Регулирующий клапан

Регулирующий клапан в соответствии с изобретением предназначен для использования в проводящих жидкость системах. Указанный клапан содержит корпус (1), имеющий впускную сторону (17) и выпускную сторону (18), и устройство поддержания давления, предназначенное для поддержания постоянного перепада давлений между указанными впускной и выпускной сторонами, а также устройство регулирования расхода, предназначенное для установки и регулирования максимального расхода потока, проходящего через клапан. Указанное устройство регулирования содержит два элемента (2 и 3) цилиндрических вкладышей,которые взаимодействуют на пути прохождения потока и оба из которых содержат удаленный материал, который удаляется с перекрывающихся в противном случае областей, таким образом образующих незакрытую область (25) в пути прохождения потока регулирующего клапана. Наружный элемент (3) цилиндрического вкладыша может фиксированным образом поворачиваться относительно корпуса клапана, тогда как внутренний элемент (2) цилиндрического вкладыша может поворачиваться с помощью поворотной рукоятки (13), благодаря чему может быть обеспечен больший или меньший проход (25) между взаимодействующими элементами (2 и 3). Оба элемента (2 и 3), которые взаимодействуют с седельным отверстием (8) корпуса клапана, также могут быть смещены в осевом направлении (26) с обеспечением увеличения или уменьшения созданного прохода (25). Таким образом, расход потока может быть отрегулирован до выполнения предварительной настройки, например, с помощью исполнительного механизма. Область техники Данное изобретение относится к регулирующему клапану, имеющему впускную сторону и выпускную сторону в корпусе клапана, в котором установлено устройство поддержания давления, предназначенное для поддержания постоянного перепада давлений между указанными впускной и выпускной сторонами в корпусе, причем указанный узел содержит гофрированную мембрану и дроссельный элемент,который автоматически устанавливается с обеспечением равновесия между давлением на впуске и давлением на выпуске, а также соответственно между давлением на впуске, с одной стороны, и давлением на выпуске и силой пружины, с другой стороны, при этом выполнено устройство регулирования расхода,имеющее регулируемую базовую настройку, и устройство уменьшения проточного прохода, которое может быть приведено в действие с помощью шпинделя, соединенного с исполнительным механизмом,причем регулирование расхода обеспечивается путем взаимного поворота диафрагмы, имеющей взаимодействующие поверхности скольжения наружного и внутреннего вкладышей, при этом уменьшение потока, обеспечиваемое при помощи исполнительного механизма в качестве базовой настройки, происходит вследствие осевого перемещения расположенной ниже по потоку поверхности цилиндрического вкладыша, причем указанный компонент имеет уплотнительный участок, предназначенный для взаимодействия с корпусом клапана для запирания ниже по потоку. Предпосылки изобретения Из уровня техники известны регулирующие клапаны, которые содержат регулятор дифференциального потока, объединенный с устройством для предварительной настройки и регулирования количества жидкости, протекающего через него. В таком регулирующем клапане регулятор дифференциального потока используется в качестве устройства поддержания давления, предназначенного для поддержания постоянного перепада давлений между впускной стороной и выпускной стороной независимо от протекающего через него количества жидкости, так как дроссельный элемент автоматически устанавливается с обеспечением равновесия под воздействием давления на впуске, с одной стороны, и под воздействием давления на выпуске, а также силы пружины, с другой стороны, так что перепад давлений всегда остается одинаковым независимо от других обстоятельств, таких как расход потока через регулятор. Устройство для предварительной настройки и регулирования расхода жидкости содержит диафрагму, которая действует в качестве устройства регулирования расхода и может регулироваться извне с получением базовой настройки, обеспечивающей проход для максимального потока, и, кроме того, может иметься устройство уменьшения проточного прохода, которое может приводиться в действие с помощью внешнего исполнительного механизма. В международном патентном документе 2006136158 описан регулирующий клапан, предназначенный для использования в проводящих жидкость системах и содержащий корпус, который имеет впускную сторону и выпускную сторону и снабжен устройством поддержания давления, предназначенным для поддержания постоянного перепада давлений между указанными впускной и выпускной сторонами независимо от количества жидкости, проходящей через него, поскольку содержащийся в нем дроссельный элемент вместе с гофрированной мембраной автоматически устанавливается с обеспечением равновесия под воздействием давления на впуске, с одной стороны, и давлением на выпуске, а также силы пружины, с другой стороны. Кроме того, корпус клапана содержит устройство регулирования расхода, расположенное перед устройством поддержания давления и содержащее диафрагму, которая может регулироваться с получением базовой настройки, обеспечивающей проход для максимального потока, и дополнительно содержащее устройство уменьшения проточного прохода, которое может приводиться в действие с помощью внешнего исполнительного механизма, причем указанная базовая настройка устройства регулирования потока обеспечивается путем взаимного поворота двух концентрических колец диафрагмы с углублениями, разнесенными приблизительно на 180, в результате чего в пути прохождения потока регулирующего клапана образуется незакрытая область, при этом уменьшение указанной незакрытой области в пути прохождения потока, осуществляемое таким образом при помощи воздействия исполнительного механизма в качестве базовой настройки, происходит вследствие осевого перемещения расположенного ниже по потоку концентрического элемента, который имеет уплотнительный участок, предназначенный для взаимодействия с корпусом клапана для запирания ниже по потоку в положении максимального осевого вжатия с помощью исполнительного механизма, т.е., как изложено в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Недостатки данного регулирующего клапана относятся не к его работе, а обусловлены, в частности,высокими ценами сырьевого материала, например меди, которая составляет значительную часть латунных сплавов, используемых в виде фасонных стержней в качестве исходного материала для многих внутренних компонентов таких регулирующих клапанов. Регулирующие клапаны требуют значительной машинной обработки множества различных элементов, выполненных в основном из латуни, что, по существу, требует больших затрат и, кроме того, предполагает убытки, обусловленные тем, что стоимость 1 кг латунного материала, содержащего медь и приобретаемого в форме стержня для изготовления, значительно превышает отпускную цену 1 кг такого же латунного материала, продаваемого в виде стружки,полученной при изготовлении элемента, для повторной обработки с получением стержневого материала. К этому следует добавить, что гофрированная мембрана, встроенная в устройство поддержания давления для обеспечения поддержания постоянного перепада давлений, легко может быть перегружена,поскольку при нахождении дроссельного элемента во вжатом положении сброса давления впуска на его внешней стороне не происходит. Это постоянное воздействие давления на мембрану изнашивает и растягивает материал, ослабляя его. Сущность изобретения Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, что в соответствии с изобретением достигается с помощью регулирующего клапана, в котором уменьшение незакрытой области в направлении потока, осуществляемое путем воздействия исполнительного механизма в качестве базовой настройки, происходит также вследствие осевого перемещения компонента, который содержит верхнюю по потоку взаимодействующую поверхность цилиндрического вкладыша, при этом уплотнительный участок, предназначенный для взаимодействия с корпусом клапана для запирания ниже по потоку,расположен на расстоянии от оси поверхностей цилиндрических вкладышей, которое превышает радиус нижней по потоку взаимодействующей поверхности цилиндрического вкладыша. Это гарантирует постоянное наличие материала взаимодействующих коаксиальных поверхностей цилиндрических вкладышей диафрагмы в пределах диаметра указанного уплотнительного участка. Поскольку с точки зрения размера регулирующие клапаны такого типа эффективно сравнимы вследствие наличия одинакового эффективного закрывающего диаметра уплотнительного участка, то важность этого обстоятельства заключается в том, что компоненты с взаимодействующими элементами цилиндрического вкладыша диафрагмы могут быть выполнены из круглых стержней, имеющих значительно меньший диаметр и, следовательно, содержащих значительно меньшее количество материала, чем ранее известные соответствующие регулирующие клапаны, в которых взаимодействующие поверхности цилиндрических вкладышей диафрагмы присутствуют на диаметрах, превышающих эффективный закрывающий диаметр. Если, как изложено в пп.2 и 3 формулы, капиллярный канал выполнен так, что он заблокирован от воздействия давления со стороны впуска на внешнюю сторону гофрированной мембраны при нахождении шпинделя в максимально вжатом положении, то при нахождении указанной мембраны в пассивном положении происходит ее разгрузка. Если, как изложено в п.4 формулы, шпиндель содержит возвратную пружину, то при прекращении вжимающегося действия исполнительного механизма происходит возврат шпинделя, после чего мембрана снова начинает противодействовать внешнему давлению. Если, как изложено в п.5 формулы, корпус клапана выполнен в виде единого элемента литьем или штамповкой, то достигается дополнительное упрощение машинной обработки, так как исключается обработка соответствующих соединительных поверхностей на частях корпуса клапана, что также обеспечивает возможность экономии материала. Если, как изложено в п.6 формулы, устройство поддержания давления и устройство регулирования расхода установлены в одном и том же проходе в корпусе клапана, то при этом также достигается экономия материала. Если, как изложено в п.7 формулы, взаимодействующим коаксиальным поверхностям цилиндрических вкладышей сообщается одно и то же осевое перемещение, то при этом достигается более однозначное, воспроизводимое и надежное функционирование клапана в ответ на воздействие внешнего исполнительного механизма. Если, как изложено в п.8 формулы, указанный компонент выполнен так, что нижняя по потоку взаимодействующая поверхность цилиндрического вкладыша полностью или частично окружена дроссельным элементом, то при этом также достигается экономия материала. И наконец, как изложено в п.9 формулы, целесообразным является выполнение доступной снаружи поворотной рукоятки для компонента, содержащего поворотную взаимодействующую коаксиальную поверхность цилиндрического вкладыша, благодаря чему базовая настройка устройства регулирования расхода может быть легко отрегулирована точно с получением требуемой базовой настройки после введения в эксплуатацию системы, в которой установлен предложенный регулирующий клапан. Описание чертежей Далее приведено более подробное описание демонстрационного примера регулирующего клапана в соответствии с данным изобретением со ссылкой на чертежи, на которых: фиг. 1 изображает продольный разрез регулирующего клапана; фиг. 2 изображает увеличенный вид области клапана, обозначенной символом II на фиг. 1; фиг. 3 изображает ту же область, но при нахождении шпинделя во вжатом состоянии; фиг. 4-7 изображают частичный разрез при четырех различных основных настройках. Описание демонстрационного примера На фиг. 1 изображен разрез предложенного регулирующего клапана, содержащего корпус 1, который имеет впуск 17 и выпуск 18. В состав устройства поддержания давления входят гофрированная мембрана 5 и дроссельный элемент 6, поддерживающий указанную мембрану. Давление на впуске 17 передается к внешней стороне 23 мембраны 5 через канал 12 в шпинделе 10 и капиллярный канал 22, распо-2 019954 ложенный между указанным шпинделем и элементом 3 цилиндрического вкладыша. Давление впуска распространяется вдоль внешней стороны 24 элемента 5 цилиндрического вкладыша к промежутку 23 и,соответственно, к внешней стороне мембраны 5. Пружина 9 поджимает дроссельный элемент 6 в его верхнее положение во взаимодействии с давлением в пределах закрывающего диаметра указанного элемента 6. При эксплуатации между давлением на впуске 17 и давлением на выпуске 18, а также силой пружины 9 устанавливается равновесие. Таким образом, при заданной силе пружины данный перепад давлений является постоянным. На фиг. 2 изображено устройство для регулирования расхода потока и, при желании, его запирания. Элемент 3 наружного цилиндрического вкладыша имеет кольцевое углубление, проходящее приблизительно по половине его окружности. В пределах указанного углубления коаксиально с ним расположен элемент 2 внутреннего цилиндрического вкладыша, имеющий соответствующее кольцевое углубление. Элемент 2 соединен с поворотной рукояткой 13 при помощи шпинделя 10, так что его угловое положение относительно элемента 3 может быть отрегулировано с помощью указанной рукоятки 13. Таким образом, перекрытие по окружности между взаимодействующими элементами 2 и 3 цилиндрических вкладышей и, следовательно, максимальный расход через регулятор могут быть отрегулированы вручную. Элементы 2 и 3 являются неподвижными относительно друг друга в осевом направлении. Однако оба указанных элемента могут перемещаться в осевом направлении относительно седельного отверстия 8 и, следовательно, также относительно края 7 указанного отверстия, с противодействием пружине 15 сжатия. Осевое перекрытие между элементами 2 и 3 и краем 7 седельного отверстия может быть изменено путем смещения в осевом направлении, в результате чего расход через регулятор может быть установлен или отрегулирован в пределах заданного максимального значения. В одном внешнем положении запирание потока может быть достигнуто благодаря тому, что радиус элемента 3 после углубления превышает радиус отверстия 8, что приводит к его взаимодействию с краем 7 отверстия 8 при осевом смещении. На увеличенном виде, изображенном на фиг. 2 и 3, проиллюстрирован способ возможного прекращения действия давления впуска на внешнюю сторону мембраны 5 при установке шпинделя 10 и элемента 2, 3 в открытом положении, как показано на фиг. 2, и в максимально вжатом положении, которое проиллюстрировано на фиг. 3, с помощью исполнительного механизма (не показан). Из фиг. 2 следует, что давление может распространяться через канал 12 в шпинделе 10 и капиллярный канал 21, выполненный в углублении 22 и соединении 24, которое проходит снаружи в элементе 3 цилиндрического вкладыша в промежуток 23 над мембраной 5. Когда, как проиллюстрировано на фиг. 3, шпиндель находится полностью в вжатом состоянии, элемент 3 входит в контакт с краем 7 седельного отверстия 8, вследствие чего поток прерывается, точно так же как прерывается капиллярное соединение 21 у углубления 22 после дальнейшего перемещения шпинделя 10 на небольшое расстояние относительно элемента 3. Данное небольшое перемещение шпинделя приблизительно на 0,5 мм обеспечивает выполнение запирания за закрывающим элементом, после чего небольшая возвратная пружина 20 (см. фиг. 1), расположенная между ограничителем 19 на шпинделе 10 и верхней частью цилиндрического вкладыша 3, возвращает шпиндель 10 с помощью оказываемой ею силы упругости. Это обеспечивает мягкое воздействие на гофрированную мембрану 5, поскольку давление впуска не действует на ее внешнюю сторону в случае, когда данное воздействие давления не требуется для функционирования мембраны. Это обеспечивает отсутствие воздействия на гибкую мембрану чрезмерного давления. На фиг. 4-7 проиллюстрирован принцип регулирования и управления. На фиг. 4 показан относительно небольшой угол 27 поворота между элементами 2 и 3 цилиндрических вкладышей, смещенными в осевом направлении 26 на максимальное для них расстояние от края 7 седельного отверстия, при этом созданная зона потока обозначена затемненной областью 25. На фиг. 5 показан тот же угол 27 поворота, однако элементы 2 и 3 смещены в осевом направлении 26 относительно края 7 седельного отверстия, при этом созданная зона потока в этом положении аналогичным образом обозначена затемненной областью 25 меньшего размера. На фиг. 6 показан больший угол 27 поворота между элементами 2 и 3 при осевом смещении 26 на максимальное для них расстояние от края 7 седельного отверстия, при этом созданная зона потока обозначена затемненной областью 25. На фиг. 7 показан тот же больший угол поворота, однако элементы 2 и 3 смещены в осевом направлении 26 относительно края 7 седельного отверстия, при этом созданная зона потока в этом положении аналогичным образом обозначена затемненной областью 25. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Регулирующий клапан, содержащий корпус (1), который имеет сторону впуска (17) и сторону выпуска (18) и в котором установлено устройство поддержания давления, предназначенное для поддержания постоянного перепада давлений между сторонами впуска и выпуска устройства регулирования расхода и содержащее гофрированную мембрану (5) и дроссельный элемент (6), который автоматически устанавливается с обеспечением равновесия между давлением на впуске и давлением на выпуске, а также соответственно между давлением на впуске, с одной стороны, и давлением на выпуске и силой пружины, с другой стороны, при этом в корпусе (1) клапана выполнено устройство регулирования расхода,имеющее регулируемую базовую настройку и содержащее устройство уменьшения проточного прохода,которое может быть приведено в действие с помощью шпинделя (10), соединенного с исполнительным механизмом, причем регулирование расхода обеспечивается путем взаимного поворота нижнего по потоку вкладыша, расположенного на одном компоненте (2) и взаимодействующего с верхним по потоку вкладышем, расположенным на другом компоненте (3), причем нижний по потоку вкладыш расположен внутри верхнего по потоку вкладыша и концентрично относительно шпинделя (10), при этом указанные верхний по потоку и нижний по потоку вкладыши имеют взаимодействующие углубления, образующие регулируемую диафрагму, которая создает незакрытую область в пути прохождения потока регулирующего клапана, причем уменьшение потока обеспечивается при помощи исполнительного механизма, отличающийся тем, что компонент (3), содержащий нижний по потоку цилиндрический вкладыш, и компонент (2), содержащий верхний по потоку цилиндрический вкладыш, выполнены с возможностью осевого перемещения для уменьшения незакрытой области. 2. Регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что на компоненте (3), на котором расположен нижний по потоку цилиндрический вкладыш, также расположен уплотнительный участок, предназначенный для взаимодействия с корпусом клапана для запирания ниже по потоку потока, проходящего через диафрагму, и расположенный на расстоянии от оси цилиндрических вкладышей, которое превышает радиус взаимодействующей поверхности нижнего по потоку цилиндрического вкладыша. 3. Регулирующий клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство поддержания давления обеспечивает передачу давления от впуска к внешней стороне (23) гофрированной диафрагмы (5) через капиллярный канал (12, 21, 22, 24) в шпинделе (10) и компоненте (3), на котором расположен нижний по потоку цилиндрический вкладыш, причем указанный канал закрыт для осуществления указанной передачи в положении максимального вжатия при помощи исполнительного механизма. 4. Регулирующий клапан по п.3, отличающийся тем, что закрывающий элемент образован клапанным устройством, имеющим углубление (22), которое выполнено внутри на компоненте (3) с нижним по потоку цилиндрическим вкладышем и с которым находится во взаимодействии взаимодействующее углубление на шпинделе (10). 5. Регулирующий клапан по пп.3 и 4, отличающийся тем, что шпиндель (10) содержит возвратную пружину (20), которая расположена между закрепленным ограничителем (19), установленным на шпинделе, и компонентом (3), на котором расположен нижний по потоку цилиндрический вкладыш. 6. Регулирующий клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус (1) клапана выполнен в виде единого элемента. 7. Регулирующий клапан по пп.1-6, отличающийся тем, что устройство поддержания давления и устройство регулирования расхода установлены в одном и том же проходе в корпусе (1) клапана. 8. Регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что взаимодействующие нижний по потоку и верхний по потоку цилиндрические вкладыши являются коаксиальными и им одновременно сообщается одно и то же осевое перемещение. 9. Регулирующий клапан по пп.1-8, отличающийся тем, что компонент (3), на котором расположен нижний по потоку цилиндрический вкладыш, полностью или частично окружен дроссельным элементом(6). 10. Регулирующий клапан по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что к шпинделю(10) и компоненту (2), на котором расположен верхний по потоку цилиндрический вкладыш, неподвижно присоединена поворотная рукоятка (13).