RU2184295C2

RU2184295C2 - Distributing valve

Info

Publication number: RU2184295C2
Application number: RU2000105658A
Authority: RU
Inventors: И.А. Мордвинников; Т.Н. Швец
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2002-06-27

Abstract

FIELD: life-support systems of spacecraft habitable compartments. SUBSTANCE: distributing valve has body with one inlet and two outlet passages, spring- loaded shut-off members controlled by drive in form of multi-stage profiled cam. Additional cavity is provided in body between inlet and one outlet passages. This cavity is used for mounting additional shut-off member having taper form with restrictor in form of groove. Groove is located along generatrix. Additional shut-off member is mounted coaxially relative to main shut-off member forming clearance between it and coaxial shut-off member when it is closed position. EFFECT: enhanced stability of throttling mode due to blowing restrictor in case of choking. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к агрегатам систем жизнеобеспечения обитаемых отсеков космических аппаратов. The invention relates to the field of rocket and space technology, in particular to units of life support systems of the inhabited compartments of spacecraft.

Известен клапан распределительный, содержащий корпус с одним входным и двумя выходными каналами, запорные органы и привод (СССР а.с. 630478, кл. F 16 K 11/04 от 1976 г.). Known distribution valve, comprising a housing with one input and two output channels, locking elements and actuator (USSR AS 630478, class F 16 K 11/04 from 1976).

Недостатком данного клапана является однорежимный функциональный диапазон. The disadvantage of this valve is the single-mode functional range.

Наиболее близким по технической сущности является клапан распределительный, содержащий корпус с входным и выходным клапанами, подпружиненные запорные органы, управляемые приводом в виде многоступенчатого профильного кулачка (США патент 4865078, кл. F 16 K 31/254 от 1989 г.). The closest in technical essence is a control valve containing a housing with inlet and outlet valves, spring-loaded locking elements controlled by an actuator in the form of a multi-stage profile cam (US patent 4865078, class F 16 K 31/254 from 1989).

Недостатком известного клапана распределительного является невысокая надежность обеспечения стабильного дросселирующего режима при не менее чем 2-х режимном расходе газa через какой-либо канал. A disadvantage of the known control valve is the low reliability of providing a stable throttling mode with at least 2 operating flow rates of gas through any channel.

Техническим результатом предложенного технического решения является повышение надежности обеспечения стабильного дросселирующего режима при не менее чем 2-х режимном расходе газа за счет установки дополнительного запорного органа конической формы с дросселем в виде канавки по образующей конуса. The technical result of the proposed technical solution is to increase the reliability of providing a stable throttling mode with at least 2 gas flow rates due to the installation of an additional conical shut-off element with a throttle in the form of a groove along the generatrix of the cone.

Сущность изобретения заключается в том, что в клапане распределительном, содержащем корпус с входным и выходными каналами, подпружиненные запорные органы, управляемые приводом в виде многоступенчатого профильного кулачка, в корпусе между входным и одним из выходных каналов выполнена дополнительная полость, в которой установлен дополнительный запорный орган конической формы с дросселем в виде канавки, расположенной вдоль образующей конуса, причем дополнительный запорный орган установлен соосно основному из запорных органов и с образованием зазора между ним и соосным запорным органом при закрытом положении последнего. The essence of the invention lies in the fact that in the distribution valve, comprising a housing with input and output channels, spring-loaded locking elements controlled by a drive in the form of a multi-stage profile cam, an additional cavity is made in the housing between the input and one of the output channels, in which an additional locking body is installed conical shape with a throttle in the form of a groove located along the generatrix of the cone, with the additional locking element installed coaxially to the main of the locking elements and vaniem gap between him and the coaxial shut-off valve in the closed position of the latter.

На фиг.1 показан общий вид клапана распределительного. Figure 1 shows a General view of the control valve.

На фиг.2 показан профиль кулачка. 2 shows a cam profile.

На фиг.3 показан профиль канавки дросселя. Figure 3 shows the profile of the groove of the throttle.

В корпусе 1 клапана распределительного (см. фиг.1) с входным 2 и выходными каналами 3 и 4 установлены запорные органы 5 и 6, поджатые пружинами 7 и 8 к седлам 9 и 10 корпуса 1. В полости 11 корпуса 1 установлен привод в виде кулачка 12 с валом 13. Кулачок 12 имеет многоступенчатый профиль (см. фиг. 2). Поверхность 14 профиля кулачка 12 обеспечивает закрытое положение запорных органов 5 и 6, поверхность 15 обеспечивает открытое положение 5 или 6 запорного органа в зависимости от того, в какую сторону производится поворот кулачка. Поверхность 16 обеспечивает открытое положение запорного органа 17. В дополнительной выходной полости 18 корпуса 1 за запорным органом 6 установлен конический запорный орган 17, поджатый пружиной 19. На конической поверхности запорного органа 17 выполнена канавка 20, являющаяся дросселем. Канавка 20 выполнена вдоль по образующей конуса. Площадь поперечного сечения канавки 20 обеспечивает необходимый расход газовой среды. Между торцами запорных органов 6 и 17 имеется зазор 21, величина которого соответствует разнице радиусов поверхностей 14 и 15 кулачка 12, т.е. величине открытия запорного органа 6 при закрытом запорном органе 17. In the valve body 1 of the distribution valve (see Fig. 1) with inlet 2 and output channels 3 and 4, shut-off bodies 5 and 6 are installed, preloaded by springs 7 and 8 to the seats 9 and 10 of the housing 1. In the cavity 11 of the housing 1, a drive is installed in the form cam 12 with shaft 13. Cam 12 has a multi-stage profile (see Fig. 2). The surface 14 of the cam 12 profile provides the closed position of the locking bodies 5 and 6, the surface 15 provides the open position 5 or 6 of the locking body, depending on which direction the cam is rotated. The surface 16 provides an open position of the locking member 17. In an additional outlet cavity 18 of the housing 1, behind the locking member 6, a conical locking member 17 is mounted, preloaded by a spring 19. A groove 20 is formed on the conical surface of the locking member 17. The groove 20 is made along the generatrix of the cone. The cross-sectional area of the groove 20 provides the necessary flow rate of the gaseous medium. Between the ends of the locking elements 6 and 17 there is a gap 21, the value of which corresponds to the difference of the radii of the surfaces 14 and 15 of the cam 12, i.e. the magnitude of the opening of the locking member 6 with the closed locking member 17.

Клапан распределительный предназначен для однорежимного наддува одного объекта (например, скафандров космонавтов) и двухрежимного наддува другого объекта (например, спускаемого аппарата) газообразным кислородом. Двухрежимный расход обеспечивается запорным органом 17 либо в его закрытом положении через дроссель 20. Это длительный режим, исполняемый по сигналу газоанализатора при уменьшении % содержания кислорода в воздухе. Либо при полном открытии запорного органа 17. Это режим ускоренного наддува необходим для проверки герметичности отсека, в аварийной ситуации или для продувки дросселя. Дроссели в виде отверстия (особенно малого сечения, например, порядка 100 мкм) склонны к засорению. Защита их фильтрами неэффективна, и к тому же ведет к конструктивному усложнению. При вращении вала 13 на заданный угол по часовой стрелке происходит взаимодействие штока запорного органа 5 с поверхностью 15 кулачка 12 и открытие запорного органа 5. Газовая среда (кислород) проходит из входного канала 2 в канал 3 и далее к потребителю - скафандрам космонавтов. The control valve is designed for single-mode pressurization of one object (for example, space suits of astronauts) and dual-mode pressurization of another object (for example, descent vehicle) with gaseous oxygen. The bimodal flow rate is provided by the shutoff body 17 or in its closed position through the throttle 20. This is a long-term mode, executed by the signal of the gas analyzer with a decrease in% of oxygen in the air. Or at full opening of the locking element 17. This accelerated boost mode is necessary to check the tightness of the compartment, in an emergency or to purge the throttle. Chokes in the form of a hole (especially a small cross-section, for example, of the order of 100 μm) are prone to clogging. Protecting them with filters is ineffective, and also leads to constructive complication. When the shaft 13 is rotated clockwise, the rod of the locking member 5 interacts with the surface 15 of the cam 12 and the locking member 5 opens. The gaseous medium (oxygen) passes from the input channel 2 to channel 3 and then to the consumer - the astronaut's spacesuits.

При вращении вала 13 против часовой стрелки происходит закрытие запорного органа 5, затем взаимодействие штока запорного органа 6 с поверхностью 15(А) кулачка 12 и открытие запорного органа 6. Газовая среда в этом случае проходит из входного канала 2 через открытый запорный орган 6, дроссель 20 запорного органа 17, канал 4 и далее - в атмосферу спускаемого аппарата. При дальнейшем вращении вала 13 против часовой стрелки происходит взаимодействие штока запорного органа 6 с поверхностью 16 кулачка 12 и дополнительное открытие запорного органа 6 и открытие запорного органа 17. Увеличивается расход газовой среды в атмосферу спускаемого аппарата. Одновременно производится продувка дросселя 20. When the shaft 13 is rotated counterclockwise, the closure member 5 closes, then the stem of the closure member 6 interacts with the surface 15 (A) of the cam 12 and the closure member 6 opens. The gas medium in this case passes from the inlet channel 2 through the open shutter 6, the throttle 20 of the locking member 17, channel 4 and further into the atmosphere of the descent vehicle. With further rotation of the shaft 13 counterclockwise, the rod of the locking member 6 interacts with the surface 16 of the cam 12 and the additional opening of the locking member 6 and the opening of the locking member 17. The flow of the gaseous medium into the atmosphere of the descent apparatus increases. At the same time, the throttle 20 is purged.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает стабильный дросселирующий режим при функционировании клапана за счет возможности продувки дросселя в случае засорения. Thus, the proposed technical solution provides a stable throttling mode during valve operation due to the possibility of blowing the throttle in the event of clogging.

Claims

Distribution valve, comprising a housing with input and output channels, spring-loaded locking elements controlled by a drive in the form of a multi-stage profile cam, characterized in that an additional cavity is made in the housing between the input and one of the output channels, in which an additional conical shut-off element with a throttle is installed in the form of a groove located along the generatrix of the cone, and the additional locking element is installed coaxially to the main of the locking organs and with the formation of a gap between it coaxial shut-off valve in the closed position of the latter.