Регулирующий клапан осевого типа (варианты)

Регулирующий клапан осевого типа (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к регулирующим клапанам осевого типа, предназначенным для регулирования давления и расхода на нагнетательных трубопроводах и поддержания пластового давления, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, преимущественно в газовой, нефтяной, химической, металлургической, для перекачки жидких и газовых сред, в том числе загрязненных. Изобретение может быть применено в действующих и строящихся трубопроводах вместо импортных регулирующих клапанов осевого типа, например фирмы «Моквелд».

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Задачей регулирующей арматуры является поддержание в заданных пределах параметров рабочей среды - давления, расхода, температуры, состава и других. Такое регулирование происходит за счет изменения расхода среды через проходное сечение регулирующего органа. Значение этого вида арматуры определяется тем, что от работы регулирующего органа в конечном счете зависит поддержание нормального режима и работоспособности всей системы автоматического регулирования, в которую регулирующая арматура встроена. Поэтому каждый из типов регулирующей арматуры следует рассматривать как элемент системы автоматического управления технологическим процессом, который протекает с участием жидких и газообразных рабочих сред и регулируется под воздействием получаемой командной информации.

Регулирующие клапаны включают в себя весьма большое разнообразие конструкций, предназначенных для работы в широком диапазоне условий эксплуатации по областям применения, рабочим средам, диаметрам трубопроводов, рабочим давлениям и т.д. Причем регулирующие клапаны выполняют только функцию регулирования, а герметичность при полностью закрытом клапане не обеспечивается. Негерметичность регулирующего органа - затвора - допускается в пределах доли процента от пропускной способности Kvy.

Главные, самые существенные различия регулирующих клапанов заключаются в конструкциях регулирующих органов. Например, регулирующие клапаны (клеточные) позволяют снизить шум, вибрацию и кавитацию при работе клапана, так как при осевом течении (осесимметричном течении) среды через корпус клапана нет резких изменений направления течения среды, что снижает турбулентность, устраняет эрозию и вибрацию, а редуцирование давления на триме снижает динамический шум. Клеточный клапан осевого типа, устанавливаемый в трубопроводе, состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, в котором с возможностью возвратно-поступательного движения размещен поршень, связанный с помощью шпинделя с приводом. Затвор-поршень выполнен в виде полого цилиндра, который перемещается внутри клетки - направляющей, являющейся седлом в корпусе. В клетке имеются радиальные отверстия (перфорация), позволяющие регулировать расход среды (см. Р.Ф. Усватов-Усыскин. «Поговорим об арматуре». 12 лекций-бесед для начинающих. Издание 2. М., 2010. с. 171-180. рис. 11.6).

Из уровня техники известен регулирующий клапан осевого типа, состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками и, соответственно, с каналами высокого и низкого давления рабочей среды, в котором с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса размещен поршень, соединенный шпенделем с приводом, а также уплотнительной части клапана, в одной из указанных частей, в кольцевой полости которой размещены кольцевые манжета и вкладыш (см. US3 504884 (A), F16K 3/24, 1970).

В указанном регулирующем клапане при закрытом положении происходят утечки рабочей среды вследствие недостаточно полного перекрытия кольцевого зазора уплотнительной части клапана кольцевой манжетой, а также недостаточного постоянства свойств материалов уплотнения (манжеты и вкладыша) при изменении рабочей температуры. Кроме того, уплотнительная манжета в таком регулирующем клапане подвержена повреждению во время закрытия клапана за счет так называемого «захвата» или фреттинга при полном давлении.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является регулирующий клапан осевого типа, содержащий корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и, соответственно, с каналами высокого 4 и низкого 5 давления рабочей среды, в котором в осевых расточках соосных продольной оси 6 корпуса 1 установлены втулка 7 с кольцевой выемкой 8, жестко соединенная с сепаратором 9 с кольцевой выемкой 10, внутри которых коаксиально размещен поршень 11 с возможностью перемещения вдоль продольной оси 6 и с радиальным зазором «А» между поршнем 11 с одной стороны и сепаратором 9 со сквозными отверстиями 12 и втулкой 7 с другой стороны, причем кольцевые выемка 8 втулки 7 и выемка 10 сепаратора 9 образуют полость 13 с щелью 14, в которой размещены кольцевая манжета 15 с уплотнительной губкой 16 со стороны ее внутренней поверхности и выступающей из щели 14 в радиальный зазор «А» и кольцевой вкладыш 17, кроме того, поршень 11 соединен шпинделем 18 с приводом 19 (см. WO 2004/083691, F16K 3/24, 2004).

В описанном регулирующем клапане минимизирована утечка рабочей среды при различных рабочих температурах, а радиальный зазор «А» между поршнем 11 с одной стороны и сепаратором 9 и втулкой 7 с другой стороны запирается как в предусмотренном направлении потока рабочей среды, так и в противоположном направлении потока, что позволяет защитить элементы конструкции от ударов обратных потоков. Однако уплотнительная губка 16 манжеты 15 в этом регулирующем клапане подвержена повреждению во время закрытия клапана за счет так называемого «захвата» или фреттинга при полном давлении. Кроме того, скорость процесса переключения регулирующего клапана ограничена инерцией массы поршня 11 и штока 18, а также усилием в приводе 19 клапана.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание модернизированных конструкций регулирующих клапанов осевого типа, обладающих повышенной надежностью и увеличенным ресурсом эксплуатации клапана для действующих и строящихся нагнетательных трубопроводов.

В результате решения данной задачи при реализации изобретения могут быть получены новые технические результаты, заключающиеся в уменьшении массы и габаритов регулирующего клапана, увеличении скорости переключения клапана, уменьшении вероятности повреждения уплотнительной манжеты при переключении клапана и минимизации утечки различных рабочих сред при высоких и низких рабочих температурах и/или давлениях.

Данные технические результаты достигаются тем, что в первом варианте регулирующего клапана осевого типа, содержащего корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и, соответственно, с каналами высокого 4 и низкого 5 давления рабочей среды, в котором в осевых расточках соосных продольной оси 6 корпуса 1 установлены втулка 7 с кольцевой выемкой 8, жестко соединенная с сепаратором 9 с кольцевой выемкой 10, внутри которых коаксиально размещен поршень 11 с возможностью перемещения вдоль продольной оси 6 с радиальным зазором «А» между поршнем 11 с одной стороны и сепаратором 9 со сквозными отверстиями 12 и втулкой 7 с другой стороны, причем кольцевые выемка 8 втулки 7 и выемка 10 сепаратора 9 образуют полость 13 с щелью 14, в которой размещены кольцевая манжета 15 с уплотнительной губкой 16 со стороны ее внутренней поверхности и выступающей из щели 14 в радиальный зазор «А» и кольцевой вкладыш 17, кроме того, поршень 11 соединен штоком 18 с приводом 19, кроме этого манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с конической внутренней поверхностью 25, внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного с конической внутренней поверхностью 26 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 и/или конической внутренней поверхности 26 клина 20 с конической внутренней поверхностью 25 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом первом варианте регулирующего клапана диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgα,

где - минимальный диаметр внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 24 по внутренней конической поверхности 25, м;

α - угол наклона конической внутренней поверхности 26 кольцевого клина 20 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Также вышеуказанные технические результаты достигаются тем, что во втором варианте регулирующего клапана осевого типа, содержащего корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и, соответственно, с каналами высокого 4 и низкого 5 давления рабочей среды, в котором в осевых расточках, соосных продольной оси 6 корпуса 1, установлены втулка 7 с кольцевой выемкой 8, жестко соединенная с сепаратором 9 с кольцевой выемкой 10, внутри которых, коаксиально размещен поршень 11 с возможностью перемещения вдоль продольной оси 6 с радиальным зазором «А» между поршнем 11 с одной стороны и сепаратором 9 со сквозными отверстиями 12 и втулкой 7 с другой стороны, причем кольцевые выемка 8 втулки 7 и выемка 10 сепаратора 9 образуют полость 13 с щелью 14, в которой размещены кольцевая манжета 15 с уплотнительной губкой 16 со стороны ее внутренней поверхности и выступающей из щели 14 в радиальный зазор «А» и кольцевой вкладыш 17, кроме того, поршень 11 соединен штоком 18 с приводом 19, кроме этого, манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с конической внутренней поверхностью 25, внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного с цилиндрической внутренней поверхностью 28 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца цилиндрического клина 20 с конической внутренней поверхностью 25 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом втором варианте регулирующего клапана диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgβ,

где - минимальный диаметр внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 24 по внутренней конической поверхности 25, м;

β - угол наклона внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Кроме того, вышеуказанные технические результаты достигаются также тем, что в третьем варианте регулирующего клапана осевого типа, содержащего корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и, соответственно, с каналами высокого 4 и низкого 5 давления рабочей среды, в котором в осевых расточках, соосных продольной оси 6 корпуса 1, установлены втулка 7 с кольцевой выемкой 8, жестко соединенная с сепаратором 9 с кольцевой выемкой 10, внутри которых коаксиально размещен поршень 11 с возможностью перемещения вдоль продольной оси 6 с радиальным зазором «А» между поршнем 11 с одной стороны и сепаратором 9 со сквозными отверстиями 12 и втулкой 7 с другой стороны, причем кольцевые выемка 8 втулки 7 и выемка 10 сепаратора 9 образуют полость 13 с щелью 14, в которой размещены кольцевая манжета 15 с уплотнительной губкой 16 со стороны ее внутренней поверхности и выступающей из щели 14 в радиальный зазор «А» и кольцевой вкладыш 17, кроме того, поршень 11 соединен штоком 18 с приводом 19, кроме этого, манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с конической внутренней поверхностью 25, внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного в виде усеченного кольцевого конуса с радиусом основания R конической внутренней поверхности больше радиуса r торца конической внутренней поверхности 29 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 с конической внутренней поверхностью 25 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом третьем варианте регулирующего клапана диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgβ,

где - минимальный диаметр наружной конической поверхности уплотнительной губки 16, м;

Δ - глубина канавки 24 по внутренней конической поверхности 25, м;

β - угол наклона наружной конической поверхности уплотнительной губки 16 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Кроме этого, вышеуказанные технические результаты достигаются также тем, что в четвертом варианте регулирующего клапана осевого типа, содержащего корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и, соответственно, с каналами высокого 4 и низкого 5 давления рабочей среды, в котором в осевых расточках, соосных продольной оси 6 корпуса 1, установлены втулка 7 с кольцевой выемкой 8, жестко соединенная с сепаратором 9 с кольцевой выемкой 10, внутри которых коаксиально размещен поршень 11 с возможностью перемещения вдоль продольной оси 6 с радиальным зазором «А» между поршнем 11 с одной стороны и сепаратором 9 со сквозными отверстиями 12 и втулкой 7 с другой стороны, причем кольцевые выемка 8 втулки 7 и выемка 10 сепаратора 9 образуют полость 13 с щелью 14, в которой размещены кольцевая манжета 15 с уплотнительной губкой 16 со стороны ее внутренней поверхности и выступающей из щели 14 в радиальный зазор «А» и кольцевой вкладыш 17, кроме того, поршень 11 соединен штоком 18 с приводом 19, кроме того манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с цилиндрической внутренней поверхностью 30, внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного с конической внутренней поверхностью 26 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 и конической внутренней поверхности 26 клина 20 с цилиндрической внутренней поверхностью 30 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом четвертом варианте регулирующего клапана диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

d_кан≤d^тор_кл≤d_кан+Δ⋅tgα,

где d_кан - диаметр внутренней цилиндрической поверхности 30 кольцевой канавки 24, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 24 по внутренней цилиндрической поверхности 30, м;

α - угол наклона конической внутренней поверхности 26 кольцевого клина 20 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Причем в заявляемых первом, втором, третьем и четвертом вариантах регулирующего клапана:

- кольцевая канавка 24 в манжете 15 выполнена с цилиндрической внешней поверхностью 31, а клин 20 кольцевого вкладыша 17 выполнен с цилиндрической внешней поверхностью 32 и ее диаметром d_кл, равным диаметру d_кан цилиндрической внешней поверхности 31 кольцевой канавки 24;

- кольцевая канавка 24 в манжете 15 выполнена с конической внешней поверхностью 33, а клин 20 кольцевого вкладыша 17 выполнен с конической внешней поверхностью 34 и углом наклона ϕ к внутренней поверхности сепаратора 9, равным углу наклона γ конической внешней поверхности 29 кольцевой канавки 24 к поверхности сепаратора 9;

- кольцевая канавка 24 в манжете 15 выполнена с конической внешней поверхностью 33, а клин 20 кольцевого вкладыша 17 выполнен с конической внешней поверхностью 34 и углом наклона ϕ к внутренней поверхности сепаратора 9 меньше угла наклона γ конической внешней поверхности 33 кольцевой канавки 24 к поверхности сепаратора 9;

- глубина кольцевой канавки 24 со стороны внутренней поверхности 25 выполнена больше ширины щели 14 для уплотнительной губки 16;

- торцевой зазор «Б» выполнен меньше осевого зазора «В»;

- в торцевой части 13 кольцевого вкладыша 17 выполнена выемка 35 в сторону клина 20;

- в качестве конструкционных материалов кольцевого вкладыша 17 с клином 20 и кольцевой манжеты 15 с уплотнительной губкой 16 использованы антифрикционные материалы.

Отличительной особенностью описываемого изобретения является то, что в первом варианте регулирующего клапана осевого типа манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с конической внутренней поверхностью 25, внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного с конической внутренней поверхностью 26 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 и/или конической внутренней поверхности 26 клина 20 с внутренней поверхностью 25 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом первом варианте регулирующего клапана диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgα,

где d^min_кан - минимальный диаметр внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 24 по внутренней конической поверхности 25, м;

α - угол наклона конической внутренней поверхности 26 кольцевого клина 20 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Также отличительной особенностью описываемого изобретения является то, что во втором варианте регулирующего клапана осевого типа манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с конической внутренней поверхностью 25 (внешняя поверхность уплотнительной губки 16), внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного с цилиндрической внутренней поверхностью 28 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца цилиндрического клина 20 с конической внутренней поверхностью 25 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом втором варианте регулирующего клапана диаметр внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

где - минимальный диаметр внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 24 по внутренней конической поверхности 25, м;

β - угол наклона внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Кроме того, отличительной особенностью описываемого изобретения является то, что в третьем варианте регулирующего клапана осевого типа манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с конической внутренней поверхностью 25, внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного в виде усеченного кольцевого конуса с радиусом основания R конической внутренней поверхности больше радиуса r торца конической внутренней поверхности 29 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 с конической внутренней поверхностью 25 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом третьем варианте регулирующего клапана диаметр d^тор_кл внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

d^min_кан≤d^тор_кл≤d^min_кан+Δ⋅tgβ,

где d^min_кан - минимальный диаметр внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 24 по внутренней конической поверхности 25, м;

β - угол наклона внутренней конической поверхности 25 кольцевой канавки 24 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Кроме этого, отличительной особенностью описываемого изобретения является то, что в четвертом варианте регулирующего клапана осевого типа манжета 15 установлена в кольцевой выемке 8 втулки 7, а кольцевой вкладыш 17 снабжен клином 20, направленным в сторону втулки 7, и установлен в кольцевой выемке 10 сепаратора 9 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями своей торцевой частью 21 с цилиндрическими внешней и внутренней поверхностями, причем в торцевой стенке 22 выемки 10 сепаратора 9 выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал 23, соединяющий кольцевую полость 13 через сквозное отверстие 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, при этом в манжете 15 со стороны сепаратора 9 выполнена кольцевая канавка 24 с цилндрической внутренней поверхностью 30, внутри которой установлен клин 20 с торцевым зазором «Б» между манжетой 15 и торцевой частью 21 кольцевого вкладыша 17 и осевым зазором «В» между дном кольцевой канавки 24 и торцом клина 20, выполненного с конической внутренней поверхностью 26 и контактом, по крайней мере, цилиндрических внешних и/или внутренних поверхностей торцевой части 21 кольцевого вкладыша 17 и выемки 10 сепаратора 9 полости 13, соответственно, а также с возможностью радиального перемещения уплотнительной губки 16 внутри щели 14 за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 и конической внутренней поверхности 26 клина 20 с цилиндрической внутренней поверхностью 30 кольцевой канавки 24, кроме того, величина выступающей части уплотнительной губки 16 из щели 14 в радиальный зазор «А» выполнена не больше величины радиального зазора «А», а кольцевая манжета 15 и уплотнительная губка 16 изготовлены из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20.

Причем в заявляемом четвертом варианте регулирующего клапана диаметр внутреннего периметра 27 торца клина 20 выбран из условия:

где d_кан - диаметр внутренней цилиндрической поверхности 30 кольцевой канавки 24, м;

Δ - глубина кольцевой канавки 24 по внутренней цилиндрической поверхности 30, м;

α - угол наклона конической внутренней поверхности 26 кольцевого клина 20 к внутренней поверхности сепаратора 9, град.

Причем в заявляемых первом, втором, третьем и четвертом вариантах регулирующего клапана:

- кольцевая канавка 24 в манжете 15 выполнена с цилиндрической внешней поверхностью 31, а клин 20 кольцевого вкладыша 17 выполнен с цилиндрической внешней поверхностью 32 и ее диаметром d_кл, равным диаметру d_кан цилиндрической внешней поверхности 31 кольцевой канавки 24;

- кольцевая канавка 24 в манжете 15 выполнена с конической внешней поверхностью 33, а клин 20 кольцевого вкладыша 17 выполнен с конической внешней поверхностью 34 и углом наклона ϕ к внутренней поверхности сепаратора 9, равным углу наклона γ конической внешней поверхности 33 кольцевой канавки 24 к поверхности сепаратора 9;

- кольцевая канавка 24 в манжете 15 выполнена с конической внешней поверхностью 33, а клин 20 кольцевого вкладыша 17 выполнен с конической внешней поверхностью 34 и углом наклона ϕ к внутренней поверхности сепаратора 9 меньше угла наклона γ конической внешней поверхности 33 кольцевой канавки 24 к поверхности сепаратора 9;

- глубина кольцевой канавки 24 со стороны внутренней поверхности 25 выполнена больше ширины щели 14 для уплотнительной губки 16;

- торцевой зазор «Б» выполнен меньше осевого зазора «В»;

- в торцевой части 13 кольцевого вкладыша 17 выполнена выемка 35 в сторону клина 20;

- в качестве конструкционных материалов кольцевого вкладыша 17 с клином 20 и кольцевой манжеты 15 с уплотнительной губкой 16 использованы антифрикционные материалы.

Таким образом, отличительными особенностями описываемого изобретения, в соответствии с вышеуказанными четырьмя вариантами, являются:

- размещение в кольцевой полости 13 с щелью 14 манжеты 15 с кольцевой канавкой 24, внутренняя поверхность которой является внешней поверхностью уплотнительной губки 16 манжеты 15 и кольцевого вкладыша 17 с клином 20, выполненным с возможностью возвратно- поступательного перемещения клина 20 внутри кольцевой канавки 24 вдоль продольной оси 6 корпуса 1 под воздействием рабочей среды высокого давления, поступающей в полость 13 через сквозные каналы 23 в торцевой стенке 22 сепаратора 9, соединяющие полость 13 через сквозные отверстия 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, а также выполнение внутренней поверхности клина 20 конической, а внешней поверхности уплотнительной губки 16 также конической, и при этом выполненной с возможностью радиального перемещения в щели 14, за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 и/или конической внутренней поверхности 26 клина 20 с внешней конической поверхностью уплотнительной губки 16, выполненной из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20, или

- размещение в кольцевой полости 13 с щелью 14 манжеты 15 с кольцевой канавкой 24 ,внутренняя поверхность 25 которой является внешней поверхностью уплотнительной губки 16 манжеты 15 и кольцевого вкладыша 17 с клином 20, выполненным с возможностью возвратно-поступательного перемещения клина 20 внутри кольцевой канавки 24 вдоль продольной оси 6 корпуса 1 под воздействием рабочей среды высокого давления, поступающей в полость 13 через сквозные каналы 23 в торцевой стенке 22 сепаратора 9, соединяющие полость 13 через сквозные отверстия 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, а также выполнение внутренней поверхности клина 20 цилиндрической, а внешней поверхности уплотнительной губки 16 конической, и при этом выполненной с возможностью радиального перемещения в щели 14, за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца цилиндрического клина 20 с внешней конической поверхностью уплотнительной губки 16, выполненной из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20, или

- размещение в кольцевой полости 13 с щелью 14 манжеты 15 с кольцевой канавкой 24, внутренняя поверхность 25 которой является внешней поверхностью уплотнительной губки 16 манжеты 15 и кольцевого вкладыша 17 с клином 20, выполненным в виде усеченного кольцевого конуса с радиусом основания R конической внутренней поверхности больше радиуса r торца конической внутренней поверхности 29, а также с возможностью возвратно- поступательного перемещения клина 20 внутри кольцевой канавки 24 вдоль продольной оси 6 корпуса 1 под воздействием рабочей среды высокого давления, поступающей в полость 13 через сквозные каналы 23 в торцевой стенке 22 сепаратора 9, соединяющие полость 13 через сквозные отверстия 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, а также выполнение внутренней поверхности клина 20 конической, а внешней поверхности уплотнительной губки 16 также конической, и при этом выполненной с возможностью радиального перемещения в щели 14, за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 с конической внешней поверхностью уплотнительной губки 16, выполненной из материала, эластичность которого выбрана выше материала кольцевого вкладыша 17 и клина 20, или

- размещение в кольцевой полости 13 с щелью 14 манжеты 15 с кольцевой канавкой 24, внутренняя поверхность 30 которой является внешней поверхностью уплотнительной губки 16 манжеты 15 и кольцевого вкладыша 17 с клином 20, выполненным с возможностью возвратно- поступательного перемещения клина 20 внутри кольцевой канавки 24 вдоль продольной оси 6 корпуса 1 под воздействием рабочей среды высокого давления, поступающей в полость 13 через сквозные каналы 23 в торцевой стенке 22 сепаратора 9, соединяющие полость 13 через сквозные отверстия 12 с каналом 4 высокого давления рабочей среды, а также выполнение внутренней поверхности клина 20 конической, а внешней поверхности уплотнительной губки 16 цилиндрической, и при этом выполненной с возможностью радиального перемещения в щели 14, за счет продольного перемещения клина 20 вдоль кольцевой канавки 24 с контактом по внутреннему периметру 27 торца клина 20 и конической внутренней поверхности 26 клина 20 с внешней цилиндрической поверхностью уплотнительной губки 16, выполненной из материала, эластичность