостей 29 и 30 золотник 20 быстроперемещается вверх, герметичноперекрывая регулятор в затворе, Послегерметичного перекрытия в затворедавление в полости 29 снижается,сравниваясь с давлением в выходном патрубке. ч. Регулятор готов к дальнейшей работе.Технико-экономическая эйфективность от применения предлагаемогорегулятора давления определяется изэкономии затрат на дополнительнуюзапорную и отсечную арматуру, отувеличения службы уплотнительныхповерхностей, вынесенных из потокарабочей среды.