RU2115052C1 - Pyrotechnic drainage valve - Google Patents
Pyrotechnic drainage valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115052C1 RU2115052C1 RU97103024A RU97103024A RU2115052C1 RU 2115052 C1 RU2115052 C1 RU 2115052C1 RU 97103024 A RU97103024 A RU 97103024A RU 97103024 A RU97103024 A RU 97103024A RU 2115052 C1 RU2115052 C1 RU 2115052C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- cylindrical
- locking
- inlet pipe
- shut
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Safety Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано при разработке запорной арматуры с пиротехническими приводами, например, для ракетно-космической техники. The invention relates to the field of valve engineering and can be used in the development of valves with pyrotechnic drives, for example, for rocket and space technology.
Известен нормально закрытый пироклапан. Он содержит цилиндрический корпус с внутренним цилиндрическим каналом, выполненным соосно с корпусом, входной и выходной патрубки, выполненные с проходными каналами и жестко связанные с корпусом пироклапана, запорный орган, выполненный в виде цилиндра, установленного в цилиндрическом канале корпуса, поршень, жестко закрепленный на наружной поверхности запорного органа соосно с ним, и установленный в цилиндрической камере, выполненной в корпусе пироклапана соосно с каналом под запорный орган. На корпусе пироклапана выполнено гнездо под пиропатрон, связанное с подпоршневым объемом камеры. Внутри камеры со стороны, противоположной запорному органу, выполнен кольцевой упор с возможностью взаимодействия с поршнем при срабатывании пироклапана. На поверхности запорного органа выполнен конический хвостовик с возможностью взаимодействия с ответным гнездом, выполненным в корпусе пироклапана. В корпусе пироклапана выполнен также глухой объем под пороховые газы пиропатрона. Внутри камеры, в ее подпоршневом объеме, установлена кольцевая манжета. Манжета исключает попадание пороховых газов в канал корпуса и проходные каналы входного и выходного патрубков. A normally closed pyrovalve is known. It contains a cylindrical body with an internal cylindrical channel made coaxially with the body, inlet and outlet nozzles made with passage channels and rigidly connected to the pyrovalve body, a shut-off element made in the form of a cylinder mounted in the cylindrical channel of the body, a piston rigidly fixed to the outer the surface of the locking element is aligned with it, and installed in a cylindrical chamber made in the pyrovalve body coaxially with the channel for the locking element. A pyrocartridge socket is made on the pyrovalve body, connected with the piston chamber volume. Inside the chamber, from the side opposite the locking element, an annular stop is made with the possibility of interaction with the piston when the pyrovalve is triggered. A tapered shank is made on the surface of the locking member with the possibility of interaction with a mating socket made in the pyrovalve body. In the body of the pyrovalve there is also made a dull volume under the powder gases of the squib. An annular cuff is installed inside the chamber, in its piston volume. The cuff eliminates the ingress of powder gases into the housing channel and the passage channels of the inlet and outlet nozzles.
Работает указанный пироклапан следующим образом. The specified pyrovalve operates as follows.
При срабатывании пиропатрона пороховые газы из гнезда, в котором установлен пиропатрон, поступают в камеру, в ее подпоршневой объем, действуя с одной стороны на манжету, уплотняя ее, а с другой стороны - на поршень, жестко связанный с запорным органом. Под действием газов поршень вместе с запорным органом перемещается в сторону кольцевого упора, а пороховой газ через зазор, образовавшийся между поршнем и цилиндрической поверхностью камеры, поступает в глухой объем. Поршень доходит до кольцевого упора, а конический хвостовик - до ответного гнезда, выполненного в корпусе пироклапана, при этом проходные каналы входного и выходного патрубков оказываются свободными и связанными друг с другом, пироклапан открыт. When the squib is triggered, the powder gases from the socket in which the squib is mounted enter the chamber, into its sub-piston volume, acting on one side of the cuff, sealing it, and on the other hand, on the piston, which is rigidly connected to the locking element. Under the action of gases, the piston together with the locking element moves towards the annular stop, and the powder gas through the gap formed between the piston and the cylindrical surface of the chamber enters the blind volume. The piston reaches the annular stop, and the tapered shank reaches the reciprocal socket made in the pyrovalve body, while the passage channels of the inlet and outlet nozzles turn out to be free and connected to each other, the pyrovalve is open.
Пироклапан, принятый за прототип, обладает низкими эксплуатационными характеристиками. Объясняется это тем, что пироклапан закреплен на магистралях, связанных с входным и выходным патрубками, что увеличивает занимаемый им объем и ухудшает процесс сборки. Кроме того, пироклапан не обеспечивает требуемой герметичности в месте сопряжения запорного органа и канала корпуса при использовании его в жидкостных магистралях, возможны утечки жидкости и не может быть применен в газовых магистралях. Также известный пироклапан не обеспечивает достаточной надежности срабатывания. Объясняется это тем, что после начала движения поршня вместе с запорным органом пороховые газы из подпоршневого объема камеры поступают в специальный глухой объем для пороховых газов; при выравнивании давления в подпоршневом объеме и запоршневом объеме на запорный орган начинает действовать сила, равная произведению давления на площадь сечения запорного органа, стремящаяся закрыть пироклапан. Кроме того, возможно отскакивание поршня вместе с запорным органом в обратном направлении (в направлении закрытия пироклапана) при ударе поршня о кольцевой упор камеры. The pyrovalve, adopted as a prototype, has low performance. This is explained by the fact that the pyrovalve is fixed on the highways connected with the inlet and outlet pipes, which increases the volume occupied by it and worsens the assembly process. In addition, the pyrovalve does not provide the required tightness at the interface between the locking element and the housing channel when used in liquid lines, liquid leaks are possible and cannot be used in gas lines. Also known pyrovalve does not provide sufficient reliability. This is explained by the fact that after the piston starts to move together with the shut-off element, the powder gases from the sub-piston chamber volume enter a special blind volume for the powder gases; when the pressure is equalized in the sub-piston volume and the piston volume, a force equal to the product of pressure on the cross-sectional area of the shut-off element, which tends to close the pyrovalve, begins to act on the shut-off element. In addition, it is possible to bounce the piston together with the locking element in the opposite direction (in the direction of closing the pyrovalve) when the piston hits the annular stop of the chamber.
Кроме того, в клапане не обеспечивается достаточная герметизация пороховых газов в камере корпуса и возможность их попадания в каналы корпуса и патрубков. Это объясняется тем, что поршень вместе с запорным органом не зафиксирован относительно корпуса. При наличии осевых перегрузок возможно смещение их относительно корпуса, а поскольку манжета установлена с натягом, она смещается вместе с запорным органом, и появляется зазор между манжетой и корпусом. При срабатывании пиропатрона газ попадает в зазор между манжетой и корпусом, в результате чего давление на манжету со всех сторон одинаково и она не прижимается к корпусу, а перемещается вместе с запорным органом. Открывается доступ для пороховых газов из камеры в каналы корпуса и патрубков. In addition, the valve does not provide sufficient sealing of the powder gases in the housing chamber and the possibility of their ingress into the channels of the housing and nozzles. This is because the piston, together with the locking element, is not fixed relative to the housing. In the presence of axial overloads, it is possible to displace them relative to the housing, and since the cuff is fitted with an interference fit, it moves with the locking member and a gap appears between the cuff and the housing. When the igniter is triggered, the gas enters the gap between the cuff and the body, as a result of which the pressure on the cuff is the same on all sides and it does not press against the body, but moves with the locking element. Access for powder gases from the chamber to the channels of the housing and nozzles.
При низкой надежности срабатывания пироклапана отсутствует контроль за его срабатыванием. At low reliability of operation of the pyrovalve there is no control over its operation.
Задачей, решаемой изобретением, является улучшение эксплуатационных характеристик пиротехнического дренажного клапана. The problem solved by the invention is to improve the operational characteristics of the pyrotechnic drainage valve.
Технический результат достигается тем, что клапан, содержащий цилиндрический корпус с внутренним цилиндрическим каналом, цилиндрическую камеру, входной и выходной патрубки, выполненные с проходными каналами и жестко связанные с корпусом, запорный орган, выполненный в виде цилиндра, установленного в цилиндрическом канале корпуса, поршень, установленный в цилиндрической камере соосно с запорным органом и жестко с ним связанный, резьбовое гнездо с установленным в нем пиротехническим источником давления, связанное с цилиндрической камерой в соответствии с изобретением, снабжен фланцем с кольцевым торцевым уплотнением, жестко закрепленным на наружной поверхности корпуса, и узлом фиксации запорного органа относительно корпуса, на боковой поверхности запорного органа выполнена кольцевая канавка с установленным в ней кольцевым уплотнением, взаимодействующими с поверхностью цилиндрического канала корпуса, входной и выходной патрубки выполнены в виде глухих полых цилиндров, соосных с корпусом и закрепленных на нем по разные стороны фланца корпуса, поршень закреплен на торце запорного органа со стороны выходного патрубка, проходные каналы входного патрубка выполнены в виде пазов на боковой поверхности входного патрубка, а проходные каналы выходного патрубка выполнены в виде окон на торце выходного патрубка, при этом площадь проходных каналов выходного патрубка меньше площади проходных каналов входного патрубка, цилиндрическая камера под поршень и гнездо под пиротехнический источник давления выполнены в торце выходного патрубка, на торце входного патрубка выполнен упор с возможностью взаимодействия с торцом запорного органа при его перемещении, на внутренней поверхности входного патрубка выполнена кольцевая канавка с возможностью взаимодействия с кольцевым уплотнением запорного органа при его взаимодействии с упором входного патрубка, а на внутренней поверхности цилиндрической камеры под поршень выполнена кольцевая канавка с установленным кольцевым уплотнением, взаимодействующим с боковой поверхностью поршня. При этом узел фиксации запорного органа относительно корпуса выполнен в виде срезного элемента, установленного в радиальном отверстии, выполненном в стенке цилиндрической камеры и в поршне на расстоянии от кольцевого уплотнения, установленного в цилиндрической камере, не менее хода запорного органа при его открытии. The technical result is achieved in that a valve comprising a cylindrical body with an internal cylindrical channel, a cylindrical chamber, inlet and outlet nozzles made with passage channels and rigidly connected to the body, a locking member made in the form of a cylinder mounted in a cylindrical channel of the body, a piston, mounted in a cylindrical chamber coaxially with the locking member and rigidly connected to it, a threaded socket with a pyrotechnic pressure source installed in it, connected to the cylindrical chambers In accordance with the invention, it is equipped with a flange with an annular mechanical seal rigidly fixed on the outer surface of the housing and a locking unit for fixing the locking member relative to the housing, an annular groove is made on the lateral surface of the locking member with an annular seal installed in it, interacting with the surface of the cylindrical channel of the housing, the inlet and outlet nozzles are made in the form of hollow hollow cylinders coaxial with the housing and mounted on it on opposite sides of the housing flange, the piston is fixed to the end of the locking body from the side of the outlet pipe, the passage channels of the inlet pipe are made in the form of grooves on the side surface of the inlet pipe, and the passage channels of the outlet pipe are made in the form of windows at the end of the outlet pipe, while the area of the passage channels of the outlet pipe is smaller than the area of the passage channels of the inlet pipe, a cylindrical chamber for the piston and the socket for the pyrotechnic pressure source is made in the end of the outlet pipe, an emphasis is made at the end of the inlet pipe with the possibility of interaction the end face of the locking body when it is moving, an annular groove is made on the inner surface of the inlet pipe with the possibility of interaction with the ring seal of the locking body when it interacts with the stop of the inlet pipe, and on the inner surface of the cylindrical chamber a piston has an annular groove with an installed ring seal interacting with the side piston surface. In this case, the fixation unit of the locking member relative to the housing is made in the form of a shear element installed in a radial hole made in the wall of the cylindrical chamber and in the piston at a distance from the annular seal installed in the cylindrical chamber, not less than the stroke of the locking member when it is opened.
Технический результат достигается также за счет того, что в конструкцию дополнительно введены кронштейн, жестко закрепленный на торце входного патрубка с его внешней стороны, цилиндрическая игла, жестко закрепленная на торце запорного органа со стороны входного патрубка с поршнем и выполненная с кольцевой канавкой и кольцевым буртом на боковой поверхности, два микропереключателя с приводными элементами, жестко закрепленные на кронштейне симметрично относительно продольной оси запорного органа и электрически связанные с электрическим соединителем, закрепленном на кронштейне, и две ленточные пружины, расположенные симметрично относительно продольной оси запорного органа, жестко закрепленные одним концом на кронштейне, взаимодействующие поверхностью ленты с приводными элементами микропереключателей и выполненные с упором на свободном конце, взаимодействующим с цилиндрической поверхностью иглы, установленной в отверстии, выполненном в торце входного патрубка, при этом упоры ленточных пружин выполнены с возможностью расположения в кольцевой канавке цилиндрической иглы и взаимодействия с кольцевым буртом иглы при срабатывании клапана. The technical result is also achieved due to the fact that the bracket is additionally introduced into the design, which is rigidly fixed at the end of the inlet pipe from its outer side, a cylindrical needle, rigidly fixed at the end of the shut-off body from the side of the inlet pipe with a piston and made with an annular groove and an annular collar on side surface, two microswitches with drive elements, rigidly fixed to the bracket symmetrically with respect to the longitudinal axis of the locking element and electrically connected to m connector mounted on the bracket, and two belt springs located symmetrically relative to the longitudinal axis of the locking element, rigidly fixed at one end to the bracket, interacting with the surface of the tape with the drive elements of the microswitches and made with emphasis on the free end interacting with the cylindrical surface of the needle installed in holes made at the end of the inlet pipe, while the stops of the belt springs are arranged to be cylindrical in the annular groove oh needle and engagement with the annular collar of the needle when the valve is activated.
Поставленная задача достигается также за счет того, что на торце входного патрубка установлена полая цилиндрическая втулка, выполненная из необратимодеформируемого материала, с возможностью взаимодействия с торцом запорного органа при его перемещении. The task is also achieved due to the fact that at the end of the inlet pipe there is a hollow cylindrical sleeve made of irreversibly deformable material, with the possibility of interaction with the end face of the locking member when moving it.
На фиг. 1 показан общий вид пиротехнического дренажного клапана в закрытом состоянии; на фиг. 2 показан общий вид клапана в открытом состоянии. In FIG. 1 shows a general view of a pyrotechnic drainage valve in a closed state; in FIG. 2 shows a general view of the valve in the open state.
Клапан дренажный пиротехнический содержит цилиндрический корпус 1, выполненный с фланцем 2 с кольцевым торцовым уплотнением 3. Внутри корпуса 1 выполнен цилиндрический канал 4, в котором установлен запорный орган 5, выполненный в виде цилиндра, на боковой поверхности которого выполнена кольцевая канавка 6 с установленным в ней кольцевым уплотнением 7, взаимодействующим с поверхностью канала 4. Пиротехнический дренажный клапан содержит также входной патрубок 8, выполненный в виде полого цилиндра, соосного корпусу 1 с глухим торцом 9. На боковой поверхности входного патрубка 8 выполнены проходные каналы в виде пазов 10. На внутренней поверхности торца 9 патрубка 8 выполнен упор 11, а на внутренней поверхности патрубка 8 выполнена кольцевая канавка 12. На внутренней поверхности торца 9 установлена также полая втулка 13, выполненная из необратимодеформируемого материала, например из пенопласта. Пироклапан содержит также выходной патрубок 14, который расположен соосно с корпусом 1 и жестко закреплен на нем со стороны, противоположной входному патрубку 8. Выходной патрубок 14 выполнен в виде полого цилиндра с глухим торцом 15, в котором выполнены проходные каналы в виде окон 16, цилиндрическая камера 17, соосная патрубку 14, и гнездо 18, связанное с камерой 17, в котором установлен пиротехнический источник давления 19. Внутри цилиндрической камеры 17 установлен поршень 20, который жестко связан с торцом запорного клапана 5 и соосен с ним. На боковой поверхности цилиндрической камеры 17 выполнена кольцевая канавка 21 с установленным в ней кольцевым уплотнением 22, взаимодействующим с боковой поверхностью поршня 20. Кроме того пироклапан содержит узел фиксации запорного органа 5 относительно корпуса 1, выполненный в виде срезного штифта 23, установленного в радиальном отверстии 24, выполненном в стенке цилиндрической камеры 17 и в поршне 20 на расстоянии от кольцевого уплотнения 22 менее хода запорного органа при его открытии. В глухом торце 9 входного патрубка 8 выполнено центральное отверстие 25, в котором установлена цилиндрическая игла 26, выполненная с кольцевой канавкой 27 и кольцевым буртиком 28. С внешней стороны на торце 9 жестко закреплен кронштейн 29, на котором симметрично относительно продольной оси пироклапана жестко закреплены два микропереключателя 30 с приводными элементами 31, электрически связанные с электрическим соединителем 32, закрепленным на кронштейне 29. На кронштейне 29 симметрично относительно продольной оси пироклапана расположены также две ленточные пружины 33, жесткое закрепленные одним концом на кронштейне 29, взаимодействующие с поверхностью ленты с приводными элементами 31 микропереключателей 30 и выполненные с упорами 34 на свободном конце, взаимодействующими с цилиндрической поверхностью иглы 26. При таком расположении ленточных пружин 33 приводные элементы 31 микропереключателей 30 утоплены и замыкают нормально разомкнутые контакты микропереключателей 30, а с электрического соединителя 32 снимается сигнал о том, что пироклапан находится в закрытом состоянии. Крепится пиротехнический клапан с помощью фланца 2 на корпусе 35 сосуда с газом, находящимся под избыточным давлением. Пироклапан установлен на корпусе 35 так, что входной патрубок 8 расположен внутри сосуда, а выходной патрубок 14 вне сосуда при пониженном давлении. При этом герметизация внутри пироклапана осуществляется кольцевым уплотнением 7, а герметизация посадочного места осуществляется торцевым уплотнением 3. The pyrotechnic drainage valve comprises a
Срабатывание пироклапана происходит следующим образом. The operation of the pyrovalve is as follows.
При срабатывании пиротехнического источника давления 19 продукты сгорания поступают в полость гнезда 18 и камеру 17 и действуют на поршень 20. При силе давления газов на поршень 20 более усилия среза штифта 23 и усилия газа в сосуде, действующего на запорный орган 5, поршень 20 совместно с запорным органом 5 и иглой 26 перемещаются под действием продуктов сгорания. При перемещении запорного органа 5 он своим торцом начинает взаимодействовать с полой втулкой 13, выполненной, например, из пенопласта, деформирует ее (и за счет этого гасит свою энергию) до тех пор, пока торец запорного органа 5 не начнет взаимодействовать с упором 11, выполненным на торце 9 входного патрубка 8, при этом кольцевое уплотнение 7, установленное в канавке 6 запорного органа 5, располагается напротив кольцевой канавки 12, выполненной на внутренней поверхности патрубка 8. Кольцевое уплотнение 7 распрямляется, принимает первоначальную форму и заполняет канавку 12, фиксируя за счет этого запорный орган 5 внутри входного патрубка 8. Пиротехнический дренажный клапан открылся. При этом газ из сосуда с избыточным давлением начинает вытекать через пазы 10 входного патрубка, канал 4 корпуса 1 и окна 16 выходного патрубка 14 в окружающую среду. Для повышения коэффициента расхода площадь окон 16 выходного патрубка 14 должна быть меньше площади пазов 10 входного патрубка 8. В таком положении продукты сгорания пиротехнического источника давления 19 остаются запертыми внутри камеры 17 посредством кольцевого уплотнения 22, при этом остатки срезного штифта 23, находящиеся в поршне 20, не доходят до уплотнения 22 и не повреждают его. При открытии пироклапана, то есть при взаимодействии запорного органа 5 с упором 11, кольцевая канавка 27, выполненная на игле 26, располагается под упорами 34 ленточных пружин 33. Упоры 34 проваливаются в канавку 27, ленточные пружины 33 занимают свободное положение и перестают взаимодействовать с приводными элементами 31 микропереключателей 30, замкнутые контакты микропереключателей размыкаются, и с соединителя 32 снимается сигнал об открытии пироклапана. При этом упоры 34 ленточных пружин 33 начинают взаимодействовать с кольцевым буртом 28 иглы 26 и дополнительно фиксируют иглу 26 с запорным органом 5 в открытом положении. When the
Таким образом, улучшаются эксплуатационные характеристики устройства за счет упрощения процесса закрепления пироклапана, уменьшения его габаритов, обеспечения использования пироклапана в сосудах с газом, повышения надежности срабатывания пироклапана, обеспечения его фиксации в открытом состоянии и обеспечения контроля срабатывания. Thus, the operational characteristics of the device are improved by simplifying the process of securing the pyrovalve, reducing its size, ensuring the use of the pyrovalve in vessels with gas, increasing the reliability of operation of the pyrovalve, ensuring its fixation in the open state and providing control of the operation.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97103024A RU2115052C1 (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Pyrotechnic drainage valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97103024A RU2115052C1 (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Pyrotechnic drainage valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2115052C1 true RU2115052C1 (en) | 1998-07-10 |
RU97103024A RU97103024A (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=20190315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97103024A RU2115052C1 (en) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | Pyrotechnic drainage valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115052C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790918C1 (en) * | 2022-06-28 | 2023-02-28 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева" | Drain valve |
-
1997
- 1997-03-03 RU RU97103024A patent/RU2115052C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Эдельман А.И. Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей. - М.: Маш иностроение, 1970, рис. 2.20. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2790918C1 (en) * | 2022-06-28 | 2023-02-28 | Акционерное общество "Конструкторское бюро химического машиностроения имени А.М. Исаева" | Drain valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU1794223C (en) | Valve | |
US6478051B1 (en) | Pressure means storage device | |
EP0625645B1 (en) | Self-regulating hydraulic device | |
CN101297101B (en) | Valve assembly and related arrangements | |
CA1048989A (en) | Stem sealing for high pressure valve or the like | |
US4026327A (en) | Rapid opening valve for steam-operated power devices | |
US4681142A (en) | Self-compensating solenoid valve | |
RU2634999C1 (en) | Safety valve | |
RU2115052C1 (en) | Pyrotechnic drainage valve | |
CN111706445B (en) | Flow control valve for low-temperature liquid rocket propellant and liquid rocket engine | |
RU2684712C1 (en) | Reusable start valve with extended impact zone | |
US2944268A (en) | Actuating mechanism for expanding an inflatable article | |
US3890994A (en) | Normally open valve construction having a deformable bladder | |
RU2110779C1 (en) | Hermetically sealed device | |
GB2340917A (en) | Valve with metal to metal sealing | |
KR200421459Y1 (en) | CO2 cylinder valve of auto-extinguisher | |
RU2109191C1 (en) | Shut-off device | |
US4676477A (en) | Self-closing valve fitting | |
CN212744175U (en) | Pneumatic control structure of flow control valve and liquid rocket engine | |
US4354664A (en) | Fail-safe valve | |
US4149555A (en) | Gas-actuated valves | |
RU2101466C1 (en) | Valve | |
US1520117A (en) | Valve | |
RU2068520C1 (en) | Hydraulic valve | |
JPS6134583B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100304 |