Регулятор давления воды мембранного типа

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ВОДЫ МЕМБРАННОГО ТИПА(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(72) Авторы Струк Василий Александрович Белецкий Станислав Владиславович Авдейчик Сергей Валентинович Овчинников Евгений Витальевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(57) 1. Регулятор давления воды мембранного типа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и седлом, регулирующее устройство и элементы, обеспечивающие регулировку, обслуживание и герметизацию, - крышку, регулирующую втулку и заглушку,отличающийся тем, что содержит регулирующее устройство с цилиндрическим штоком,на котором соосно расположены мембрана, золотник с уплотнителем и регулирующая пружина, опирающаяся в верхней и нижней части в цилиндрических направляющих, выполненных в регулирующей втулке и заглушке, которые с помощью резьбового соединения размещены в крышке и корпусе. 2. Регулятор давления воды мембранного типа по п. 1, отличающийся тем, что крышка, регулирующая втулка и заглушка выполнены из полимерного или композиционного материала.(56) 1. Кедров В.С., Ловцов Е.Н. Санитарно-техническое обслуживание зданий. - М Стройиздат, 1989. - С. 495. 2. Регулятор давления воды Патент РФ 2070955 С 1, МПК 603 7/07,16 17/02,1996. 3.Устройство для стабилизации давления Заявка на изобретение 2005112244/28, МПК 05 7/00, 2006. 4.Регулятор давления Патент РФ на изобретение 2206116, МПК 05 16/06, 2006 Полезная модель относится к арматуре, применяемой в трубопроводных транспортных системах, а именно к гидравлическим регуляторам, предназначенным для автоматического поддерживания заданного выходного давления, и может быть использована для поддержания определенных параметров давления во внутренних водопроводах жилых и общественных зданий. Известен регулятор воды, состоящий из корпуса с двумя седлами, запорных устройств,выполненных в виде разгруженных клапанов, шарнирно соединенных со штоком, на противоположном конце которого закреплена мембрана, рычага возвратно-поступательного действия с грузами, упирающимися в шток, и узла ввода рычага в корпус устройства. Полость регулятора выше мембраны соединена импульсной трубкой с трубопроводом, в котором должно поддерживаться необходимое давление воды 1. Недостатком этой конструкции регулятора давления является его настройка на определенное давление после себя независимо от условий водоразбора. Это приводит к нерациональному расходованию воды в ночные часы, когда напор воды в здании может быть значительно снижен. Существенным недостатком является сложность конструкции, обусловленная наличием большого числа элементов и необходимостью обеспечения герметичности узла ввода рычага возвратно-поступательного действия в корпус устройства, находящегося под избыточным давлением. Известен регулятор давления воды, который состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, разделенными седлом и запорным устройством. Корпус регулятора давления выполнен в виде полого цилиндра, в теле седла выполнены сквозные продольные пазы, запорное устройство выполнено в виде гравитационного клапана, установленного с возможностью перемещения внутри корпуса, а входной и выходной патрубки соединены байпасом 2. Недостатком данной конструкции является зависимость давления воды от сечения патрубков, которое изменяется со временем эксплуатации вследствие осаждения на внутренних поверхностях корпуса солей металлов, которые определяют жесткость воды. Поэтому эффективность действия регулятора со временем эксплуатации снижается. Известно устройство стабилизации давления, которое содержит корпус с входным и выходным патрубками, регулятор давления со штоком, на котором размещен затвор, между затвором и корпусом расположено уплотнение. Между затвором и седлом, установленным в управляющей полости регулятора, образован зазор, в управляющей полости расположена мембрана, входной патрубок через коллектор и фильтрующий элемент соединен с выходной полостью и выходным патрубком, в корпусе выполнен штуцер с заглушкой для подсоединения устройства для промывки 3. Наиболее близким по технической сущности к заявляемой модели является регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, регулирующий давление орган, включающий седло и затвор, соединенный тягой с чувствительным элементом 2 84322012.08.30 и закрепленным на нем штоком, нижнюю крышку, верхнюю крышку, торцевая часть которой выполнена в виде стакана, пружину, размещенную между чувствительным элементом и верхней крышкой, перекрывающей узел, выполненный в виде установленных в торце верхней крышки мембраны с дыхательным отверстием и буртиком и дополнительной крышки с отверстием, соединяющим через каналы полость над чувствительным элементом с окружающей средой, при этом верхняя часть штока выполнена с разрезами,образующими лепестки, имеющие возможность радиального перемещения и снабженные узлом трения, торцевая часть тяги выполнена со сферической законцовкой, а на затворе выполнены оппозитные сферические поверхности и тяга соединена с затвором посредством установленного винта 4. Данный регулятор давления выбран за прототип полезной модели. Данный регулятор давления позволяет поддерживать заданную величину давления в трубопроводе, исключая попадание жидкости в окружающую среду при прорыве чувствительного элемента при исключении автоколебательного процесса. Вместе с тем прототипу присущ ряд недостатков, которые снижают эффективность его применения. К наиболее существенным из них относятся недостаточная износостойкость уплотнительных элементов (седел) шарового крана,установленного на патрубке недостаточная износостойкость уплотнения на штоке низкая коррозионная стойкость пружины, обеспечивающей взаимодействие чувствительного элемента с мембраной вследствие попадания паров воды через зазоры соединений. Цель настоящей полезной модели состоит в повышении технических характеристик и надежности регулятора давления воды мембранного типа. Поставленная цель достигается тем, что регулятор давления воды мембранного типа,содержащий корпус с входным и выходным патрубками и седлом, регулирующее устройство и элементы, обеспечивающие герметизацию, - крышку, регулирующую втулку и заглушку, содержит регулирующее устройство, цилиндрический шток, на котором расположены мембрана, золотник с уплотнителем и регулирующая пружина, имеет опору в верхней и нижней части в цилиндрических направляющих, выполненных в регулирующей втулке и заглушке, которые с помощью резьбового соединения размещены в крышке и корпусе. На фигуре представлена принципиальная конструкция регулятора давления воды мембранного типа согласно заявляемой модели, включающая корпус 1 с входным 14, выходным 15 патрубками и седлом 16, крышку 2, регулировочную втулку 3, регулировочную пружину 4, чашку 5, мембрану 6, шайбу 7, шток 8, золотник 9, уплотнитель 10,заглушку 11, кольцо уплотнительное 12, крепежный винт 13. Сущность регулятора давления воды мембранного типа, согласно заявляемой модели,состоит в следующем. При подаче воды в рабочем диапазоне давлений в трубопроводе (0,3-1,0 МПа) во входной патрубок 14 корпуса 1 она поступает через зазор, образованный между уплотнителем 10 золотника 9 и седлом 16, в выходной патрубок 15 и в пространство под мембраной 6. Усилие от давления воды на мембрану 6, а также разность давлений, действующих на золотник 9, уравновешиваются упругостью пружины 4. При изменении давления в выходном патрубке 15 и, соответственно, под мембраной 6 от установленного значения, определяемого действием пружины 4, равновесие системы нарушается и возникающее усилие рассогласования перемещает мембрану 6 и золотник 9 с уплотнителем 10 с помощью штока 8, изменяя величину зазора между седлом 16 и уплотнителем 10 золотника 9 и выполняя тем самым функцию автоматического регулирования давления воды на выходе патрубка 15. 3 84322012.08.30 Изменяя усилие действия пружины 4 на перемещение штока 8 с мембраной 6 с помощью регулировочной втулки 3, устанавливают необходимую величину давления воды на выходе в патрубке 16 в заданном диапазоне регулирования. При отсутствии давления на входе в патрубке 14 регулятор находится в открытом положении. При прекращении расхода воды через выходной патрубок 15 в диапазоне изменения входного давления 0,3-1,0 МПа золотник 9 герметично перекрывает проходное сечение между седлом 16 и уплотнительным золотником 9 уже при давлении воды во входном патрубке не более 0,29 МПа. При понижении давления воды во входном патрубке ниже установленного на выходе 0,29 МПа автоматическое регулирование прекращается и регулятор находится в открытом состоянии. Существенными отличиями заявляемой модели регулятора давления воды мембранного типа от прототипа являются упрощение конструкции и, соответственно, повышение ее надежности благодаря уменьшению числа деталей (13 вместо 33), числа герметичных сопряжений, фрикционных контактов металл-металл ликвидация возможности возникновения автоколебаний в системе регулирования благодаря изменению консольного крепления штока на двухопорное применение деталей из полимерных или композиционных материалов, которые не только обеспечивают регулирование и герметизацию устройства (регулировочной втулки 4 и заглушки 11), но и центрирование и двухопорное перемещение штока 8 регулирующего устройства уменьшение вероятности несанкционированного регулирования давления благодаря размещению регулирующей втулки 3 под крышкой 2. Таким образом, заявляемая модель регулятора давления воды мембранного типа удовлетворяет критериям новизны и практической полезности и обеспечивает достижение поставленной цели. Примеры практической реализации заявленной модели регулятора давления воды мембранного типа представлены ниже. Пример 1 Детали регулятора давления воды мембранного типа - корпус 1 с входным 14 и выходным 15 патрубками, крышку 2, втулку регулировочную 3, заглушку 11, шток 8, винт крепежный 13, золотник 9 - изготавливали из цветного сплава на основе меди - латуни методом литья с последующей механообработкой. Мембрану 6, кольцо уплотнительное 12 и уплотнитель 10 изготавливали вулканизацией резиновой смеси общего назначения. Регулирующую пружину 4 изготавливали методом навивки из закаленной пружинной стали. Шайбу 7 и чашку 5 изготавливали холодной штамповкой с вырубкой из листовой низкоуглеродистой стали. Сборку комплектующих деталей, соответствующих технической документации, осуществляли в соответствии с техпроцессом. Готовый регулятор давления воды мембранного типа проверяли на соответствие требованиям и герметичность на стенде, имитирующем водопроводную систему с давлением воды до 2 МПа. Пример 2 Детали регулятора - корпус 1, шток 8, золотник 9, регулировочную пружину 4, чашку 5,шайбу 2 - изготавливали из металлических сплавов в соответствии с примером 1. Мебрану 6, уплотнитель 10 и уплотнительное кольцо 12 изготавливали из резиновой смеси общетехнического назначения методом вулканизации согласно примеру 1. Крышку 2, втулку регулировочную 3, заглушку 11 изготавливали из полимерного материала - сополимера формальдегида с диоксаланом (СФД) методом литья под давлением на термопластавтома 4 84322012.08.30 те со шнековой пластификацией без дополнительной механической обработки. Сборку и испытание регулятора давления воды мембранного типа осуществляли согласно примеру 1. Пример 3. В модели регулятора давления воды мембранного типа использовали крышку 2, втулку регулировочную 3 и заглушку 11, изготовленные из композиционного материала на основе полиамида 6, модифицированного углеродным волокном (УПА 6-30). Сборку и испытание изделия осуществляли в соответствии с примером 1. Разработанная модель регулятора давления воды мембранного типа прошла технологические и стендовые испытания на ПЧУП Цветлит и рекомендована к промышленному применению на предприятиях жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) и стройиндустрии. На ПЧУП Цветлит осуществляются подготовительные работы по организации промышленного выпуска регуляторов давления воды мембранного типа согласно заявленной модели. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5