RU2206013C2

RU2206013C2 - Pressure differential regulator

Info

Publication number: RU2206013C2
Application number: RU2000126818A
Authority: RU
Inventors: С.В. Гаврилов; М.В. Лузгачев; И.Л. Махмудбеков; В.В. Ушаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Тепловодоэнергосберегающие технологии"
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: pressure differential regulators; water heating units. SUBSTANCE: proposed pressure differential regulator has housing with inlet and outlet holes, cover, diaphragm, loading spring with bearing members, rod with shutoff member and outlet pressure and back pressure chambers. Housing has flow and regulating sections in form of lower and upper housings; rod is passed into cover through diaphragm having toroidal working surface with through passage and throttle valve; shut-off member is made in form of spool valve articulated on rod through dampening member and engageable with inner surface of guide rigidly fitted through seal in lower housing and connected with flow section of housing by means of thread. Cover is tightly secured in upper housing of regulating section and bearing member is mounted in cover through seal forming hermetic intermediate chamber between it and end of rod passed through diaphragm; said end of rod is engageable with loading spring. Intermediate chamber is connected with inlet hole by means of passage or rod. Secured on outer surface of cover are information dial and knob with notch. On side of inlet hole of flow section of housing, pipe union with drain valve is mounted. EFFECT: increased service life; improved operating characteristics of regulator; enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к регуляторам перепада давления и может быть использовано в водяных радиаторных отопительных установках. The invention relates to differential pressure regulators and can be used in water radiator heating systems.

Известен регулятор перепада давления, включающий корпус, между входным и выходным отверстиями которого выполнен канал для прохождения потока, запорный элемент, нагруженную пружиной диафрагму, камеру давления и камеру противодавления, в которых концентрично вдоль оси между входным и выходными отверстиями корпуса расположена центральная труба /см. патент РФ 2137004, кл. F 16 К 31/365/. There is a known differential pressure regulator, including a housing, between the inlet and outlet openings of which a channel for flow passage is made, a shut-off element, a spring-loaded diaphragm, a pressure chamber and a backpressure chamber, in which a central pipe / cm is concentric along the axis between the housing inlet and outlet openings. RF patent 2137004, cl. F 16K 31/365 /.

Недостаток известного технического решения заключается в том, что клапан не разгружен от входного давления, тем самым ухудшаются статические характеристики регулятора, возможно заедание клапана на трубе из-за наличия боковых сил от диафрагмы, кроме того, неустойчив к колебательным воздействиям, что приведет к сокращению срока службы регулятора. A disadvantage of the known technical solution is that the valve is not unloaded from the inlet pressure, thereby deteriorating the static characteristics of the regulator, possibly sticking the valve on the pipe due to the presence of lateral forces from the diaphragm, in addition, it is unstable to vibrational effects, which will shorten the life regulator services.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному решению является регулятор перепада давления, включающий корпус с входным и выходным отверстиями, крышку, диафрагму, пружину нагружения с опорным элементом, шток с запорным элементом, полости выходного давления и противодавления /см. патент РФ 2137005, кл. F 16 К 31/365/. The closest in technical essence to the proposed solution is a differential pressure regulator, including a housing with inlet and outlet openings, a cover, a diaphragm, a loading spring with a supporting element, a rod with a locking element, an outlet pressure cavity and back pressure / cm. RF patent 2137005, cl. F 16K 31/365 /.

Указанный регулятор также не разгружен от входного давления, неустойчив к колебательным воздействиям, что приводит к сокращению срока эксплуатации. Также ухудшает зависимость перепада давления от хода клапана из-за повышенной жесткости диафрагмы. При промывке и опрессовке системы загрязненным теплоносителем происходит разрушение уплотнительной поверхности клапана, а для исключения повреждения клапана необходима полная разборка регулятора. The specified regulator is also not unloaded from the inlet pressure, unstable to oscillatory influences, which leads to a reduction in service life. It also worsens the dependence of the differential pressure on the valve stroke due to the increased stiffness of the diaphragm. When flushing and crimping the system with contaminated coolant, the sealing surface of the valve is destroyed, and to eliminate damage to the valve, it is necessary to completely disassemble the regulator.

Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является обеспечение постоянства величины перепада давления, улучшение эксплуатационных свойств регулятор, увеличение срока службы и улучшение сервисного обслуживания системы отопления. The technical result obtained by using the invention is to ensure the constancy of the pressure drop, improving the operational properties of the regulator, increasing the service life and improving the service of the heating system.

Указанный технический результат достигается тем, что в регуляторе перепада давления, включающем корпус с входным и выходным отверстиями, крышку, диафрагму, пружину нагружения с опорным элементом, шток с запорным элементом, полости выходного давления и противодавления, корпус выполнен из проточной части и регулирующей части в виде верхнего и нижнего корпусов, шток пропущен в крышку через диафрагму, имеющую тороидальную рабочую поверхность, и снабжен сквозным каналом и дросселем, а запорный элемент выполнен в виде золотника, шарнирно закрепленного через демпфирующий элемент на штоке и взаимодействующего внешней поверхностью с направляющей, жестко установленной с уплотнением в нижнем корпусе регулирующей части и соединенной с помощью резьбы с проточной частью корпуса, кроме того, крышка закреплена на верхнем корпусе регулирующей части герметично, а опорный элемент установлен в крышке с уплотнением и образованием герметичной промежуточной полости между ним и пропущенным через диафрагму концом штока, взаимодействующим с пружиной нагружения, причем промежуточная полость соединена каналом штока с входным отверстием, а на внешней поверхности крышки закреплена информационная шкала и маховик с риской. Кроме того, со стороны входного отверстия проточной части корпуса смонтирован штуцер с дренажным клапаном. The specified technical result is achieved by the fact that in the differential pressure controller, comprising a housing with inlet and outlet openings, a cover, a diaphragm, a loading spring with a supporting element, a rod with a locking element, an outlet pressure and backpressure cavity, the housing is made of a flow part and a regulating part in in the form of upper and lower housings, the rod is passed into the cover through a diaphragm having a toroidal working surface, and is equipped with a through channel and a throttle, and the locking element is made in the form of a spool, pivotally closed heated through a damping element on the stem and interacting with the outer surface with a guide rigidly mounted with a seal in the lower case of the regulating part and connected by thread to the flow part of the case, in addition, the cover is sealed on the upper case of the regulating part and the support element is installed in the cover with a seal and the formation of a sealed intermediate cavity between it and the end of the rod passed through the diaphragm, interacting with the loading spring, and the intermediate strips b, and the outer surface of the rod is connected to the inlet channel cover fixed scale information, and a flywheel with the mark. In addition, a fitting with a drain valve is mounted on the inlet side of the flow part of the housing.

Сущность изобретения поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен общий вид регулятора перепада давления;
на фиг.2 - узел А по фиг.1.Figure 1 shows a General view of the differential pressure controller;
figure 2 - node a in figure 1.

Регулятор перепада давления содержит корпус, состоящий из проточной части 1 и регулирующей части в виде нижнего 2 и верхнего 3 корпусов с находящейся между ними диафрагмой 4, соединенных винтами 5. Диафрагма 4 имеет тороидальную рабочую поверхность 6. Проточная часть имеет входное 7 и выходное 8 отверстия, при этом со стороны входного отверстия смонтирован штуцер 9 с дренажным клапаном 10. Проточная 1 и регулирующая части соединены при помощи резьбового соединения 11, выполненного на направляющей 12, жестко соединенной с нижним корпусом 2. В местах соприкосновения указанных частей расположены уплотнительные элементы 13 и 14. Шток 15 пропущен через диафрагму 4 так, что его конец размещен в крышке 16 и жестко соединен с диафрагмой 4 кольцами 17 и 18 и винтами 19. Шток 15 имеет сквозной канал 20 и дроссель 21. На штоке 15 со стороны входного отверстия 7 при помощи шарнира в виде конической шайбы 22, демпфирующего элемента 23 и гайки 24 закреплен запорный элемент в виде золотника 25 с профильным окном 26, взаимодействующего внешней поверхностью с внутренней поверхностью направляющей 12. Между торцом направляющей 12 и дросселирующей кромкой 27 золотника 25 образовано регулируемое отверстие 28. Проточная часть 1 и нижний корпус 2 регулирующей части снабжены каналами 29, 30, соединяющими входное отверстие 7 с выходным отверстием 8 через регулируемое отверстие 28. Внутри нижнего 2 и верхнего 3 корпусов регулирующей части имеются полость выходного давления 31 и полость противодавления 32, соединенная через трубопровод 33, например, с возвратной магистралью системы обогрева. На верхнем корпусе 3 регулирующей части герметично закреплена крышка 16 в виде втулки, внутри которой установлен с уплотнением 34 опорный элемент в виде буксы 35 с возможностью перемещения от регулировочного винта 36. Букса 35 соединена через пружину нагружения 37, кольцо 38 с размещенным в крышке 16 концом штока 15, имеющего герметизирующую манжету 39, образуя при этом промежуточную герметичную полость 40, соединенную через канал 20 штока 15 с входным отверстием 7. На внешней поверхности крышки 16 закреплена информационная шкала 41, маховик 42 с риской 43 и фиксирующий элемент в виде винта 44. The differential pressure regulator contains a housing consisting of a flow part 1 and a regulating part in the form of a lower 2 and upper 3 bodies with a diaphragm 4 located between them, connected by screws 5. The diaphragm 4 has a toroidal working surface 6. The flow part has an inlet 7 and an outlet 8 wherein, on the inlet side, a fitting 9 is mounted with a drain valve 10. The flow-through 1 and the regulating parts are connected by means of a threaded connection 11 made on a guide 12 rigidly connected to the lower case 2. In places the contacting of these parts are located sealing elements 13 and 14. The rod 15 is passed through the diaphragm 4 so that its end is placed in the cover 16 and is rigidly connected to the diaphragm 4 with rings 17 and 18 and screws 19. The rod 15 has a through channel 20 and a throttle 21. On the rod 15 from the side of the inlet 7 by means of a hinge in the form of a conical washer 22, a damping element 23 and a nut 24, a locking element is fixed in the form of a spool 25 with a profile window 26 interacting with the outer surface with the inner surface of the guide 12. Between the end face An adjustable hole 28 is formed by the connecting 12 and the throttling edge 27 of the spool 25. The flow part 1 and the lower case 2 of the regulatory part are provided with channels 29, 30 connecting the inlet 7 with the outlet 8 through the adjustable hole 28. Inside the lower 2 and upper 3 cases of the regulating part there is an outlet pressure cavity 31 and a backpressure cavity 32 connected through a pipe 33, for example, with a return line of the heating system. A cover 16 in the form of a sleeve is tightly fixed on the upper case 3 of the regulatory part, inside of which a support element in the form of an axle box 35 is mounted with a seal 34 and can be moved from the adjusting screw 36. The axle box 35 is connected through a loading spring 37, the ring 38 with the end located in the cover 16 rod 15, having a sealing sleeve 39, while forming an intermediate tight cavity 40, connected through the channel 20 of the rod 15 with the inlet 7. An information scale 41, a flywheel 42 with a risk 43 and fixing element in the form of a screw 44.

Регулятор перепада давления работает следующим образом. The differential pressure controller operates as follows.

Во входное отверстие 7 поступает рабочее тело от источника питания, дросселируется в щели между золотником 25 и кромкой направляющей 12 и через каналы 29, 30 поступает в выходное отверстие 8 и далее в систему отопления. Одновременно рабочее тело через сквозной канал 20 штока 15 и дроссель 21 поступает в промежуточную герметичную полость 40 и при равенстве диаметров штока 15 и золотника 25 разгружает золотник от входного давления. При этом силы, воздействующие на золотник 25 от входного давления, уравновешиваются силами, воздействующими на конец штока 15, находящегося в промежуточной полости 40, что улучшает статические характеристики, т.е. снижает зависимость регулируемого перепада давления от входного давления. The working fluid from the power source enters the inlet 7, is throttled in the slots between the spool 25 and the edge of the guide 12, and through the channels 29, 30 it enters the outlet 8 and then into the heating system. At the same time, the working fluid through the through channel 20 of the rod 15 and the throttle 21 enters the intermediate sealed cavity 40 and, when the diameters of the rod 15 and the spool 25 are equal, relieves the spool from the inlet pressure. In this case, the forces acting on the spool 25 from the inlet pressure are balanced by the forces acting on the end of the rod 15 located in the intermediate cavity 40, which improves the static characteristics, i.e. reduces the dependence of the controlled differential pressure on the inlet pressure.

Шарнирная установка золотника 25 на штоке 15 через демпфирующий элемент 23 обеспечивает плавное перемещение золотника 25 в направляющей 12 нижнего корпуса 2 регулирующей части и достаточную жесткость от внешних воздействий. The hinged installation of the spool 25 on the rod 15 through the damping element 23 provides a smooth movement of the spool 25 in the guide 12 of the lower housing 2 of the regulatory part and sufficient rigidity from external influences.

Наличие промежуточной полости 40 в сочетании с дросселем 21 в штоке 15 обеспечивает гидравлическое демпфирование от внутренних и внешних динамических воздействий. The presence of an intermediate cavity 40 in combination with a throttle 21 in the rod 15 provides hydraulic damping from internal and external dynamic influences.

При изменении входного давления увеличивается выходное давление и возрастает перепад давления, действующий на эффективную площадь диафрагмы 4, которая перемещает шток 15 с золотником 25 на перекрытие регулируемого отверстия 28 и восстанавливает первоначальный перепад давления. Тороидальная рабочая поверхность 6 диафрагмы 4 снижает жесткость и позволяет при одинаковых возмущающихся воздействиях давления получать меньшее изменение регулируемого перепада давления. When the input pressure changes, the output pressure increases and the pressure drop increases, acting on the effective area of the diaphragm 4, which moves the stem 15 with the spool 25 to overlap the adjustable hole 28 and restores the original pressure drop. The toroidal working surface 6 of the diaphragm 4 reduces stiffness and allows for the same perturbing effects of pressure to obtain a smaller change in the controlled differential pressure.

Для настройки регулятора на необходимый перепад давления регулировочным винтом 36 перемещают буксу 35 в крышке 16 и изменяют натяжение пружины нагружения 37, под воздействием которой шток 15 и золотник 25 перемещаются в сторону открытия, увеличивая проходное сечение регулируемого отверстия 28 и повышая давление в выходной полости 31, тем самым обеспечивая получение заданного перепада давления между выходной полостью 31 и полостью противодавления 32 на новом уровне. To adjust the regulator to the required pressure drop, the adjusting screw 36 moves the axle box 35 in the cover 16 and changes the tension of the loading spring 37, under the influence of which the rod 15 and the spool 25 move towards the opening direction, increasing the bore of the adjustable hole 28 and increasing the pressure in the outlet cavity 31, thereby providing a given pressure differential between the output cavity 31 and the backpressure cavity 32 at a new level.

Заданную величину давления устанавливают с помощью вращения маховика 42 с риской 43 относительно шкалы 41 крышки 16. Винтом 44 фиксируют маховик 42 от произвольного поворота. A predetermined pressure value is set by rotation of the flywheel 42 with a risk 43 relative to the scale 41 of the cover 16. The flywheel 42 is fixed with a screw 44 to prevent any rotation.

В полость противодавления 32 через трубопроводное соединение 33 подается управляющее давление, например давление возвратной магистрали системы обогрева, что влияет на положение золотника 25 относительно кромки направляющей 12, тем самым изменяя проходное сечение регулируемого отверстия 28 и обеспечивая изменение выходного давления и восстановление первоначального перепада давления. A control pressure is supplied to the backpressure cavity 32 through the pipe connection 33, for example, the pressure of the heating system return line, which affects the position of the spool 25 relative to the edge of the guide 12, thereby changing the flow area of the adjustable hole 28 and changing the output pressure and restoring the initial pressure drop.

В процессе эксплуатации регулятора во входном отверстии 7 накапливаются шлаки и инородные тела. В период заполнения системы отопления рабочим телом удаляют воздух с помощью открытия дренажного клапана 10. Для удаления шлаков отвинчивают штуцер 9, обеспечивая доступ к входному отверстию. During operation of the controller in the inlet 7 accumulates toxins and foreign bodies. During the filling of the heating system with a working fluid, air is removed by opening the drain valve 10. To remove slag, unscrew the fitting 9, providing access to the inlet.

Claims

1. Регулятор перепада давления, включающий корпус с входным и выходным отверстиями, крышку, диафрагму, пружину нагружения с опорным элементом, шток с запорным элементом, полости выходного давления и противодавления, отличающийся тем, что корпус выполнен из проточной части и регулирующей части в виде нижнего и верхнего корпусов, шток пропущен в крышку через диафрагму, имеющую тороидальную рабочую поверхность, и снабжен сквозным каналом и дросселем, а запорный элемент выполнен в виде золотника, шарнирно закрепленного через демпфирующий элемент на штоке и взаимодействующего внешней поверхностью с внутренней поверхностью направляющей, жестко установленной с уплотнением в нижнем корпусе регулирующей части и соединенной с помощью резьбы с проточной частью корпуса, кроме того, крышка закреплена в верхнем корпусе регулирующей части герметично, а опорный элемент установлен в крышке с уплотнением и образованием герметичной промежуточной полости между ним и пропущенным через диафрагму концом штока, взаимодействующим с пружиной нагружения, причем промежуточная полость соединена каналом штока с входным отверстием, а на внешней поверхности крышки закреплены информационная шкала и маховик с риской. 1. The differential pressure controller, comprising a housing with inlet and outlet openings, a cover, a diaphragm, a loading spring with a supporting element, a rod with a locking element, an outlet pressure and backpressure cavity, characterized in that the housing is made of a flowing part and a regulating part in the form of a lower and the upper bodies, the rod is passed into the cover through a diaphragm having a toroidal working surface, and is equipped with a through channel and a throttle, and the shut-off element is made in the form of a spool hinged through a damping element cop on the rod and interacting with the outer surface with the inner surface of the guide, rigidly mounted with a seal in the lower case of the regulating part and connected by thread to the flow part of the case, in addition, the cover is sealed in the upper case of the regulating part, and the support element is installed in the cover with compaction and the formation of a sealed intermediate cavity between it and the end of the rod passed through the diaphragm, interacting with the loading spring, the intermediate cavity being connected channel on the stem with the inlet, and on the outer surface of the cover fixed scale information, and a flywheel with the mark.

2. Регулятор перепада давления по п.1, отличающийся тем, что со стороны входного отверстия проточной части корпуса смонтирован штуцер с дренажным клапаном. 2. The differential pressure controller according to claim 1, characterized in that a fitting with a drain valve is mounted on the inlet side of the flow part of the housing.