Патент на изобретение №2260831

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Устройство представляет собой трехходовый регулятор и содержит корпус с тремя патрубками, два из которых, предназначенные для входа или выхода рабочей жидкости, снабжены посадочными седлами. Соосно двум патрубкам в корпусе установлены направляющая ось и сильфонный регулирующий орган с двумя подвижными рабочими торцами, закрытыми клапанами и соединенными между собой защитным кожухом. Концы направляющей оси размещены в осевых отверстиях клапанов и имеют профилированные пазы или лыски. Средняя часть оси закреплена в разделительной перегородке, делящей внутреннюю полость сильфонного регулирующего органа на две полости. Каждая полость сообщена управляющим каналом, с возможностью его перекрытия размещенным в корпусе управляющим клапаном, с внутренней полостью корпуса. Управляющий клапан снабжен приводом в виде манометрической термосистемы. Изобретение имеет широкую область применения в качестве смесительного или разделительного регулирующего устройства потоков, соответственно тепло- или холодоносителей, обладает повышенной надежностью. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области автоматического регулирования расходов тепла или холодоносителей в различных теплотехнических системах.

Оно может быть использовано для регулирования температурных или расходных параметров теплоносителей путем смешения потоков рабочей жидкости, преимущественно для централизованных или индивидуальных систем отопления, в том числе и в качестве замены отопительных элеваторов при обеспечении принудительной циркуляции теплоносителя в отапливаемых зданиях. Кроме того, оно может быть использовано для поддержания температурных режимов тепловых двигателей или холодильных машин путем разделения потока рабочей жидкости (холодоносителя), когда поток полностью или частично пропускается через холодильник.

Предлагаемое регулирующее устройство может работать с различными маломощными приводами управляющего клапана, электрическим, пневматическим или гидравлическим, в том числе, и с маломощной манометрической термосистемой. В целях обеспечения программируемых режимов работы каждый из этих приводов может быть снабжен электронным программируемым блоком управления.

Известны близкие по техническому решению регулирующие устройства различных конструкций, использующие силы неуравновешенности регулирующего органа в потоке рабочей жидкости от действия одностороннего давления и преобразования их в полезные перестановочные усилия (см., например, устройства по авт. свид. СССР N 1043603 и 1462258 по МПК G 05 D 7/01 или авт. свид. СССР №1476331, МПК G 01 К 17/10).

Хотя общий принцип, заложенный во все указанные разработки сохранен, конструктивные их решения не позволяют построить трехходовые смесительные или разделительные регулирующие устройства.

Данное регулирующее устройство способно работать с маломощными управляющими приводами, но не позволяет на его базе строить более сложные регулирующие устройства, предназначенные работать в системах автоматического регулирования более высокого уровня, например выполнять функции трехходовых регуляторов для смешения или разделения теплоносителя. Этот недостаток обусловлен тем, что корпус выполнен с двумя патрубками, направляющая ось закреплена на конце регулирующего органа, а регулирующий орган имеет неразделенную внутреннюю полость.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является более широкое использование его возможностей, расширение области применения и повышение надежности регулирующего устройства.

Технический результат достигается тем, что в отличие от аналога, предлагаемое гидравлическое регулирующее устройство содержит корпус с тремя патрубками, один из которых смонтирован перпендикулярно к снабженным посадочными седлами двум другим патрубкам, предназначенным для входа и выхода рабочей жидкости, и размещенные в корпусе управляющий клапан с приводом, рабочей камерой и управляющими каналами, выполненный с возможностью поочередного перекрытия управляющих каналов. Соосно патрубкам для входа и выхода рабочей жидкости установлены направляющая ось и сильфонный регулирующий орган, имеющий жестко связанную с корпусом разделительную перегородку и два подвижных рабочих торца, соединенных между собой при помощи защитного кожуха, и закрытых регулирующими клапанами с осевыми отверстиями. Направляющая ось закреплена своей средней частью в разделительной перегородке, а свободными концами с профилированными пазами размещена в осевых отверстиях клапанов, при этом разделительная перегородка делит внутреннюю полость сильфонного регулирующего органа на две самостоятельные полости, каждая из которых сообщена управляющим каналом с рабочей камерой, и, далее, с внутренней полостью корпуса и патрубком, соответственно, входа или выхода рабочей жидкости.

В связи с этим, предлагаемое гидравлическое регулирующее устройство приобретает свойства трехходового регулирующего устройства. Сохраняя положительные свойства аналога, а именно простоту конструкции и способность работать в паре с маломощными приводами, оно может быть использовано для регулирования температурных или расходных параметров теплоносителей путем смещения потоков рабочей жидкости для централизованных или индивидуальных систем отопления, а так же для поддержания температурных режимов тепловых двигателей или холодильных машин путем разделения потока рабочей жидкости (холодоносителя).

На фиг.1 схематически изображен осевой разрез предлагаемого трехходового смесительного регулирующего устройства, на фиг.2 – осевой разрез трехходового разделительного устройства.

Входные патрубки 2 и 3 расположены соосно с направляющей осью 7 и сильфоном 12.

Сильфон 12 имеет два подвижных торца 17 и 18, выполняющих роль регулирующих клапанов 19 и 20, соединенных между собой защитным кожухом 21, обеспечивающим возможность синхронного перемещения клапанов 19 и 20 вправо и влево на величину их полного хода. Направляющая ось 7 неподвижно закреплена своей средней частью в перегородке 13, а на ее обоих концах, размещенных в подвижных регулирующих клапанах с кольцевыми зазорами 22, выполнены профилированные пазы или лыски 23 и 24.

Привод управляющего клапана 5 выполнен в виде маломощной манометрической термосистемы 25, чувствительным элементом которой является термобаллон 26.

Трехходовое смесительное регулирующее устройство работает следующим образом.

Жесткое соединение регулирующих клапанов на обоих торцах сильфона при помощи защитного кожуха 21 синхронизирует их перемещения и удваивает перестановочные усилия.

При повышении регулируемой температуры выше заданной, теплочувствительная жидкость в термобаллоне 26, увеличивая свой объем, сжимает сильфон в термосистеме 25. Шток перестановки термосистемы перемещает управляющий клапан 5 вниз. Он перекрывает управляющий канал 10, открывая при этом управляющий канал 11.

Любому промежуточному положению управляющего клапана соответствует строго определенное положение регулирующего органа.

Если под действием каких-либо случайных причин регулирующий орган не займет этого своего положения, например, сместится влево, то суммарное гидравлическое сопротивление левого кольцевого зазора 22 совместно с профилированным пазом 24 будет завышенным, слив рабочей жидкости из левой внутренней полости регулирующего органа в выходной канал превысит ее натекание через кольцевой зазор и профилированный паз.

На фиг.2 изображен продольный разрез трехходового разделительного регулирующего устройства.

Устройство полностью состоит из всех деталей и элементов, входящих в смесительное регулирующее устройство, приведенное на фиг.1. Отличие заключается в выполнении профилированных пазов 23 и 24 на направляющей оси 7.

Пазы выполнены таким образом, что по мере открытия торцевых регулирующих клапанов 19 и 20, площадь поперечного сечения их, а, следовательно, и площадь их проходных сечений уменьшается, в противоположность смесительному устройству, где она увеличивается.

Работает разделительное регулирующее устройство следующим образом.

Внутренние рабочие полости 14 и 15 сильфона 12, заполняясь рабочей жидкостью, передают ее давление, уменьшенное дросселирующими сечениями кольцевых зазоров 22 и профилированными пазами 23 и 24, на подвижные торцы 17 и 18 сильфона, формируя перестановочные усилия, направленные на перемещение торцов сильфона в одну или другую сторону, определяемую положением управляющего клапана 5 и степенью открытия одного или другого управляющего канала.

Изменение внутренних давлений внутри сильфонного регулирующего органа сформирует на его торцах усилие, направленное на восстановление утраченного равновесия.

Применение предложенной конструкции трехходового регулирующего устройства позволяет практически из одних и тех же деталей собирать регулирующие устройства различного назначения: для смешения потоков рабочей жидкости в системах теплоснабжения или для разделения потоков, применяющихся для поддержания заданной стабильной температуры других объектов регулирования.

Производство данных устройств на одном предприятии позволит ему с минимальными затратами освоить и изготовить трехходовые регулирующие устройства различного назначения, упростить сборку, настройку и тарировку приборов, комплектовать их маломощными манометрическими приводами, технические характеристики которых легко переналаживаются под большое многообразие особенностей систем отопления, горячего водоснабжения и других объектов автоматического регулирования.

Формула изобретения

Гидравлическое регулирующее устройство, содержащее корпус с тремя патрубками, один их которых смонтирован перпендикулярно к снабженным посадочными седлами двум другим патрубкам, предназначенным для входа или выхода рабочей жидкости, и размещенные в корпусе управляющий клапан с приводом, рабочей камерой и управляющими каналами, выполненный с возможностью поочередного перекрытия управляющих каналов, при этом соосно патрубкам для входа или выхода рабочей жидкости установлены направляющая ось и сильфонный регулирующий орган, имеющий жестко связанную с корпусом разделительную перегородку и два подвижных рабочих торца, соединенных между собой при помощи защитного кожуха и закрытых регулирующими клапанами с осевыми отверстиями, в которых размещены с кольцевым зазором концы направляющей оси, закрепленной своей средней частью в разделительной перегородке, делящей внутреннюю полость сильфонного регулирующего органа на две самостоятельные полости, каждая из которых сообщена управляющим каналом с рабочей камерой и далее с внутренней полостью корпуса и патрубком соответственно выхода или входа рабочей жидкости, причем на концах направляющей оси выполнены профилированные пазы или лыски, площадь поперечного сечения которых имеет возможность соответственно увеличиваться или уменьшаться по мере открытия регулирующих клапанов.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.07.2006

Извещение опубликовано: 27.07.2007 БИ: 21/2007