RU163689U1 - Обратный клапан - Google Patents

Abstract

1. Обратный клапан, содержащий корпус с входной и выходной полостями, седло, затвор, поджатый пружиной к седлу, направляющую втулку, в которой установлен хвостовик с затвором и фиксатор запорного органа, отличающийся тем, что в качестве фиксатора затвора применена коническая оболочка, охватывающая направляющую втулку и закрепленная на ней, а на торцовой поверхности основания конической оболочки и тыльной стороне затвора выполнены конические скосы, образующие уплотнения «конус по конусу», которые при стыковке затвора с конической оболочкой образуют камеру пониженного давления, в стенке которой выполнены радиальные отверстия, через которые осуществляется эжекция рабочего тела из камеры высокоскоростным потоком рабочего тела.2. Обратный клапан по п. 1, отличающийся тем, что коническая оболочка выполнена за одно целое с направляющей втулкой.3. Обратный клапан по п. 1, отличающийся тем, что пружина установлена внутри камеры пониженного давления.4. Обратный клапан по п. 1, отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности штока выполнены два центрирующих пояска, разнесенные по длине в пределах взаимодействия с направляющей.

Description

Полезная модель относится к области арматуростроения, в частности, к обратным клапанам, применяемым в магистралях жидкостных ракетных двигателях.

Предшествующий уровень техники

Агрегаты автоматики, в том числе и обратные клапаны, устанавливаемые в магистралях ЖРД, подвержены широкому спектру нагрузок - силам давления жидкости или газа, термическим нагрузкам, большим вибронагрузкам и другим нагрузкам.

При воздействии вибрационных нагрузок на корпус обратного клапана могут возникнуть соударения подвижных элементов клапана с неподвижными, что приводит к преждевременному выходу клапана из строя.

В технике широко известно применение конструкционных материалов с большой жаропрочностью и усталостной прочностью, например, никелевых сплавов, которые обеспечивают нормальную работу агрегатов автоматики при высоких давлениях и высоких температурах. Также известно применение устройств, обеспечивающих нормальную работу обратных клапанов в среде с большими вибрационными нагрузками. Например, известно техническое решение (см. патент ФРГ №1909819, 1970 г.), в котором запорный орган обратного клапана фиксируется в открытом положении с помощью поршня, установленного в отдельной полости клапана и управляемого вручную. Аналог.

Недостаток аналога - сложная и громоздкая конструкция клапана. Кроме того, клапан с ручным управлением нельзя применять в ЖРД.

Известен также обратный клапан (авт. свид. СССР №544811 кл. F16K 15/02), включающий в себя корпус с входной и выходной полостями, седло, запорный орган - тарель, поджатый к седлу пружиной, ограничитель хода запорного органа, направляющую, с установленным в ней хвостовиком с возможностью скольжения, и средство для фиксации запорного органа, при этом в корпусе клапана выполнена полость, в которой установлен поршень со штоком, а на боковой поверхности штока запорного органа клапана выполнено углубление, в которое при открытом положении клапана входит шток поршня.

Недостаток - сложная и громоздкая конструкция клапана, Обладает низкой надежностью.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании простой и надежной в работе конструкции фиксатора затвора.

Эта задача решена за счет того, что в обратном клапане, содержащем корпус с входной и выходной полостями, седло, затвор, поджатый пружиной к седлу, направляющую втулку, в которой установлен хвостовик с затвором и фиксатор запорного органа, кроме того, в качестве фиксатора затвора применена коническая оболочка, охватывающая направляющую втулку и закрепленная на ней, а на торцовой поверхности основания конической оболочки и тыльной стороне затвора выполнены конические скосы, образующие уплотнения «конус по конусу», которые при стыковке затвора с конической оболочкой образуют камеру пониженного давления, в стенке которой выполнены радиальные отверстия, через которые осуществляется эжекция рабочего тела из камеры высокоскоростным потоком рабочего тела.

Другими отличиями являются:

- коническая оболочка выполнена за одно целое с направляющей втулкой.

- пружина установлена внутри камеры пониженного давления.

- на цилиндрической поверхности штока выполнены два центрирующих пояска, разнесенные по длине в пределах взаимодействия с направляющей.

Технический результат заключается в том, что создана наиболее простая и надежно работающая конструкция фиксатора затвора клапана.

Перечень чертежей

На фиг. 1 представлено продольное сечение обратного клапана; на фиг. 2 - клапан в открытом положении; на фиг. 3 - фрагмент А на фиг. 1; на фиг. 4 - фрагмент Б на фиг. 1.

Описание полезной модели

Обратный клапан устанавливается в магистрали подвода окислительного генераторного газа на привод ротора бустерного насоса окислителя и предназначен для разобщения газовой полости двигателя от полости жидкого кислорода в процессе хранения.

Обратный клапан (фиг. 1) содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, седло 4, затвор 5, поджатый пружиной 6. к седлу 4, направляющую втулку 7, в которую вставлен хвостовик 8 затвора 5. Для снижения трения между сопрягаемыми поверхностями направляющей втулки 7 с хвостовиком 8 на цилиндрической поверхности хвостовика 8 выполнены два центрирующих пояска 9 и 10. Эти пояски установлены с минимальным зазором между сопрягаемыми поверхностями. Обратный клапан также имеет фиксатор, состоящий из конической оболочки 11 и тыльной стороны 12 затвора 5. Коническая оболочка 11 закреплена на направляющей втулке 7, охватывает ее и коаксиально расположена с ней. На торцовой поверхности основания конической оболочки выполнен конический скос 13, а на тыльной стороне затвора клапана выполнен такой же конический скос 14. Конические скосы 13 и 14 являются уплотнениями между конической оболочкой и тыльной стороной 12 затвора 5. При стыковке затвора 5 с конической оболочкой образуется камера пониженного давления (фиг. 2). Снижение давления в этой камере происходит в результате эжекции рабочего тела из полости камеры высокоскоростным потоком, проходящим через проточную полость клапана через радиальные отверстия 15, выполненные в стенке конической оболочки.

Применение конической оболочки и затвора, на тыльной стороне которого выполнен конический скос, позволило создать наиболее простую конструкцию фиксатора и предотвратить радиальные и осевые смещения затвора при работе клапана. Это позволило повысить надежность работы клапана и двигателя в целом. Установка центрирующих поясков на поверхности хвостовика затвора позволила уменьшить трение между сопрягаемыми поверхностями и исключить заклинивание хвостовика.

Выполнение конической оболочки за одно целое с направляющей втулкой позволяет упростить технологию изготовления клапана.

Работает клапан следующим образом

В исходном положении при отсутствии поступления генераторного газа на вход в клапан затвор 5 усилием пружины 6 прижат к седлу 4, тем самым разобщая газовую полость двигателя от полости жидкого кислорода. При запуске двигателя с возрастанием давления генераторного газа затвор 5, преодолевая усилие пружины 6, отжимается от седла 4 корпуса 1 и открывает проходное сечение клапана. В этом положении происходит фиксация затвора. Вначале затвор стыкуется через уплотнительную пару «конус по конусу» с конической оболочкой 11 и поджимается к ней за счет возникающих сил от действия динамического потока рабочего тела. В результате этого образуется камера пониженного давления, и затвор сильнее поджимается к этой оболочке силами, возникающими от эжекции рабочего тела из камеры через отверстия 15 высокоскоростным потоком рабочего тела.

При останове двигателя с уменьшением давления затвор 5 под действием усилия пружины 6 возвращается в исходное положение.

Промышленное применение

Предлагаемая полезная модель может найти применение во многих отраслях техники, но наиболее предпочтительно ее использование в магистралях жидкостных ракетных двигателей.

Claims (4)

1. Обратный клапан, содержащий корпус с входной и выходной полостями, седло, затвор, поджатый пружиной к седлу, направляющую втулку, в которой установлен хвостовик с затвором и фиксатор запорного органа, отличающийся тем, что в качестве фиксатора затвора применена коническая оболочка, охватывающая направляющую втулку и закрепленная на ней, а на торцовой поверхности основания конической оболочки и тыльной стороне затвора выполнены конические скосы, образующие уплотнения «конус по конусу», которые при стыковке затвора с конической оболочкой образуют камеру пониженного давления, в стенке которой выполнены радиальные отверстия, через которые осуществляется эжекция рабочего тела из камеры высокоскоростным потоком рабочего тела.

2. Обратный клапан по п. 1, отличающийся тем, что коническая оболочка выполнена за одно целое с направляющей втулкой.

3. Обратный клапан по п. 1, отличающийся тем, что пружина установлена внутри камеры пониженного давления.

4. Обратный клапан по п. 1, отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности штока выполнены два центрирующих пояска, разнесенные по длине в пределах взаимодействия с направляющей.

Images