уравновешенный редуктор давления рабочей среды

Формула изобретения

1. Уравновешенный редуктор давления рабочей среды, содержащий корпус с входной и выходной полостями, расположенный в корпусе регулирующий орган, состоящий из седла, расположенного между входной и выходной полостями, и подпружиненного полого запорного клапана со сквозным отверстием для сообщения полости клапана с выходной полостью, расположенного во входной полости, чувствительный элемент с регулируемой пружиной, расположенный в выходной полости и выполненный взаимодействующим посредством штока с запорным клапаном, при этом по подвижному соединению запорного клапана с корпусом установлен уплотнительный элемент, отличающийся тем, что он содержит дополнительный предохранительный клапан с пружиной, расположенный в полости запорного клапана с возможностью герметичного запирания сквозного отверстия при нарушении герметичности уплотнительного элемента, при этом предохранительный клапан выполнен с возможностью прохода рабочей среды в полость запорного клапана.

2. Уравновешенный регулятор давления по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения возможности прохода рабочей среды в полость запорного клапана на направляющей поверхности предохранительного клапана выполнены лыски, а для обеспечения возможности герметичного запирания сквозного отверстия запорный клапан со стороны внутренней торцевой поверхности снабжен седлом, а на торцевой поверхности предохранительного клапана закреплен упругий элемент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам пневмогидроавтоматики и может быть использовано в различных отраслях промышленности и транспорта для понижения давления газа (жидкости) до заданной величины и автоматического поддержания заданного давления.

Известен уравновешенный пружинный редуктор, содержащий корпус с входом и выходом рабочей среды, расположенные в корпусе седло, затвор, выполненный с одной стороны взаимодействующим с разделительной мембраной и прижимной пружиной, с другой - взаимодействующим с другой мембраной и регулировочной пружиной, снабженной регулировочным винтом, при этом диаметр седла равен диаметру закрепления разделительной мембраны (А.И. Эдельман. Редукторы давления газа. М., Машиностроение, 1981, с.39).

Однако данный редуктор характеризуется недостаточной надежностью, т.к. не исключает прорыва разделительной мембраны и попадания высокого давления в рабочую полость.

Известен редуктор давления газа, уравновешенный по входному и выходному давлению, рабочий орган которого перекрывает седло корпуса в зависимости от воздействия давления на чувствительный элемент. Полость рабочего органа связана с линией входного давления каналом, в котором установлено золотниковое устройство. При этом чувствительный элемент взаимодействует с вспомогательным поршнем, расположенным коаксиально основному поршню, который во время работы прижимает клапан к седлу (А.С. СССР №396518, МПK: F 16 К 18/00).

В данном изобретении предусмотрен узел для повышения надежности устройства, предотвращающий прорыв газа на выход редуктора. Однако данная конструкция в случае нарушения герметичности не исключает прохода высокого давления на выход редуктора. Кроме того, данный редуктор отличается конструктивной сложностью.

Известен газовый редуктор давления, содержащий корпус, чувствительный элемент с регулируемой пружиной, взаимодействующий с запорным клапаном, перекрывающим седло. Во входной полости редуктора установлен дополнительный подпружиненный клапан, взаимодействующий с пружиной запорного клапана через промежуточную деталь (А.С. СССР №396517, МПК: F 16 К 18/00).

Однако конструкция данного редуктора также не исключает попадания высокого давления на выход редуктора в случае нарушения герметичности по подвижному соединению редуцирующего клапана.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности редуктора.

Поставленная задача решается тем, что уравновешенный редуктор давления рабочей среды, содержащий корпус с входной и выходной полостями, расположенный в корпусе регулирующий орган, состоящий из седла, расположенного между входной и выходной полостями, и подпружиненного полого запорного клапана со сквозным отверстием для сообщения полости клапана с выходной полостью, расположенного во входной полости, чувствительный элемент с регулируемой пружиной, расположенный в выходной полости и выполненный взаимодействующим посредством штока с запорным клапаном, при этом по подвижному соединению запорного клапана с корпусом установлен уплотнительный элемент, согласно предлагаемому решению содержит дополнительный предохранительный клапан с пружиной, расположенный в полости запорного клапана с возможностью герметичного запирания сквозного отверстия при нарушении герметичности уплотнительного элемента, при этом предохранительный клапан выполнен с возможностью прохода рабочей среды в полость запорного клапана.

Кроме того, для обеспечения возможности прохода рабочей среды в полость запорного клапана на направляющей поверхности предохранительного клапана выполнены лыски, а для обеспечения возможности герметичного запирания сквозного отверстия запорный клапан со стороны внутренней торцевой поверхности снабжен седлом, а на торцевой поверхности предохранительного клапана закреплен упругий элемент.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена конструктивная схема заявляемого редуктора.

Позициями на чертеже обозначены: 1 - корпус, 2 - толкатель (шток), 3 - запорный клапан, 4 - предохранительный клапан, 5 - уплотнительный элемент, 6 - пружина запорного клапана, 7 - пружина предохранительного клапана, 8 - чувствительный элемент, 9 - пружина чувствительного элемента, 10 - регулировочный винт, 11 - седло запорного клапана, 12 - седло предохранительного клапана, 13 - сквозное отверстие.

Редуктор содержит коргус 1, разделенный седлом 11 на две полости, одна из которых соединена со входом высокого давления, другая - с выходом рабочего давления. В выходной полости расположен чувствительный элемент 8, выполненный в виде, например, мембраны, которая взаимодействует с одной стороны с толкателем 2, с другой - с пружиной 9, регулируемой винтом 10. Во входной полости регулятора размещен запорный клапан 3, выполненный уравновешенным за счет равенства диаметра его направляющей части и диаметра седла 11, а также наличия сквозного отверстия 13 в торцевой части запорного клапана. Запорный клапан снабжен пружиной 6. В полости запорного клапана 3 расположен предохранительный клапан 4 с пружиной 7. При этом, для обеспечения герметичности запирания предохранительным клапаном сквозного отверстия, он снабжен уплотнительным элементом, закрепленным на его торцевой поверхности, а запорный клапан со стороны внутренней торцевой части снабжен седлом 12, соединяющим внутреннюю полость запорного клапана с выходной полостью посредством сквозного отверстия 13. Герметизация внутренней полости запорного клапана обеспечивается наличием уплотнительного элемента 5 на его направляющей части.

Для обеспечения возможности прохода рабочего газа в полость запорного клапана на направляющей поверхности предохранительного клапана выполнены лыски.

Устройство работает следующим образом. Поступающая во входную полость рабочая среда проходит через щель между седлом 11 и запорным клапаном 3 и попадает в выходную полость. Расположенная в выходной полости мембрана 8 в зависимости от соотношения усилия давящей на нее рабочей среды и пружины 9 отжимает или приближает запорный клапан 3 к седлу 11, регулируя тем самым величину редуцирующей щели между седлом и запорным клапаном. В связи с тем что диаметры направляющей запорного клапана 3 и седла 11 равны, рабочая среда, проходя через сквозное отверстие 13 в запорном клапане, уравнивает давление между входной и выходной полостями. В случае прорыва уплотнительного элемента 5 и попадания высокого давления во внутреннюю полость запорного клапана предохранительный клапан 4 прижимается давлением к седлу 12 и перекрывает проход высокого давления в выходную полость. В этом случае запорный клапан становится неуравновешенным, и на него действует высокое давление. Суммарное усилие, действующее на запорный клапан 3, становится больше усилия пружины 9, и запорный клапан 3 прижимается к седлу 11, перекрывая, таким образом, попадание высокого давления в исполнительный орган.

Т.о., заявляемое устройство обеспечивает повышение надежности редуктора за счет введения в него новых конструктивных элементов.