RU51426U1 - Регулятор расхода - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам регулирования расхода рабочего тела, которые могут быть использованы для регулирования расхода газа, нефти и других рабочих тел в магистралях подачи, в том числе в условиях, когда рабочее тело загрязнено и имеет в своем составе инородные включения, например, при подаче природного газа в магистрали потребителя из скважины. Предложен регулятор расхода, содержащий корпус, входной и выходной фланцы, седло, тарель, жестко связанную с первым и вторым поршнями, соединенными со штоком, взаимодействующим с приводом, защитные элементы между корпусом и поршнями, в котором что защитные элементы выполнены в виде эластичных втулок с коническими каналами, выполняющими роль обратных клапанов, а седло, тарель и втулка выполнены из керамики. Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить ресурс за счет увеличения износостойкости внутренних деталей регулятора, контактирующих с рабочим телом.

Description

Полезная модель относится к устройствам регулирования расхода рабочего тела, которые могут быть использованы для регулирования расхода газа, нефти и других рабочих тел в магистралях подачи, в том числе в условиях, когда рабочее тело загрязнено и имеет в своем составе инородные включения, например, при подаче природного газа в магистрали потребителя из скважины.

Предложенное решение может быть широко использовано в любых отраслях техники, в частности, в нефтегазовой, добывающей, и перерабатывающей промышленностях, химической промышленности, машиностроении и т.п.

Известен регулятор расхода, имеющий корпус с входным и выходным отверстием и главным каналом, регулировочным органом в виде головки и седла, седло при этом расположено в главном канале, а головка канала может поворачиваться вокруг оси, поперечной главному каналу, приводя поверхность головки канала в контакт с седлом [патент US №4265268, Мкл.: G 05 D, 7/01].

Известен также регулятор расхода с регулировочным органом в виде клапана, выполненного в виде пары седло - тарель, при этом в корпусе регулятора установлена перегородка, делящая его внутреннюю полость на входную и выходную, а шток седла связан с приводом [заявка JP №5757729, Мкл.: G 05 D, 7/01].

Недостатки известных решений заключаются в том, что при эксплуатации загрязненных рабочих тел, например, природного газа, нефти, в упомянутых регуляторах отсутствует защита от попадания на направляющие поверхности инородных частиц, что приводит к эрозии этих поверхностей и, как следствие, уменьшает их ресурс работы и надежность.

Известно техническое решение по патенту РФ №2089934, Мкл.: G 05 D, 7/01, принятое за прототип.

Регулятор по данному патенту содержит корпус с входным и выходным фланцами, входную и выходную полости, тарель, опирающуюся со стороны входной полости на первый поршень, а со стороны выходной полости - через втулку - на второй поршень, при этом поршни герметично и жестко закреплены на штоке, связанном с приводом; тарель взаимодействует с седлом, при этом между корпусом и поршнями установлены элементы защиты направляющих поверхностей поршней в виде лепестковых втулок, кольца и съемного фланца, загерметизированного в корпусе с помощью прокладки, а через эти лепестковые втулки подается ингибитор (в качестве защиты от возникновения гидратообразований на внутренних поверхностях регулятора).

Недостатком данного технического решения является малая износостойкость поверхностей седла, тарели, втулки, лепестков защищающих втулок, выполненных из металла, от воздействия механических включений в протекающем через регулятор рабочем теле.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение его ресурса за счет увеличения износостойкости внутренних деталей регулятора, контактирующих с рабочим телом.

Данная задача решается тем, что в регуляторе расхода, содержащем корпус, входной и выходной фланцы, седло, тарель, жестко связанную с первым и вторым поршнями, соединенными со штоком, взаимодействующим с приводом, защитные элементы между корпусом и первым поршнем выполнены в виде эластичных втулок с коническими каналами, выполняющими роль обратных клапанов, то есть способными пропускать ингибитор во внутреннюю полость регулятора и препятствовать выходу рабочей среды в подводящие ингибитор каналы, а седло, тарель и втулка выполнены из керамики.

На Фиг.1 изображена схема регулятора расхода. На Фиг.2 изображен вид А.

1 - корпус;

2 - входной фланец;

3 - выходной фланец;

4 - перегородка;

5 - гильза;

6 - керамическое седло;

7 - втулка;

8 - съемный фланец;

9 - керамическая тарель;

10 - шток,

11 - поршень;

12 - поршень;

13 - керамическая втулка;

14 - гайка;

15 - шарнирное соединение;

16 - привод;

17 - уплотнение;

18 - уплотнение;

19 - эластичная втулка;

20 - эластичная втулка;

21 - конический канал;

22 - обратный клапан;

23 - обратный клапан;

24 - шарик;

25 - пружины;

26 - фильтр;

27 - тройник;

28 - трубопровод;

29 - выходное отверстие подвода ингибитора;

30 - выходное отверстие подвода ингибитора;

31 - канал;

32 - канал;

33 - прокладка;

34 - гайка.

Предложен регулятор расхода, имеющий корпус 1 с входным 2 и выходным 3 фланцами.

В корпусе 1 герметично установлена перегородка 4 в форме диска, образующая со стороны входного - входную, а со стороны выходного фланца - выходную полости. Перегородка 4 установлена под углом 45° к оси соосных входного и выходного фланцев. Внутри корпуса 1 введена цилиндрическая гильза 5, ось которой перпендикулярна оси фланцев. Боковая поверхность гильзы 5 перфорирована. Гильза 5 пропущена через сквозное отверстие в перегородке 4. Внутри гильзы 5 установлено керамическое седло 6, закрепленное с помощью втулки, зацентрированной в гильзе 5 и опирающейся одним торцем на седло 6, а другим - на съемный фланец 8.

Соосно с седлом 6 в гильзе 5 размещена керамическая тарель 9, установленная на штоке 10 с помощью поршней 11 и 12, керамической втулки 13 и гайки 14.

Соосность регулировочного органа тарель - седло обеспечивается тем, что поршень 11 центрируется в корпусе 1, а поршень 12 - съемным фланцем 8. при этом поршень 12 и фланец 8 соосны. Направляющие диаметры поршней 11 и 12 равны посадочным диаметрам керамического седла 6 и керамической тарели 9.

Шток 10 с помощью шарнирного соединения 15 связан с приводом 16 создающим линейное перемещение керамической тарели 9 относительно керамического седла 6.

Привод может быть как ручным, так и автоматическим, например, электропривод.

Устройство подвода ингибитора выполнено в виде последовательно сообщенных фильтра 26, трубопроводов 28 с тройником 27, обратных клапанов 22 и 23 с шариками 24, подпружиненными пружинами 25, выходные отверстия которых 29 и 30 сообщены каналами подвода ингибитора 31 и 32.

Выравнивание расходов ингибитора обеспечивается тем, что дроссельное отверстие в обратном клапане больше, чем такое же отверстие в обратном клапане 23.

Герметичность внутренних полостей по отношению к окружающей среде по наружным направляющим диаметрам поршней 11 и 12 обеспечивается с помощью уплотнений 17, по внутренним диаметрам этих поршней - с помощью уплотнений 18.

Направляющие поверхности поршней 11 и 12 снабжены защитными элементами, которые выполнены в виде стойких к абразивному износу эластичных втулок 19, 20 и съемного фланца 8. загерметизированного в корпусе с помощью прокладки 33. Втулки 19, 20, закрепленные гайкой 34, выполнены со специальными коническими каналами 21 для прохождения ингибитора гидратообразований, например, метанола, в зону направляющих

поверхностей поршней 11 и 12. Ингибитор предотвращает замерзание влаги, содержащейся в расширяющемся газовом потоке.

Регулятор расхода функционирует следующим образом.

Привод, создавая линейное перемещение штока 10, воздействует через поршни 11 и 12 на керамическую тарель 9, которая, занимая различные положения по отношению к керамическому седлу 6, изменяет расход рабочего тела, например, газа, на выходе регулятора (от нулевого до максимального значения).

Впрыск ингибитора в щелевые зазоры между корпусом и поршнями 11 и 12 предотвращает гидратообразование на внутренних поверхностях регулятора, обеспечивая жидкую смазку пар трения и, одновременно, препятствуя проникновению твердых включений рабочего тела в эти щелевые зазоры.

Указанный ингибитор под давлением поступает в конические каналы эластичных, например, резиновых втулок 19 и 20. При прекращении поступления ингибитора под действием упругих сил эластичных втулок и давления рабочей среды конические каналы закрывается. Эти каналы работают по принципу обратных клапанов, т.е. они способны пропускать ингибитор внутрь полости регулятора и, с другой стороны, задерживать выход рабочего тела наружу.

Керамическое седло 6, керамическая тарель 7 и керамическая втулка 13 выполнены из керамики, т.е. также становятся более износостойкими.

Таким образом, выполнение защитных элементов в виде эластичных втулок с самозакрывающимися коническими каналами, а также седла, тарели и втулки из керамики увеличивает ресурс регулятора расхода.

Все детали предлагаемого регулятора расхода освоены промышленностью и их изготовление не представляет технологических трудностей.

Claims (1)

1. Регулятор расхода, содержащий корпус, входной и выходной фланцы, седло, тарель, жестко связанную с первым и вторым поршнями, соединенными со штоком, взаимодействующим с приводом, защитные элементы между корпусом и поршнями, отличающийся тем, что защитные элементы выполнены в виде эластичных втулок с коническими каналами, выполняющими роль обратных клапанов, а седло, тарель и втулка выполнены из керамики.