RU2296260C1 - Quick-acting high-temperature throttle device - Google Patents

Quick-acting high-temperature throttle device Download PDF

Info

Publication number
RU2296260C1
RU2296260C1 RU2005123205/06A RU2005123205A RU2296260C1 RU 2296260 C1 RU2296260 C1 RU 2296260C1 RU 2005123205/06 A RU2005123205/06 A RU 2005123205/06A RU 2005123205 A RU2005123205 A RU 2005123205A RU 2296260 C1 RU2296260 C1 RU 2296260C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
central chamber
housing
shaft
pinion
rack
Prior art date
Application number
RU2005123205/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
н Борис Сергеевич Веробь (RU)
Борис Сергеевич Веробьян
Александр Федорович Быков (RU)
Александр Федорович Быков
Дмитрий Михайлович Волков (RU)
Дмитрий Михайлович Волков
Александр Роальдович Лепешкин (RU)
Александр Роальдович Лепешкин
Леонид Петрович Чигрин (RU)
Леонид Петрович Чигрин
Юрий Николаевич Кунаков (RU)
Юрий Николаевич Кунаков
Original Assignee
Федеральное Государственное унитарное дочернее предприятие Научно-испытательный центр Центрального института авиационного моторостроения (ФГУДП НИЦ ЦИАМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное унитарное дочернее предприятие Научно-испытательный центр Центрального института авиационного моторостроения (ФГУДП НИЦ ЦИАМ) filed Critical Федеральное Государственное унитарное дочернее предприятие Научно-испытательный центр Центрального института авиационного моторостроения (ФГУДП НИЦ ЦИАМ)
Priority to RU2005123205/06A priority Critical patent/RU2296260C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2296260C1 publication Critical patent/RU2296260C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: valving.
SUBSTANCE: device comprises housing with axial inlet, flowing section, axial outlet, and passages for supplying and discharging cooling air. The housing receives central chamber provided with prechamber and mounted on the shelves. The central chamber receive sleeve valve and mechanism for moving the sleeve valve. The mechanism is made of a rack and pinion. The rack is secured to the rod of the sleeve valve and is shifted with respect to the axis of the pinion by the value of the radius of the dividing circumference. The pinion is rigidly connected with the shaft of the driving mechanism. The shaft of the driving mechanism is set in the detachable support. The support is connected with the inner side of the central chamber. The load-bearing pins and temporary bushing perpendicular to the pins are mounted in the plane of the pinion axis. The housing inside the flowing part is provided with the outer shield. The central chamber has inner shield. The shaft of the driving mechanism is set in the bushing-bearings in the detachable support. The support is flexibly connected with the inner surface of the central chamber through the flat springs. The housing receives additional pins. The pins are locked inside the housing and are movably connected with the central chamber. The mechanism for moving the rack-pinion is provided with the adjusting plate. A part of the outer shield in the flowing section can reciprocate. The inner shield in the central chamber is multi-layered.
EFFECT: enhanced reliability and expanded functional capabilities.
3 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано для регулирования расходов высокотемпературных газов в испытательных стендах авиадвигателей, а также в энергетической, химической, металлургической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of valve engineering and can be used to control the flow of high-temperature gases in the test benches of aircraft engines, as well as in the energy, chemical, metallurgical and other industries.

Известна задвижка (каталог фирмы RZD, MakVeld B.V., Голландия - аналог). Устройство задвижки содержит корпус, центральную камеру, пилоны, механизм привода, который выполнен из двух взаимно пересекающихся реек, одна из которых связана с клапаном, а другая - с приводом. Причем центральная камера, где расположен механизм привода, на пилонах жестко связана с корпусом.Known gate valve (catalog company RZD, MakVeld B.V., Holland - analog). The valve device comprises a housing, a central chamber, pylons, a drive mechanism, which is made of two mutually intersecting rails, one of which is connected to the valve, and the other to the actuator. Moreover, the central chamber, where the drive mechanism is located, is rigidly connected to the body on the pylons.

Данная конструкция не может работать в зоне высоких температур, так как без принудительного охлаждения невозможно обеспечить надежное взаимодействие двух взаимно пересекающихся реек и избежать большой концентрации напряжений в местах зацепления.This design cannot work in the high temperature zone, since without forced cooling it is impossible to ensure reliable interaction between two mutually intersecting rails and to avoid a high concentration of stresses in the engagement points.

Повышенная концентрация напряжений возникает под влиянием высокой температуры и давления и в пилонах, с помощью которых центральная камера связана с корпусом.An increased stress concentration arises under the influence of high temperature and pressure in the pylons, with the help of which the central chamber is connected to the body.

Наконец, если рассматривать задвижку в состоянии "открыто" как элемент трубопровода, то для уменьшения теплопотерь по тракту корпус задвижки должен быть теплоизолирован или иметь охлаждение, а ее проточная часть, как и центральная камера, должны быть экранированы, что в данной конструкции отсутствует.Finally, if we consider the valve in the “open” state as an element of the pipeline, then to reduce heat loss along the path, the valve body must be insulated or cooled, and its flow part, as well as the central chamber, must be shielded, which is absent in this design.

Известно "Дроссельное устройство" (см. Патент US 1919165 А, кл. F 16 К 1/12, 18.07.1933 - аналог). Описанное дроссельное устройство содержит корпус с осевым входом и выходом, внутри которого на пилонах размещены центральная камера и предкамера с расположенными в них гильзовым затвором и механизмом перемещения последнего, выполненного из рейки и шестерни, каналов подачи и отвода охлаждающего воздуха, при этом рейка жестко связана со штоком гильзового затвора и смещена относительно оси шестерни на величину радиуса делительной окружности шестерни.The "Throttle device" is known (see Patent US 1919165 A, class F 16 K 1/12, July 18, 1933 - analogue). The described throttle device comprises a housing with an axial inlet and outlet, inside of which on the pylons there is a central chamber and a prechamber with a sleeve shutter and a mechanism for moving the latter, made of a rack and pinion, supply and exhaust channels of cooling air, while the rail is rigidly connected with the liner shutter rod and is offset relative to the axis of the gear by the radius of the pitch circle of the gear.

В данном дроссельном устройстве отсутствие жесткой осевой фиксации центральной камеры относительно корпуса является существенным недостатком конструкции, что способствует возникновению дополнительных температурных напряжений при работе дроссельного устройства в зоне высоких температур. Кроме того, в данной конструкции имеют место тепловые потери газа за счет излучения по тракту дросселирования в пределах осевой длины дроссельного устройства с учетом принудительного охлаждения центральной камеры, где расположен механизм перемещения гильзового затвора, что тоже является недостатком рассмотренной конструкции.In this throttle device, the lack of rigid axial fixation of the central chamber relative to the housing is a significant design defect, which contributes to the emergence of additional temperature stresses during operation of the throttle device in the high temperature zone. In addition, in this design there are thermal losses of gas due to radiation along the throttling path within the axial length of the throttle device, taking into account the forced cooling of the central chamber, where the sleeve shutter movement mechanism is located, which is also a drawback of the considered design.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является дроссельное устройство (см. Патент на изобретение RU 2251041 C1, F 16 К 1/12, 3/24, 31/54, 49/00, 15.08.2003 - прототип).The closest to the proposed invention by technical nature and the achieved result is a throttle device (see Patent for invention RU 2251041 C1, F 16 K 1/12, 3/24, 31/54, 49/00, 08/15/2003 - prototype).

Описанное дроссельное устройство содержит корпус с осевым входом, проточной частью и осевым выходом, внутри которого на пилонах размещена центральная камера с предкамерой с расположенными в них гильзовым затвором и механизмом перемещения последнего, выполненного из рейки и шестерни, каналов подвода и отвода охлаждающего воздуха, при этом рейка жестко связана со штоком гильзового затвора и смещена относительно оси шестерни на величину радиуса ее делительной окружности, шестерня жестко соединена с валом механизма привода, причем вал механизма привода размещен в разъемной опоре, которая жестко связана с внутренней поверхностью центральной камеры, в плоскости оси шестерни установлены диаметрально силовые штифты и, перпендикулярно им, упругие технологические втулки, корпус в проточной части имеет внешний экран, а центральная камера - внутренний экран.The described throttle device comprises a housing with an axial inlet, a flow part and an axial outlet, inside of which on the pylons there is a central chamber with a pre-chamber with a sleeve shutter and a mechanism for moving the latter, made of a rack and pinion, channels for supplying and discharging cooling air, the rail is rigidly connected with the rod sleeve and offset relative to the axis of the gear by the radius of its pitch circle, the gear is rigidly connected to the shaft of the drive mechanism, and the shaft anizma drive housed in a demountable support which is rigidly connected to the inner surface of the central chamber, a power gear mounted diametrically pins and perpendicular to them, the elastic sleeve in technological plane axis, the housing in the flow section has an outer screen, and a central chamber - the inner shield.

В данном дроссельном устройстве жесткая связь разъемной опоры вала механизма привода с внутренней поверхностью центральной камеры является существенным недостатком, что способствует возникновению дополнительных температурных напряжений при работе дроссельного устройства в зоне высоких температур, когда имеет место значительная разница температур между внутренней полостью центральной камеры и проточной частью дроссельного устройства.In this throttle device, the rigid connection of the detachable support of the drive mechanism shaft with the inner surface of the central chamber is a significant drawback, which contributes to the emergence of additional temperature stresses during operation of the throttle device in the high temperature zone, when there is a significant temperature difference between the inner cavity of the central chamber and the flow part of the throttle devices.

Кроме того, в рассматриваемой конструкции гильзовый затвор является по сути жестко связанным с гильзой с прорезями. Гильза с прорезями (позиция не обозначена) имеет на конце посадочный пояс, который выполняет роль подвижной опоры, поддерживающей в процессе работы соосность центральной камеры относительно оси корпуса в его горизонтальной плоскости. Однако если возникает необходимость использовать при дросселировании газа в работе дроссельного устройства гильзовый затвор без гильзы с прорезями, то вертикальная нагрузка от веса центральной камеры и ее комплектующих узлов придется на упругие технологические втулки, назначение которых герметизировать проходные каналы ими соединяемые соответствующих узлов конструкции камеры и корпуса, а не выполнять роль силовых элементов. Это также недостаток описываемого дроссельного устройства.In addition, in the construction under consideration, the sleeve closure is essentially rigidly connected to the sleeve with slots. The sleeve with slots (the position is not indicated) has a landing belt at the end, which acts as a movable support, supporting the alignment of the central chamber relative to the axis of the body in its horizontal plane during operation. However, if there is a need to use a sleeve shutter without sleeves with slots during gas throttle operation, then the vertical load from the weight of the central chamber and its component parts will have to elastic process sleeves, the purpose of which is to seal the passage channels with them connecting the corresponding nodes of the chamber and housing structure, rather than playing the role of power elements. This is also a disadvantage of the described throttle device.

Кроме того, работа дроссельного устройства в зоне более высоких температур (свыше 600°С) является проблематичной, так как потребуется более интенсивное охлаждение воздухом полости центральной камеры, где находится механизм перемещения, что естественно приведет к существенным теплопотерям, то есть к большой разнице температур на входе и выходе быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства.In addition, the operation of the throttle device in the zone of higher temperatures (above 600 ° C) is problematic, since more intensive air cooling of the cavity of the central chamber, where the movement mechanism is located, will naturally lead to significant heat loss, that is, to a large temperature difference by inlet and outlet of a high-speed high-temperature throttle device.

При работе в зоне более высоких температур, например свыше 600°С, возникает необходимость дополнительной защиты узлов конструкций, находящихся в потоке газа, при условии сохранения минимальных теплопотерь газа по всему тракту дросселирования.When working in a zone of higher temperatures, for example above 600 ° C, there is a need for additional protection of structural units located in the gas stream, while maintaining minimal gas heat loss throughout the throttling path.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в повышении эксплутационной надежности и расширении функциональных возможностей быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства, в обеспечении его работоспособности при высоких температурах при сохранении минимальных тепловых потерь газа по всему тракту дросселирования.The technical problem solved by the invention is to increase operational reliability and expand the functionality of a high-speed high-temperature throttle device, to ensure its operability at high temperatures while maintaining minimal heat loss of gas throughout the throttle path.

Это достигается за счет того, что находящаяся в центральной камере разъемная опора, в которой расположен во втулках-подшипниках вал механизма привода, упруго связана посредством плоских пружин с внутренней поверхностью центральной камеры, в корпусе установлены дополнительные силовые штифты, фиксируемые в нем и подвижно соединенные с центральной камерой, механизм перемещения рейка - шестерня снабжен регулирующей пластиной, часть внешнего экрана в проточной части выполнена возвратно-подвижной, а внутренний экран в центральной камере выполнен многослойным.This is achieved due to the fact that the detachable support located in the central chamber, in which the drive mechanism shaft is located in the bearing bushes, is elastically connected by means of flat springs to the inner surface of the central chamber, additional power pins are installed in the housing, which are fixed in it and movably connected to the central camera, the rack and pinion movement mechanism - the gear is equipped with a regulating plate, part of the external screen in the flow part is reciprocating, and the internal screen in the central chamber full multilayer.

Указанная техническая задача решается тем, что быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство, содержащее корпус с осевым входом, проточной частью и осевым выходом, внутри которого на пилонах размещена центральная камера с предкамерой, с расположенными в них гильзовым затвором и механизмом перемещения последнего, выполненного из рейки и шестерни, каналов подвода и отвода охлаждающего воздуха, при этом рейка жестко связана со штоком гильзового затвора и смещена относительно оси шестерни на величину радиуса делительной окружности, а шестерня жестко соединена с валом механизма привода, причем вал механизма привода размещен в разъемной опоре, которая связана с внутренней поверхностью центральной камеры, в плоскости оси шестерни установлены диаметрально силовые штифты и, перпендикулярно им, упругие технологические втулки, корпус в проточной части имеет внешний экран, а центральная камера - внутренний экран, снабжено плоскими пружинами, упруго связывающими разъемную опору, в которой вал механизма привода расположен во втулках-подшипниках, с внутренней поверхностью центральной камеры, в корпусе установлены дополнительные силовые штифты, фиксируемые в нем и подвижно соединенные с центральной камерой, механизм перемещения рейка - шестерня снабжен регулирующей пластиной, часть внешнего экрана в проточной части выполнена возвратно-подвижной, а внутренний экран в центральной камере выполнен многослойным.The specified technical problem is solved in that a high-speed high-temperature throttle device containing a housing with an axial inlet, a flow part and an axial outlet, inside of which a central chamber with a pre-chamber, with a sleeve shutter and a mechanism for moving the latter made of a rack and pinion located in them, is located on the pylons , channels for supplying and discharging cooling air, while the rail is rigidly connected to the rod sleeve of the shutter and is offset relative to the axis of the gear by the value of the radius of the fission circles, and the gear is rigidly connected to the shaft of the drive mechanism, and the drive mechanism shaft is located in a detachable support that is connected to the inner surface of the Central chamber, diametrically power pins are installed in the plane of the gear axis and, perpendicular to them, elastic technological bushings, the housing in the flow part has the external screen, and the central chamber - the internal screen, is equipped with flat springs, elastically connecting the detachable support, in which the shaft of the drive mechanism is located in the bearing bushings, with an internal The surface of the central chamber, additional power pins are installed in the housing, which are fixed in it and movably connected to the central chamber, the rack and pinion movement mechanism is equipped with a control plate, part of the external screen in the flow part is reciprocally movable, and the inner screen in the central chamber is multilayer.

Кроме того, плоские пружины имеют выпукло-вогнутую форму и размещены диаметрально, дополнительные силовые штифты установлены в корпусе в горизонтальной плоскости осей упругих технологических втулок и оси корпуса, регулирующая пластина является упругой, и в продольном сечении имеет волнообразную форму, а между фланцем возвратно-подвижной части внешнего экрана и корпусом, в проточной части, установлена упругая кольцевая пружина плоская U-образного сечения.In addition, the flat springs have a convex-concave shape and are placed diametrically, additional power pins are installed in the housing in the horizontal plane of the axes of the elastic technological bushings and the axis of the housing, the control plate is elastic, and in longitudinal section has a wavy shape, and between the flange is reciprocating part of the external screen and the casing, in the flow part, an elastic ring spring of a flat U-shaped section is installed.

На фиг.1 показано быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство, на фиг.2 - разрез А-А быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства (фиг.1), на фиг.3 - разрез Б-Б быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства (фиг.1), на фиг.4 - детали быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства - разрез Г-Г (фиг.3), на фиг.5 - детали быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства - разрез Д-Д (фиг.4), на фиг.6 - разрез В-В быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства (фиг.1), на фиг.7 - детали быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства вида I (фиг.1), на фиг.8 - детали быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства вида II, положение "закрыто" (фиг.1), на фиг.9 - детали быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства вида III (фиг.8).In Fig.1 shows a high-speed high-temperature throttle device, Fig.2 is a section aa of a high-speed high-temperature throttle device (Fig.1), Fig.3 is a section bB fast-acting high-temperature throttle device (Fig.1), in Fig.1 .4 - details of a high-speed high-temperature throttle device - section G-D (Fig. 3), Fig. 5 - details of a high-speed high-temperature throttle device - section D-D (Fig. 4), Fig. 6 - section BB of a high-speed high temperature throttle device (Fig. 1), Fig. 7 is a detail of a high-speed high-temperature choke device of type I (Fig. 1), Fig. 8 is a detail of a high-speed high-temperature choke device of type II, the closed position (Fig. 1), in Fig. .9 - details of a high-speed high-temperature throttle device of type III (Fig. 8).

Быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство содержит корпус 1 с осевым входом, проточной частью и осевым выходом (не обозначены), внутри которого на пилонах 2 размещена центральная камера 3 с предкамерой 4, с расположенными в них гильзовым затвором 5 и механизмом его перемещения. Механизм перемещения выполнен в виде рейки 6, жестко связанной со штоком 7, и шестерни 8, закрепленной на валу механизма привода 9, вал механизма привода установлен в разъемной опоре 10 во втулках-подшипниках 11. На другом конце вала механизма привода 9 расположена шестерня 12. Шестерня 12 входит в зацепление с рейкой 13, жестко связанной с валом гидропривода 14, управляемым гидроприводом 15. Осевая фиксация центральной камеры 3 относительно корпуса 1 осуществляется силовыми штифтами 16, установленными в вертикальной плоскости оси шестерни 8, также в этой плоскости установлены упругие технологические втулки 17, последние расположены перпендикулярно силовым штифтам 16. А в горизонтальной плоскости осей упругих технологических втулок 17 и оси корпуса 1 установлены дополнительные силовые штифты 18. Разъемная опора 10 упруго связана посредством плоских пружин 19, расположенных диаметрально, с внутренней поверхностью центральной камеры 3. Упругая регулирующая пластина 20 установлена в пазу (позиция не обозначена) в перемычке разъемной опоры 10. Внутри центральной камеры 3 расположен внутренний многослойный экран 21. В проточной части корпуса 1 размещен внешний экран 22, а в зоне рабочего хода гильзового затвора 5, в конце проточной части в корпусе 1 расположена возвратно-подвижная часть 23 внешнего экрана 22. В положении "закрыто" гильзовый затвор 3 прижимает ответную поверхность возвратно-подвижной части 23 внешнего экрана 22 к уплотнительной опоре 25. Кроме того, в корпусе 1 выполнены кольцевой канал 26 подвода охлаждающего воздуха и канал 27 отвода охлаждающего воздуха.A high-speed high-temperature throttle device comprises a housing 1 with an axial inlet, a flow part and an axial outlet (not indicated), inside of which on the pylons 2 there is a central chamber 3 with a pre-chamber 4, with a sleeve shutter 5 located in them and a mechanism for moving it. The movement mechanism is made in the form of a rack 6, rigidly connected with the rod 7, and a gear 8 mounted on the shaft of the drive mechanism 9, the shaft of the drive mechanism is installed in a detachable support 10 in the sleeve bearings 11. At the other end of the shaft of the drive mechanism 9 there is a gear 12. The gear 12 is engaged with the rack 13, rigidly connected with the shaft of the hydraulic actuator 14, controlled by the hydraulic actuator 15. The axial fixation of the Central chamber 3 relative to the housing 1 is carried out by power pins 16 mounted in the vertical plane of the axis of the gear 8, also in on the same plane, elastic technological bushings 17 are installed, the latter are located perpendicular to the power pins 16. And in the horizontal plane of the axes of the elastic technological bushings 17 and the axis of the housing 1 additional power pins are installed 18. The detachable support 10 is elastically connected by means of flat springs 19 located diametrically to the inner surface the central chamber 3. The elastic control plate 20 is installed in the groove (the position is not indicated) in the bridge of the detachable support 10. Inside the central chamber 3 is located nogo-layer screen 21. In the flowing part of the housing 1 there is an external screen 22, and in the area of the working stroke of the sleeve shutter 5, at the end of the flowing part in the housing 1 is the reciprocating part 23 of the outer screen 22. In the "closed" position, the sleeve shutter 3 presses the response the surface of the reciprocating part 23 of the outer screen 22 to the sealing support 25. In addition, an annular channel 26 for supplying cooling air and a channel 27 for discharging cooling air are made in the housing 1.

Каналы подвода 26 и отвода 27 охлаждающего воздуха соединяются с полостью (не обозначена), образованный внутренним многослойным экраном 21 в центральной камере 3. Рейка 6, жестко связанная со штоком 7 гильзового затвора 5, смещена относительно оси шестерни 8, сидящей на валу механизма привода 9, на величину радиуса делительной окружности. Внутренний многослойный экран 21 выполнен в виде полого двухслойного цилиндра с отверстиями. Внешний экран 22, состоящий из нескольких частей, и возвратно-подвижная часть 23 внешнего экрана 22 расположены эквидистантно относительно внутренней поверхности корпуса 1 и выполнены с отверстиями.The channels for supplying 26 and removal of cooling air 27 are connected to a cavity (not indicated) formed by an internal multilayer screen 21 in the central chamber 3. The rail 6, rigidly connected to the rod 7 of the sleeve shutter 5, is offset relative to the axis of the gear 8 sitting on the shaft of the drive mechanism 9 , by the value of the radius of the pitch circle. The inner multilayer screen 21 is made in the form of a hollow two-layer cylinder with holes. The external screen 22, consisting of several parts, and the reciprocating part 23 of the external screen 22 are located equidistantly relative to the inner surface of the housing 1 and are made with holes.

Подвижность возвратно-подвижной части 23 внешнего экрана 22 осуществляется за счет упругой кольцевой пружины плоской U-образного сечения 24.The mobility of the reciprocating part 23 of the outer screen 22 is due to the elastic ring spring of a flat U-shaped section 24.

Кольцевой канал 26 подвода охлаждающего воздуха определяется кольцевым зазором между валом механизма привода 9 и внутренней поверхностью упругой технологической втулки 17.The annular channel 26 for supplying cooling air is determined by the annular gap between the shaft of the drive mechanism 9 and the inner surface of the elastic technological sleeve 17.

Быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство работает следующим образом.High-speed high-temperature throttle device operates as follows.

Охлаждающий воздух от внешнего источника поступает через кольцевой канал 26 подвода охлаждающего воздуха, определяемый кольцевым зазором между валом механизма привода 9 и внутренней поверхностью упругой технологической втулки 17, в полость, образованную внутренним многослойным экраном 21 в центральной камере 3 (размещенной на пилонах 2). Воздух подается для охлаждения механизма перемещения гильзового затвора 5. Из указанной полости центральной камеры 3 воздух поступает в канал 27 отвода охлаждающего воздуха. Внутренний многослойный экран 21, например двухслойный, улучшает охлаждение механизма перемещения гильзового затвора 5 и значительно уменьшает влияние охлаждающего воздуха, подаваемого в центральную камеру 3, на температуру дросселируемого газа по всему тракту быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства. Вал механизма привода 9, с которым жестко связана шестерня 8 механизма перемещения, находится в разъемной опоре 10, последняя посредством диаметрально расположенных выпукло-вогнутых плоских пружин 19 упруго связана с внутренней поверхностью центральной камеры 3. Это дает возможность при радиальной температурной деформации камеры 3 практически избежать (или свести к минимуму) отклонения оси вала механизма привода 9 от первоначального положения, что необходимо для обеспечения нормальных условий эксплуатации механизма перемещения. Если быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство работает в режиме дросселирования газа, то, например, в нашем случае, когда в проточной части температура порядка 700÷750°С, соответственно в центральной камере 3, в полости, ограниченной внутренним многослойным экраном 21, где находится механизм перемещения (зацепление рейки 6 с шестерней 8), температура порядка 250÷300°С.Cooling air from an external source enters through the annular channel 26 for supplying cooling air, determined by the annular gap between the shaft of the drive mechanism 9 and the inner surface of the elastic technological sleeve 17, into the cavity formed by the inner multilayer screen 21 in the central chamber 3 (located on the pylons 2). Air is supplied to cool the mechanism for moving the sleeve shutter 5. From the specified cavity of the central chamber 3, air enters the channel 27 for cooling air. The inner multi-layer screen 21, for example, two-layer, improves cooling of the mechanism of movement of the sleeve valve 5 and significantly reduces the effect of cooling air supplied to the central chamber 3 on the temperature of the throttle gas throughout the path of the high-speed high-temperature throttle device. The shaft of the drive mechanism 9, to which the gear 8 of the movement mechanism is rigidly connected, is located in the detachable support 10, the latter, by means of diametrically arranged convex-concave flat springs 19, is elastically connected with the inner surface of the central chamber 3. This makes it possible to practically avoid radial temperature deformation of the chamber 3 (or minimize) the deviation of the axis of the shaft of the drive mechanism 9 from its original position, which is necessary to ensure normal operating conditions of the movement mechanism. If a high-speed high-temperature throttle device operates in gas throttling mode, then, for example, in our case, when the temperature in the flow part is about 700 ÷ 750 ° C, respectively, in the central chamber 3, in the cavity bounded by the internal multilayer screen 21, where the movement mechanism is located (engagement of the rack 6 with gear 8), the temperature is about 250 ÷ 300 ° C.

Кроме того, для поддержания оптимальных условий работы механизма перемещения - пары: рейка 6 - шестерня 8 используется упругая регулирующая пластина 20 волнообразной формы в продольном сечении, которая вставляется в паз (не обозначен) подвижной опоры 10. Зазор S между рейкой 6 и прилегающей к ней поверхностью упругой регулирующей пластины 20 определяется расчетом, например: в нашем случае S=0,1-0,2 мм.In addition, in order to maintain optimal working conditions of the movement mechanism - the pair: rack 6 - gear 8, an elastic control plate 20 of a wave-like shape in longitudinal section is used, which is inserted into the groove (not indicated) of the movable support 10. The gap S between the rack 6 and adjacent to it the surface of the elastic control plate 20 is determined by calculation, for example: in our case, S = 0.1-0.2 mm.

Для того, чтобы в процессе работы быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства ось центральной камеры 3 совпадала с осью корпуса 1, а также для радиальной разгрузки от вертикальной нагрузки упругих технологических втулок 17, выполняющих функции уплотнительных соединений, камеру 3 с корпусом 1 соединяют дополнительные силовые штифты 18, расположенные диаметрально, которые устанавливаются по посадке в корпусе 1 в горизонтальной плоскости осей упругих технологических втулок и оси корпуса и подвижно соединены с центральной камерой 3 посредством пазов (позиция не указана), выполненных в последней. Такое соединение позволяет расширяться центральной камере 3 под влиянием температурного фактора от плоскости оси шестерни 8.In order for the axis of the central chamber 3 to coincide with the axis of the housing 1 during the operation of the high-speed high-temperature throttle device, as well as for radial unloading from the vertical load of the elastic technological bushings 17, which perform the functions of sealing joints, additional power pins 18 are connected to the housing 3, diametrically located, which are installed by landing in the housing 1 in the horizontal plane of the axes of the elastic technological bushings and the axis of the housing and are movably connected to the central second chamber 3 by means of grooves (no indication of position), made in the latter. Such a connection allows the central chamber 3 to expand under the influence of the temperature factor from the plane of the axis of the gear 8.

В плоскости оси шестерни 8 установлены диаметрально силовые штифты 16 и перпендикулярно им упругие технологические втулки 17. Перфорированный внешний экран 22 корпуса 1 снижает теплопотери дросселируемого газа, проходящего по всему тракту быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства. Возвратно-подвижная часть 23 внешнего экрана 22 не только снижает теплопотери дросселируемого газа непосредственно в зоне дросселирования (на участке, перекрываемом гильзовым затвором 5), но и перемещается вместе с гильзовым затвором 5 на конечном участке, сжимая кольцевую пружину плоскую U-образного сечения 24 при "запирании" им проходного дросселируемого сечения. При обратном движении гильзового затвора 5 возвратно-подвижная часть 23 внешнего экрана 22 возвращается с помощью кольцевой пружины плоской U-образного сечения в первоначальное положение, причем зазор между фланцем возвратно-подвижной части 23 внешнего экрана 22 и ответным фланцем внешнего экрана 22 корпуса, в нашем случае, с учетом температурных удлинений δ=4÷5 мм.In the plane of the axis of the gear 8, diametrical force pins 16 and elastic technological sleeves perpendicular to them are installed 17. The perforated outer screen 22 of the housing 1 reduces the heat loss of the throttled gas passing through the entire path of the high-speed high-temperature throttle device. The reciprocating portion 23 of the outer screen 22 not only reduces the heat loss of the throttled gas directly in the throttling zone (in the area covered by the sleeve valve 5), but also moves together with the sleeve valve 5 in the final section, compressing the annular spring with a flat U-shaped section 24 at "locking" them throttled through passage. With the reverse movement of the sleeve shutter 5, the reciprocating part 23 of the outer screen 22 is returned using the ring spring of a flat U-shaped section to the original position, and the gap between the flange of the reciprocating part 23 of the outer screen 22 and the counter flange of the outer screen 22 of the housing, in our case, taking into account temperature elongations δ = 4 ÷ 5 mm.

Процесс дросселирования осуществляется с помощью гидропривода 15, который через рейку 13, жестко связанную с валом гидропривода 14, входящую в зацепление с шестерней 12, жестко посаженной на находящийся во втулках-подшипниках 11 вал механизма привода 9 (на выходном его конце), приводит во вращение соединенную с валом механизма привода 9 шестерню 8, входящую в зацепление с рейкой 6, жестко связанной со штоком 7, на котором закреплен гильзовый затвор 5. В результате перемещения гильзового затвора 5 в предкамере 4 происходит изменение проходного сечения быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства. В положении "закрыто" гильзовый затвор 5 своей контактирующей торцевой поверхностью, соприкасаясь с соответствующей торцевой поверхностью возвратно-подвижной части 23 внешнего экрана 22, входит в контакт с уплотнительной опорой 24. Так реализуется процесс дросселирования газа в быстродействующем высокотемпературном дроссельном устройстве.The throttling process is carried out using a hydraulic actuator 15, which through the rail 13, rigidly connected with the hydraulic actuator shaft 14, engaged with the gear 12, rigidly mounted on the shaft of the drive mechanism 9 located in the sleeve bearings 11 (at its output end), rotates a gear 8 connected to the shaft of the drive mechanism 9, which engages with a rack 6, rigidly connected to the rod 7, on which the sleeve shutter 5 is fixed. As a result of the movement of the sleeve shutter 5 in the pre-chamber 4, the passage section changes a high-speed, high-temperature throttle device. In the “closed” position, the sleeve shutter 5 with its contacting end surface, in contact with the corresponding end surface of the reciprocating part 23 of the outer screen 22, comes into contact with the sealing support 24. Thus, the gas throttling process is implemented in a high-speed high-temperature throttle device.

По сравнению с аналогами и прототипом по своей технической сущности и достигаемому техническому результату предлагаемое авторами быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство позволяет работать в зоне высоких температур, например ≤1000 К (723°С), и давлений ≤5 МПа (50 кг/см2) при условных проходах ≤⌀500 мм, что значительно расширяет возможность регулирования расходов высокотемпературных газов на испытательных стендах авиадвигателей.Compared to the prototype and analogues according to the technical essence and attainable technical result authors proposed the high-temperature high-speed throttle device can operate in high temperature zone, e.g. ≤1000 K (723 ° C) and pressures ≤5 MPa (50 kg / cm 2) for nominal passes ≤⌀500 mm, which greatly expands the possibility of regulating the flow of high-temperature gases at the test stands of aircraft engines.

Кроме того, быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство может выполнять функции быстродействующего высокотемпературного отсечного клапана в случае возникновения "не штатных" ситуаций на стендах для испытания авиационных двигателей.In addition, a high-speed high-temperature throttle device can act as a high-speed high-temperature shut-off valve in the event of "non-standard" situations on the stands for testing aircraft engines.

Корпус 1 быстродействующего высокотемпературного дроссельного устройства может охлаждаться водой.The housing 1 of the high-speed high-temperature throttle device can be cooled by water.

Данное быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство может найти применение во многих отраслях промышленности.This high-speed, high-temperature throttle device can be used in many industries.

Claims (4)

1. Быстродействующее высокотемпературное дроссельное устройство, содержащее корпус с осевым входом, проточной частью и осевым выходом, внутри которого на пилонах размещена центральная камера с предкамерой с расположенными в них гильзовым затвором и механизмом перемещения последнего, выполненного из рейки и шестерни, каналов подвода и отвода охлаждающего воздуха, при этом рейка жестко связана со штоком гильзового затвора и смещена относительно оси шестерни на величину радиуса делительной окружности, а шестерня жестко соединена с валом механизма привода, причем вал механизма привода размещен в разъемной опоре, которая связана с внутренней поверхностью центральной камеры, в плоскости оси шестерни установлены диаметрально силовые штифты и перпендикулярно им упругие технологические втулки, корпус в проточной части имеет внешний экран, а центральная камера - внутренний экран, отличающееся тем, что вал механизма привода расположен во втулках-подшипниках в разъемной опоре, последняя упруго связана посредством плоских пружин с внутренней поверхностью центральной камеры, в корпусе установлены дополнительные силовые штифты, фиксируемые в нем и подвижно соединенные с центральной камерой, механизм перемещения рейка - шестерня снабжен регулирующей пластиной, часть внешнего экрана в проточной части выполнена возвратно-подвижной, а внутренний экран в центральной камере выполнен многослойным.1. High-speed high-temperature throttle device containing a housing with an axial inlet, a flow part and an axial outlet, inside of which on the pylons there is a central chamber with a pre-chamber with a sleeve shutter and a mechanism for moving the latter, made of a rack and pinion, cooling supply and exhaust channels air, while the rack is rigidly connected with the rod sleeve of the shutter and is offset relative to the axis of the gear by the radius of the pitch circle, and the gear is rigidly connected to the shaft a drive mechanism, the drive mechanism shaft being located in a detachable support, which is connected to the inner surface of the central chamber, diametrically power pins and elastic process sleeves perpendicular to them are installed in the plane of the gear axis, the housing in the flow part has an external screen, and the central chamber has an internal screen, characterized in that the shaft of the drive mechanism is located in the sleeve bearings in a detachable support, the latter is elastically connected by means of flat springs with the inner surface of the Central chamber, casing installed additional power pins, fixed therein and is movably connected to the central chamber, the moving mechanism rake - a gear wheel provided with the regulating plate part of the outer screen is formed in the flowing part reciprocating the movable and the inner shield is layered in the central chamber. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плоские пружины имеют выпукло-вогнутую форму и размещены диаметрально.2. The device according to claim 1, characterized in that the flat springs have a convex-concave shape and are placed diametrically. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные силовые штифты установлены в корпусе в горизонтальной плоскости осей упругих технологических втулок и оси корпуса.3. The device according to claim 1, characterized in that the additional power pins are installed in the housing in the horizontal plane of the axes of the elastic technological bushings and the axis of the housing. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регулирующая пластина является упругой и в продольном сечении имеет волнообразную форму, а между фланцем возвратно-подвижной части внешнего экрана и корпусом в проточной части установлена упругая кольцевая пружина U-образного сечения.4. The device according to claim 1, characterized in that the control plate is elastic and in the longitudinal section has a wave-like shape, and an elastic U-shaped annular spring is installed between the flange of the reciprocating part of the external screen and the housing in the flow part.
RU2005123205/06A 2005-07-21 2005-07-21 Quick-acting high-temperature throttle device RU2296260C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005123205/06A RU2296260C1 (en) 2005-07-21 2005-07-21 Quick-acting high-temperature throttle device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005123205/06A RU2296260C1 (en) 2005-07-21 2005-07-21 Quick-acting high-temperature throttle device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2296260C1 true RU2296260C1 (en) 2007-03-27

Family

ID=37999205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005123205/06A RU2296260C1 (en) 2005-07-21 2005-07-21 Quick-acting high-temperature throttle device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2296260C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643876C1 (en) * 2016-09-22 2018-02-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Throttle device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643876C1 (en) * 2016-09-22 2018-02-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Throttle device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160356399A1 (en) Trunnion control gate valve for severe service
JP2015038352A (en) Rod seal assembly for stirling engine
KR19980070758A (en) Turbocharger exhaust turbine
US4199154A (en) Labyrinth sealing system
CN108138694B (en) Double-acting expansion cylinder with adaptive support
US9206812B2 (en) Pump seal with thermal retracting actuator
US20140271294A1 (en) Pump seal with thermal retracting actuator
JP2002506506A (en) Partial piping fitting device
RU2296260C1 (en) Quick-acting high-temperature throttle device
EP1880140A1 (en) Combustion chamber wall, gas turbine installation and process for starting or shutting down a gas turbine installation
JP5047096B2 (en) Steam valve device
US5106105A (en) Rotary kiln seal
EP2947363B1 (en) Expansion joint and compression system
RU2251041C1 (en) Throttle device
CA2964088A1 (en) Sealing device for seal runner face
US9714644B2 (en) Thermal retracting actuator
CN103711530A (en) Solid seal with cooling pathways
TWI557344B (en) Ball screw
US20190178159A1 (en) Multistage radial compressor and turbine
US5971010A (en) Shaft device and a method of cooling a shaft device
US20130089407A1 (en) Externally threaded journal housing
US3158172A (en) High-temperature, high-pressure spherical segment valve
Aigouy et al. Zero Boil Off Compressor Based on MICA Actuators
US2898932A (en) Valve apparatus
EP3372795A1 (en) Transition seal system and corresponding method for coolling the transition seal system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110722