RU2355931C1 - Hot gas gas-distributing valve - Google Patents
Hot gas gas-distributing valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355931C1 RU2355931C1 RU2007138074/06A RU2007138074A RU2355931C1 RU 2355931 C1 RU2355931 C1 RU 2355931C1 RU 2007138074/06 A RU2007138074/06 A RU 2007138074/06A RU 2007138074 A RU2007138074 A RU 2007138074A RU 2355931 C1 RU2355931 C1 RU 2355931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seat
- cylindrical
- regulating element
- cylindrical surface
- saddle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций газораспределительных клапанов, работающих в условиях температур до 1900К и давлений до 8МПа и используемых для управления вектором тяги летательных аппаратов.The invention relates to the field of mechanical engineering and is aimed at improving the design of gas control valves operating at temperatures up to 1900K and pressures up to 8MPa and used to control the thrust vector of aircraft.
Известна конструкция вращающегося клапана для горячего газа, состоящая из корпуса с входным и выходным патрубками с расходными отверстиями. В корпусе с кольцевым зазором и с возможностью вращения установлена полая цилиндрическая заслонка, на боковой поверхности которой выполнено расходное отверстие, которое совмещается с расходным отверстием выходного патрубка (патент США №3276466, НКИ 137-339, 1966 г.).A known design of a rotating valve for hot gas, consisting of a housing with inlet and outlet nozzles with flow openings. In the housing with an annular gap and rotatably mounted a hollow cylindrical valve, on the side surface of which there is a feed hole that is combined with the feed hole of the outlet pipe (US patent No. 3276466, NKI 137-339, 1966).
Недостаток этой конструкции состоит в наличии зазора между заслонкой и корпусом, который определяется двумя составляющими:The disadvantage of this design is the presence of a gap between the valve and the body, which is determined by two components:
- наличие зазора из-за допусков на изготовление;- clearance due to manufacturing tolerances;
- наличие теплового зазора за счет прогрева конструкции.- the presence of a thermal gap due to heating of the structure.
Величина зазора может быть значительной, а это непроизводительные расходы горячего газа.The gap can be significant, and this is unproductive expenses of hot gas.
Известна конструкция газораспределительного клапана для горячего газа, состоящая из корпуса с входным и выходным патрубками, опорного узла, образованного цилиндрической поверхностью седла с расходным отверстием, контактирующего с цилиндрическим регулирующим элементом, выполненным с расходным осесимметричным окном, установленным с возможностью поворота и кинематически связанным с зафиксированным от перемещений валом, при этом опорный узел образован двумя выступами, выполненными на седле и имеющими соосные валу сквозные отверстия, образующие цилиндрических поверхностей которых совмещены с цилиндрической поверхностью седла, а ширина расходного окна регулирующего элемента превышает ширину расходного отверстия седла с обеих сторон (патент РФ №2194206, кл.7 F16K 5/04, 2002 г.).Known design of a gas distribution valve for hot gas, consisting of a housing with inlet and outlet nozzles, a support node formed by a cylindrical surface of the saddle with a flow hole in contact with a cylindrical control element made with a flow axisymmetric window, mounted for rotation and kinematically connected to fixed from movements by the shaft, while the support node is formed by two protrusions made on the saddle and having through holes aligned with the shaft, Braz cylindrical surfaces which are aligned with the cylindrical surface of the seat, and the width regulating member consumable window exceeds the width of the dispensing opening on both sides of the seat (RF patent №2194206, kl.7
Недостаток этой конструкции заключается в том, что при использовании для регулирующего элемента графитовых, углерод-углеродных или керамических материалов, уменьшающих величину шарнирного момента за счет снижения коэффициента трения, возможно разрушение регулирующего элемента в момент полного перекрытия расходного отверстия седла по причине ослабленной стенки регулирующего элемента, в котором ось расходного отверстия седла проходит через ось его цилиндрической поверхности, а также нелинейность расходной характеристики (зависимость изменения площади седла от угла поворота вала).The disadvantage of this design is that when graphite, carbon-carbon or ceramic materials are used for the regulating element, which reduce the magnitude of the hinge moment due to the reduction of the friction coefficient, it is possible that the regulating element is destroyed at the moment of the complete overlap of the seat opening due to the weakened wall of the regulating element, in which the axis of the feed hole of the saddle passes through the axis of its cylindrical surface, as well as the non-linearity of the flow characteristic (dependent changes in the area of the saddle from the angle of rotation of the shaft).
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы газораспределительного клапана горячего газа при использовании регулирующих элементов, выполненных из керамических, графитовых или углерод-углеродных материалов.The aim of the invention is to increase the reliability of the gas control valve of hot gas when using regulatory elements made of ceramic, graphite or carbon-carbon materials.
Указанная цель достигается тем, что в газораспределительном клапане горячего газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седло с расходным отверстием и опорным узлом, образованным двумя выступами, выполненными на седле и имеющими соосные с валом сквозные отверстия, образующие цилиндрических поверхностей которых совмещены с цилиндрической поверхностью седла, установленный в седло по цилиндрической поверхности с возможностью поворота и кинематически связанный с валом цилиндрический регулирующий элемент, расходное отверстие седла в месте контакта с регулирующим элементом выполнено прямоугольным, две стороны расходного отверстия седла перпендикулярны оси его цилиндрической поверхности, а в регулирующем элементе выполнена выемка, которая в сечении, перпендикулярном его цилиндрической поверхности, образована радиальной поверхностью, крайние точки которой находятся на диаметрально противоположных сторонах цилиндрической поверхности регулирующего элемента, а ее радиус равен , гдеThis goal is achieved by the fact that in the gas distribution valve of hot gas containing a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle with a flow hole and a support node formed by two protrusions made on the saddle and having through holes coaxial with the shaft forming cylindrical surfaces which are aligned with the cylindrical the surface of the saddle mounted in the saddle on a cylindrical surface with the possibility of rotation and kinematically connected with the shaft of the cylindrical regulating element, expendable opening The saddle at the point of contact with the regulating element is made rectangular, the two sides of the seat opening are perpendicular to the axis of its cylindrical surface, and a recess is made in the regulating element, which in the cross section perpendicular to its cylindrical surface is formed by a radial surface, the extreme points of which are on diametrically opposite sides the cylindrical surface of the regulatory element, and its radius is where
r - расстояние между крайними точками расходного отверстия седла в поперечном сечении регулирующего элемента,r is the distance between the extreme points of the flow hole of the saddle in the cross section of the regulatory element,
d - величина цилиндрического диаметра регулирующего элемента,d is the value of the cylindrical diameter of the regulatory element,
при этом выемка на регулирующем элементе выполнена на всю длину его цилиндрической поверхности, и клапан снабжен с противоположной стороны от входного патрубка дополнительными выходным патрубком, седлом и заслонкой, выполненными одинаковыми с основными.while the recess on the control element is made over the entire length of its cylindrical surface, and the valve is equipped on the opposite side from the inlet pipe with additional outlet pipe, seat and shutter, made identical with the main ones.
На фиг.1 изображен общий вид газораспределительного клапана горячего газа (в разрезе); на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3-вид Б на фиг.1; на фиг.4 - то же, что и на фиг.2, в увеличенном масштабе; на фиг.5 -вариант использования газораспределительного клапана (в разрезе).Figure 1 shows a General view of the gas distribution valve of hot gas (in section); figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a view of B in figure 1; figure 4 is the same as in figure 2, on an enlarged scale; figure 5 is a variant of the use of a gas distribution valve (in section).
Газораспределительный клапан горячего газа (фиг.1) состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, опорного узла 4, седла 5 с расходным отверстием 6, контактирующего с цилиндрическим регулирующим элементом 7, выполненным с расходной выемкой 8. Контакт седла и регулирующего элемента происходит по цилиндрическим поверхностям. Регулирующий элемент 7 установлен с возможностью поворота и кинематически связан с валом 9. Опорный узел 4 образован двумя выступами 10, выполненными на седле 5 и имеющими соосные регулирующему элементу 7 сквозные отверстия 11, образующие цилиндрических поверхностей которых совмещены с цилиндрической поверхностью 12 седла 5. Ширина Н расходной выемки 8 регулирующего элемента 7 превышает ширину h расходного отверстия 6 седла 5 с обеих сторон. Корпус 1 закрыт крышкой 13 и загерметизирован уплотнительными кольцами 14 и 15. На валу 9 установлен рычаг 16. Внутренняя полость корпуса защищена от прогрева теплозащитным покрытием 17.The gas distribution valve of hot gas (Fig. 1) consists of a housing 1 with an
Выемка 8 в поперечном сечении регулирующего элемента образована радиальной поверхностью (фиг.2), крайние точки которой 18 и 19 находятся на диаметрально противоположных сторонах цилиндрической поверхности регулирующего элемента, а ее радиус R равен величине , гдеThe
r - расстояние между крайними точками расходного отверстия седла в поперечном сечении,r is the distance between the extreme points of the flow hole of the saddle in cross section,
d - величина наружного цилиндрического диаметра заслонки.d is the value of the outer cylindrical diameter of the shutter.
Радиальная выемка может быть выполнена на всю длину цилиндрической поверхности регулирующего элемента, контактирующей с цилиндрической поверхность седла.A radial recess may be made over the entire length of the cylindrical surface of the regulating element in contact with the cylindrical surface of the saddle.
Расходное отверстие седла 5 для обеспечения линейной расходной характеристики выполнено прямоугольной формы (фиг.3), при этом две из сторон прямоугольника 20 и 21 перпендикулярны оси 22 цилиндрической поверхности регулирующего элемента 7, контактирующей с цилиндрической поверхностью седла.The flow hole of the
При работе горячие газы поступают через входной патрубок 2 внутрь корпуса 1 и истекают через отверстие 6 седла 5 наружу, создавая необходимое управляющее усилие. Выполнение выемки 8 предложенной формы в регулирующем элементе увеличивает толщину регулирующего элемента, что обеспечивает необходимую прочность при изготовлении его из керамических, графитовых и углерод-углеродных материалов. Результатами испытаний это подтверждено. При одинаковых размерах седла и регулирующего элемента, когда отверстие в регулирующем элементе было выполнено, как в прототипе, произошло его разрушение при полном закрытии расходного отверстия 6 седла 5. Предложенная конструкция не разрушилась.During operation, hot gases flow through the
Выполнение выемки и расходного отверстия седла предложенной формы обеспечивало линейное увеличение расхода горячего газа при открытии расходного отверстия седла, т.к. отсутствовало пережатие потока горячих газов.The implementation of the recess and the nozzle hole of the proposed shape provided a linear increase in the flow of hot gas when opening the nozzle hole, because there was no compression of the flow of hot gases.
На фиг.4 видно, что при таком выполнении выемки 8 все время идет увеличение расходной площади клапана. В случае когда R равен ∞, т.е. выемка заслонки выполнена по линии В-В, при полном открытии расходного отверстия 6 седла 5 происходит пережатие потока b<r и не происходит увеличения расходной площади клапана при дальнейшем открытии. То же происходит, когда радиальная поверхность выемки 8 при полностью открытом расходном отверстии 6 седла 5 пересекает цилиндрическую поверхность 23, образованную радиусом r.Figure 4 shows that with this embodiment of the
В крайнем положении, когда полностью открыто расходное отверстие седла, радиальная поверхность выемки должна быть как максимум касательна к радиальной поверхности, образованной радиусом r - расстоянием между крайними точками расходного отверстия седла в поперечном сечении регулирующего элемента фиг.4).In the extreme position, when the seat feed hole is fully open, the radial surface of the recess should be at most tangent to the radial surface formed by the radius r - the distance between the extreme points of the seat feed hole in the cross section of the regulating element of figure 4).
Так как точно выполнить размер R невозможно, то с учетом допусков он должен быть равенSince it is impossible to precisely execute size R, then, taking into account the tolerances, it must be equal to
Выполнение R меньшего размера приводит к снижению прочности регулирующего элемента. Выполнение R большего размера приводит к уменьшению максимального расходного сечения клапана.The execution of a smaller R leads to a decrease in the strength of the regulatory element. Running R of a larger size reduces the maximum flow rate of the valve.
Выполнение расходного отверстия седла прямоугольной формы обеспечивает линейную расходную характеристику клапана, что упрощает систему управления.The execution of the flow hole of the rectangular saddle provides a linear flow characteristic of the valve, which simplifies the control system.
Т.к. крайние точки выемки 8 регулирующего элемента 7 находятся на диаметрально противоположных сторонах его цилиндрической поверхности, обеспечивается максимальная толщина регулирующего элемента при закрытом положении расходного отверстия 6 седла 5, что улучшает его прочность.Because the extreme points of the
Выполнение выемки на всю длину цилиндрической поверхности регулирующего элемента улучшает подвод горячего газа к расходному отверстию седла, что увеличивает коэффициент расхода.The excavation of the entire length of the cylindrical surface of the control element improves the supply of hot gas to the flow hole of the saddle, which increases the flow coefficient.
Для обеспечения реверса тяги газораспределительный клапан (фиг.5) снабжен с противоположной стороны от входного патрубка 2 дополнительным выходным патрубком 24, седлом 25 и заслонкой 26, выполненными одинаковыми с основными. Дополнительный патрубок 24 может быть размещен под любым углом, что определяется условиями компоновки, а дополнительные выходной патрубок 24, седло 25 и заслонка 26 для упрощения изготовления выполнены одинаковыми с основными.To ensure reverse thrust, the gas distribution valve (Fig. 5) is equipped on the opposite side from the
Выполнение их одинаковыми обеспечивает унификацию изделий и упрощает систему управления.Performing them the same ensures unification of products and simplifies the control system.
На фиг.5 показано положение, когда расходное отверстие одного седла полностью открыто, а другого - полностью закрыто.Figure 5 shows the position when the flow opening of one saddle is fully open and the other is completely closed.
Таким образом, как видно из вышеизложенного, повышается надежность работы клапана за счет уменьшения величины шарнирного момента и увеличения прочности регулирующего элемента при использовании для регулирующего элемента керамических, графитовых или углерод-углеродных материалов, обеспечивается постоянное увеличение расходной площади седла и линейность его расходной характеристики (изменение расходной площади седла от угла поворота регулирующего элемента), увеличение коэффициента расхода (отношение фактической расходной площади седла к ее геометрическому значению), обеспечивается реверс тяги и упрощается система управления.Thus, as can be seen from the foregoing, the reliability of the valve increases due to a decrease in the hinge moment and an increase in the strength of the regulating element when using ceramic, graphite or carbon-carbon materials for the regulating element; flow area of the saddle from the angle of rotation of the regulating element), an increase in the flow coefficient (the ratio of the actual flow area edla to its geometric value), and reverse thrust is provided by the control system is simplified.
Claims (3)
где r - расстояние между крайними точками расходного отверстия седла в поперечном сечении регулирующего элемента;
d - величина цилиндрического диаметра регулирующего элемента.1. A gas distribution valve of hot gas, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a seat with a flow hole and a support assembly formed by two protrusions made on the saddle and having through holes aligned with the shaft, forming cylindrical surfaces of which are aligned with the cylindrical surface of the saddle, mounted in a saddle on a cylindrical surface with the possibility of rotation and a kinematically connected with the shaft cylindrical regulating element, characterized in that the flow hole of the saddle per month The contact with the regulating element is made rectangular, the two sides of the seat opening are perpendicular to the axis of its cylindrical surface, and a recess is made in the regulating element, which in cross section perpendicular to its cylindrical surface is formed by a radial surface, the extreme points of which are on the diametrically opposite sides of the cylindrical surface of the regulating element, and its radius is ,
where r is the distance between the extreme points of the flow hole of the saddle in the cross section of the regulatory element;
d is the value of the cylindrical diameter of the regulatory element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007138074/06A RU2355931C1 (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Hot gas gas-distributing valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007138074/06A RU2355931C1 (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Hot gas gas-distributing valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2355931C1 true RU2355931C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007138074/06A RU2355931C1 (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Hot gas gas-distributing valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2355931C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466320C1 (en) * | 2011-09-27 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" | Gas-distributing valve |
RU2488731C1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" | Joint of shutter with combustible gas feed valve seat |
RU2497034C1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники"(ОАО "Корпорация "МИТ") | Gas-distributing valve |
RU2619008C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-11 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Gas-distributing valve |
RU2669885C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-10-16 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Gas flow rate controller |
-
2007
- 2007-10-16 RU RU2007138074/06A patent/RU2355931C1/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466320C1 (en) * | 2011-09-27 | 2012-11-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" | Gas-distributing valve |
RU2488731C1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" | Joint of shutter with combustible gas feed valve seat |
RU2497034C1 (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-27 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники"(ОАО "Корпорация "МИТ") | Gas-distributing valve |
RU2619008C1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-05-11 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Gas-distributing valve |
RU2669885C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-10-16 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Gas flow rate controller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2355931C1 (en) | Hot gas gas-distributing valve | |
JP3307919B2 (en) | Valve device for fluid piping | |
US6439255B1 (en) | Valve flapper with dynamic circumference seal | |
US7322559B2 (en) | Plug valve having high flow resolution | |
US10816096B2 (en) | Linear control valve | |
KR20170001237U (en) | Element of an exhaust line comprising a valve with added stoppers | |
TWI550220B (en) | Fluid control valves | |
EP2921653B1 (en) | Turbocharger with an annular rotary bypass valve | |
KR101365228B1 (en) | Accumulate pressure adjustable corn valve as well as flow | |
JP2006234071A (en) | Butterfly valve with water filling function | |
CN104535121B (en) | A kind of adjustable critical flow venturi nozzle of throat area with aditus laryngis runner | |
US11143312B2 (en) | Eccentric rotary valve | |
US20070267588A1 (en) | Seal for water valve | |
JP6857643B2 (en) | Needle valve | |
EP3279528B1 (en) | Butterfly valve utlizing spring for consistent disk placement | |
US6926249B2 (en) | Precision modulating globe valve | |
JPH01210670A (en) | Improved taper type ball valve | |
EP3546831B1 (en) | Gas cock with a safety valve for a gas cooking appliance, and gas cooking appliance incorporating said gas cock | |
HUT63236A (en) | Throttle | |
AU658294B2 (en) | Ball valve with offset through-duct | |
IT201800003489A1 (en) | GASKET FOR ONE BALL VALVE AND BALL VALVE ASSEMBLY INCLUDING THE GASKET | |
RU93921U1 (en) | DEVICE FOR REGULATING LIQUID OR GAS FUEL CONSUMPTION | |
RU2663442C1 (en) | Hot gas flow rate control valve | |
RU2634462C2 (en) | Hot gas flow rate controller | |
NO811373L (en) | FLUIDUMSTROEMSTYREVENTIL. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110331 |