RU2355932C1 - Hot gas flow control valve - Google Patents

Hot gas flow control valve Download PDF

Info

Publication number
RU2355932C1
RU2355932C1 RU2007138077/06A RU2007138077A RU2355932C1 RU 2355932 C1 RU2355932 C1 RU 2355932C1 RU 2007138077/06 A RU2007138077/06 A RU 2007138077/06A RU 2007138077 A RU2007138077 A RU 2007138077A RU 2355932 C1 RU2355932 C1 RU 2355932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
regulating element
cardan coupling
elastic member
cavity
annular groove
Prior art date
Application number
RU2007138077/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Семенович Соломонов (RU)
Юрий Семенович Соломонов
Владимир Иванович Черепов (RU)
Владимир Иванович Черепов
Олег Александрович Лобанов (RU)
Олег Александрович Лобанов
Валентина Павловна Тумановская (RU)
Валентина Павловна Тумановская
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский институт теплотехники"
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
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 предприятие "Московский институт теплотехники", Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский институт теплотехники"
Priority to RU2007138077/06A priority Critical patent/RU2355932C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2355932C1 publication Critical patent/RU2355932C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lift Valve (AREA)

Abstract

FIELD: engineering industry, aircraft industry.
SUBSTANCE: invention refers to engineering industry, and is meant for controlling aircraft thrust vector. Hot gas flow control valve consists of a body with inlet and outlet branch pipes, and a seat with delivery outlet and through cylindrical hole. Cylindrical regulating element comes into contact with that hole. Cylindrical regulating element is installed with an axial play and provided with delivery opening and ring-shaped collar. Delivery opening is located perpendicular relative to axis of cylindrical surface of the regulating element. End of ring-shaped collar is brought into contact with the seat surface. Between regulating element and shaft there installed is a cardan coupling with an end clearance. Elastic member made from quick-flammable material is installed in the cavity between regulating element and cardan coupling. In regulating element there made is a through hole coaxial relative to shaft and connecting cavity of its delivery opening to cavity between adjacent ends of regulating element and cardan coupling. Elastic member is made in the form of a thin-wall hollow cylinder. On side surface of this cylinder there made are through holes which are located uniformly. On the end of cardan coupling there made is an annular groove on the side of regulating element, which is axially symmetric to the shaft. Inner diametre of annular groove is equal to inner diametre of cylindrical surface of elastic member. Length of elastic member exceeds the distance between adjacent ends of regulating element and annular groove of cardan coupling. Outer diametre of elastic member is smaller than inner diametre of annular cavity between adjacent ends of regulating element and annular groove of cardan coupling. Elastic member gets into annular groove of cardan coupling.
EFFECT: improving valve operating reliability owing to quick combustion of elastic member.
2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций клапанов, работающих в условиях высоких температур до 2300 К и давлений до 10 МПа и используемых для управления вектором тяги летательных аппаратов.The present invention relates to the field of engineering and is aimed at improving the design of valves operating at high temperatures up to 2300 K and pressures up to 10 MPa and used to control the thrust vector of aircraft.

Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, седло, установленное в выходной патрубок и выполненное 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 поверхности седла, установленный в седло по цилиндрической поверхности с возможностью поворота регулирующий элемент с расходным окном и кинематически связанный через карданную муфту с валом, при этом карданная муфта установлена с осевым люфтом (РФ п. №2079023, кл. 6 F16K 5/04, 5/12, 1997 г.).A known valve design for regulating the flow of hot gas, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle mounted in the outlet nozzle and made with a feed 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 combined with the cylindrical surface of the saddle, mounted in the saddle along the cylindrical surface with the possibility of rotation of the regulatory element with a consumable window and kinematic ki connected through a cardan coupling with a shaft, while the cardan coupling is installed with axial play (RF Cl. No. 2079023, CL 6 F16K 5/04, 5/12, 1997).

Недостаток этой конструкции заключается в том, что наличие осевого люфта между регулирующим элементом и карданной муфтой при транспортировке изделия и до вступления его в работу приводит к соударению седла, регулирующего элемента и карданной муфты, которые выполнены из жаропрочных хрупких сплавов. Соударение этих узлов может привести к наличию трещин в деталях и последующему их разрушению в процессе работы.The disadvantage of this design is that the presence of axial play between the regulating element and the cardan coupling during transportation of the product and before it comes into operation leads to the collision of the seat, the regulating element and the cardan coupling, which are made of heat-resistant brittle alloys. The collision of these nodes can lead to the presence of cracks in the parts and their subsequent destruction in the process.

Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, в которой для исключения этого явления в регулирующем элементе выполнено сквозное отверстие, выходящее на его торец и соединяющее его расходное отверстие с торцевым зазором между регулирующим элементом и карданной муфтой, при этом в торцевой зазор установлен упругий элемент из быстросгораемого материала, преимущественно резины, толщина которого больше величины торцевого зазора (РФ п. №2121098, кл. 6 F16K 5/12, 1998 г.).A known design of a valve for regulating the flow of hot gas, in which to eliminate this phenomenon in the control element, a through hole is made that extends to its end and connects its supply hole with an end gap between the regulating element and the cardan coupling, while an elastic element of quick-burning material, mainly rubber, the thickness of which is greater than the value of the end gap (RF Cl. No. 2121098, Cl. 6 F16K 5/12, 1998).

Недостаток этой конструкции заключается в том, что упругий элемент такой формы прогревается только с одной стороны через сквозное отверстие, выполненное в регулирующем элементе, что сильно затягивает процесс его сгорания и приводит к увеличению основной характеристики клапана - максимальной величине шарнирного момента, что в свою очередь требует утолщения таких деталей как регулирующий элемент, кардан и вал, а это вес конструкции, что не желательно для летательных аппаратов.The disadvantage of this design is that an elastic element of this shape is heated only on one side through a through hole made in the control element, which greatly delays the combustion process and leads to an increase in the main valve characteristic - the maximum value of the hinge moment, which in turn requires thickening of parts such as the regulating element, cardan and shaft, and this is the weight of the structure, which is not desirable for aircraft.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение надежности работы клапана за счет быстрого сгорания упругого элемента.The aim of the invention is to increase the reliability of the valve due to the rapid combustion of the elastic element.

Указанная цель достигается тем, что в клапане для регулирования расхода горячего газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седло с расходным отверстием и сквозным цилиндрическим отверстием, с которым контактирует цилиндрический регулирующий элемент, установленный с осевым люфтом и выполненный с расходным окном, расположенным перпендикулярно оси его цилиндрической поверхности, и кольцевым буртом, торец которого введен в контакт с поверхностью седла, между регулирующим элементом и валом с торцевым зазором установлена карданная муфта, а в полость между регулирующим элементом и карданной муфтой установлен упругий элемент из быстросгораемого материала, в регулирующем элементе выполнено сквозное отверстие, соосное валу и соединяющее полость его расходного отверстия с полостью между регулирующим элементом и карданной муфтой, упругий элемент выполнен в форме тонкостенного полого цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены равномерно расположенные сквозные отверстия, а на торце карданной муфты со стороны регулирующего элемента выполнена кольцевая проточка, осесимметричная с валом, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру цилиндрической поверхности упругого элемента, а длина упругого элемента превышает расстояние между смежными торцами регулирующего элемента и кольцевой проточки карданной муфты, при этом наружный диаметр упругого элемента выполнен меньше внутреннего диаметра кольцевой полости между смежными торцами регулирующего элемента и карданной муфты, а упругий элемент заходит в кольцевую проточку карданной муфты.This goal is achieved by the fact that in the valve for regulating the flow of hot gas, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a seat with a flow hole and a through cylindrical hole, which is contacted by a cylindrical control element mounted with an axial play and made with a flow window located perpendicularly the axis of its cylindrical surface, and an annular shoulder, the end of which is brought into contact with the surface of the saddle, between the control element and the shaft with an end gap installed this coupling, and an elastic element of quick-burning material is installed in the cavity between the regulating element and the cardan coupling, a through hole is made in the regulating element, coaxial to the shaft and connecting the cavity of its supply opening with the cavity between the regulating element and the cardan coupling, the elastic element is made in the form of a thin-walled hollow a cylinder, on the side surface of which uniformly arranged through holes are made, and rings are made on the end of the cardan coupling from the side of the regulating element I am a groove axisymmetric with a shaft whose inner diameter is equal to the inner diameter of the cylindrical surface of the elastic element, and the length of the elastic element exceeds the distance between the adjacent ends of the adjusting element and the annular groove of the cardan coupling, while the outer diameter of the elastic element is smaller than the inner diameter of the annular cavity between adjacent ends the regulating element and the cardan coupling, and the elastic element enters the annular groove of the cardan coupling.

На фиг.1 приведена конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа; на фиг.2 - выноска А фиг.1.Figure 1 shows the design of the valve for regulating the flow of hot gas; figure 2 - callout And figure 1.

Клапан для регулирования расхода горячего газа состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, седла 4 с расходным отверстием 5, перпендикулярно оси 6 которого в седле выполнено сквозное цилиндрическое отверстие 7. В отверстие 7 установлен цилиндрический регулирующий элемент 8 с расходным окном 9, выполненным перпендикулярно оси 10 его цилиндрической поверхности 11. На регулирующем элементе 8 выполнен кольцевой бурт 12, торец 13 которого контактирует с торцом 14 седла 4. Регулирующий элемент 8 установлен с возможностью поворота и кинематически через карданную муфту 15 соединен с валом 16. Между торцом 17 регулирующего элемента 8 и торцом 18 карданной муфты выполнен зазор "δ", компенсирующий тепловые расширения седла 4, регулирующего элемента 8, карданной муфты 15 и вала 16. Карданная муфта 15 выполнена, например, в форме сферы, заходящей с кольцевым зазором в ответные части регулирующего элемента 8 и вала 16. На регулирующем элементе 8 и валу 16 выполнены радиальные прорези 19 и 20, в которые заходят штифты 21, установленные в карданную муфту 15. В полость 22 между регулирующим элементом 8 и карданной муфтой 15 установлен упругий элемент 23 из быстросгораемого материала, а в регулирующем элементе 8 выполнено сквозное отверстие 24, соосное валу 16 и соединяющее полость 25 расходного отверстия 9 с полостью 22 между регулирующим элементом 8 и карданной муфтой 15.The valve for regulating the flow of hot gas consists of a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 nozzles, a seat 4 with a supply hole 5, perpendicular to the axis 6 of which a through-hole is made in the seat 7. A cylindrical control element 8 with a supply window 9 is installed in the hole 7, made perpendicular to the axis 10 of its cylindrical surface 11. An annular collar 12 is made on the adjusting element 8, the end 13 of which is in contact with the end face 14 of the seat 4. The adjusting element 8 is rotatably and kinematically mounted eski through the cardan clutch 15 is connected to the shaft 16. Between the end face 17 of the adjusting element 8 and the end 18 of the cardan clutch a clearance "δ" is made, which compensates for the thermal expansion of the seat 4, the regulating element 8, the cardan clutch 15 and the shaft 16. The cardan clutch 15 is made, for example , in the form of a sphere entering with an annular gap in the counterparts of the regulating element 8 and the shaft 16. Radial slots 19 and 20 are made on the regulating element 8 and the shaft 16, into which the pins 21 fit into the cardan coupling 15. The cavity 22 between the regulating element 8 and card An elastic sleeve 23 of a quick-burning material is installed with this sleeve 15, and a through hole 24 is made in the control member 8, which is aligned with the shaft 16 and connects the cavity 25 of the feed hole 9 with the cavity 22 between the control member 8 and the cardan coupling 15.

Упругий элемент 23 выполнен в форме тонкостенного полого цилиндра, на боковой поверхности 26 которого выполнены равномерно расположенные сквозные отверстия 27, а на торце 28 карданной муфты 15 со стороны регулирующего элемента 8 выполнена глухая кольцевая проточка 29, осесимметричная с валом 16, внутренний диаметр которой dпр равен внутреннему диаметру dвн цилиндрической поверхности 30 упругого элемента 23. Толщина "δупр" упругого элемента 23 превышает расстояние l между торцом 31 регулирующего элемента 8 и торцом 32 кольцевой проточки 29 карданной муфты 15. Наружный диаметр dнар упругого элемента 23 выполнен меньше внутреннего диаметра Dвн полости 22 регулирующего элемента 8.The elastic element 23 is made in the form of a thin-walled hollow cylinder, on the side surface 26 of which there are evenly spaced through holes 27, and on the end 28 of the cardan coupling 15 from the side of the regulating element 8 there is a blind ring groove 29, axisymmetric with the shaft 16, whose inner diameter is d pr equal to the inner diameter d ext cylindrical surface 30 of the elastic member 23. The thickness "δ exercise" the elastic member 23 exceeds the distance l between the end face 31 of the adjusting member 8 and the end face 32 an annular groove 29 cardan sleeve 15. The outer diameter d nar elastic member 23 is smaller than the inner diameter D ext of the cavity 22 of the adjusting member 8.

До включения в работу клапана упругий элемент 23 благодаря тому, что его толщина превышает расстояние между торцом 31 регулирующего элемента 8 и торцом 32 кольцевой проточки 29 карданной муфты 15, поджимает регулирующий элемент 8 к седлу 4, а карданную муфту 15 - к валу 16, что исключает их соударения друг о друга.Before turning on the valve, the elastic element 23, due to the fact that its thickness exceeds the distance between the end face 31 of the regulating element 8 and the end face 32 of the annular groove 29 of the cardan clutch 15, compresses the regulating element 8 to the seat 4, and the cardan clutch 15 to the shaft 16, which excludes their impact on each other.

При работе горячие газы поступают через входной патрубок 2 внутрь корпуса 1 и истекают через расходное отверстие 5 седла 4, установленного в выходной патрубок 3, создавая тягу. Регулирующий элемент 8 поворачивается при помощи вала 16 и карданной муфты 15, открывая или закрывая расходное отверстие 5 седла 4, что приводит к изменению величины тяги.During operation, hot gases flow through the inlet pipe 2 into the housing 1 and expire through the flow outlet 5 of the seat 4 installed in the outlet pipe 3, creating a thrust. The adjusting element 8 is rotated using the shaft 16 and the cardan coupling 15, opening or closing the flow opening 5 of the seat 4, which leads to a change in the thrust.

В начальной период времени горячие газы через расходное окно 9 регулирующего элемента 8 и сквозное отверстие 24 поступают внутрь упругого элемента 23 и через его сквозные отверстия 27 наружу упругого элемента 23, что обеспечивает его почти мгновенное равномерное сгорание. Наличие кольцевой проточки 29, осесимметричной валу 16 и в которую установлен упругий элемент 23, равномерно расположенных отверстий 27 и соотношение dнар и Dвн обеспечивают равномерный прогрев и сгорание регулирующего элемента со всех сторон.In the initial period of time, hot gases through the flow window 9 of the regulating element 8 and the through hole 24 enter the elastic element 23 and through its through holes 27 to the outside of the elastic element 23, which ensures its almost instantaneous uniform combustion. The presence of an annular groove 29, an axisymmetric shaft 16 and into which an elastic element 23 is installed, evenly spaced holes 27 and a ratio of d drug and D int ensure uniform heating and combustion of the regulating element from all sides.

Таким образом, предложенная конструкция клапана с упругим элементом вполне определенной конструкции способствует увеличению надежности работы всего клапана за счет быстрого и равномерного сгорания упругого элемента.Thus, the proposed valve design with an elastic element of a well-defined design increases the reliability of the entire valve due to the rapid and uniform combustion of the elastic element.

Claims (1)

Клапан для регулирования расхода горячего газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, седло с расходным отверстием и сквозным цилиндрическим отверстием, с которым контактирует цилиндрический регулирующий элемент, установленный с осевым люфтом и выполненный с расходным окном, расположенным перпендикулярно оси его цилиндрической поверхности, и кольцевым буртом, торец которого введен в контакт с поверхностью седла, между регулирующим элементом и валом с торцевым зазором установлена карданная муфта, а в полость между регулирующим элементом и карданной муфтой установлен упругий элемент из быстросгораемого материала, в регулирующем элементе выполнено сквозное отверстие, соосное валу и соединяющее полость его расходного отверстия с полостью между смежными торцами регулирующего элемента и карданной муфты, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в форме тонкостенного полого цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены равномерно расположенные сквозные отверстия, а на торце карданной муфты со стороны регулирующего элемента выполнена кольцевая проточка, осесимметричная с валом, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру цилиндрической поверхности упругого элемента, а длина упругого элемента превышает расстояние между смежными торцами регулирующего элемента и кольцевой проточки карданной муфты, при этом наружный диаметр упругого элемента выполнен меньше внутреннего диаметра кольцевой полости между смежными торцами регулирующего элемента и кольцевой проточки карданной муфты, а упругий элемент заходит в кольцевую проточку карданной муфты. A valve for regulating the flow of hot gas, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a seat with a flow hole and a through cylindrical hole, which is contacted by a cylindrical regulating element mounted with an axial play and made with a flow window located perpendicular to the axis of its cylindrical surface, and an annular a collar, the end of which is brought into contact with the surface of the seat, a cardan coupling is installed between the control element and the shaft with an end clearance, and in the cavity between the an elastic element made of quick-burning material is installed in the control element, a through hole is made in the control element, which is coaxial to the shaft and connects the cavity of its feed hole with the cavity between the adjacent ends of the control element and the cardan coupling, characterized in that the elastic element is made in the form of a thin-walled hollow cylinder , on the lateral surface of which uniformly located through holes are made, and on the end of the cardan coupling from the side of the regulating element is made ring I am a groove axisymmetric with a shaft whose inner diameter is equal to the inner diameter of the cylindrical surface of the elastic element, and the length of the elastic element exceeds the distance between the adjacent ends of the adjusting element and the annular groove of the cardan coupling, while the outer diameter of the elastic element is smaller than the inner diameter of the annular cavity between adjacent ends the regulating element and the annular groove of the cardan coupling, and the elastic element enters the annular groove of the cardan coupling.
RU2007138077/06A 2007-10-16 2007-10-16 Hot gas flow control valve RU2355932C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007138077/06A RU2355932C1 (en) 2007-10-16 2007-10-16 Hot gas flow control valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007138077/06A RU2355932C1 (en) 2007-10-16 2007-10-16 Hot gas flow control valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2355932C1 true RU2355932C1 (en) 2009-05-20

Family

ID=41021783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007138077/06A RU2355932C1 (en) 2007-10-16 2007-10-16 Hot gas flow control valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2355932C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457382C1 (en) * 2010-11-26 2012-07-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate regulator
RU2493461C1 (en) * 2012-04-13 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate control valve
RU2663442C1 (en) * 2017-09-18 2018-08-06 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate control valve
RU2694507C1 (en) * 2019-01-24 2019-07-16 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow controller

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457382C1 (en) * 2010-11-26 2012-07-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate regulator
RU2493461C1 (en) * 2012-04-13 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate control valve
RU2663442C1 (en) * 2017-09-18 2018-08-06 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate control valve
RU2694507C1 (en) * 2019-01-24 2019-07-16 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2355932C1 (en) Hot gas flow control valve
EP1750056B1 (en) Fuel injector
US8443608B2 (en) Feed arm for a multiple circuit fuel injector
EP3336429B1 (en) An injector for a gas turbine
US9593690B2 (en) Turbocharger with an annular rotary bypass valve
RU2696158C2 (en) Heat-insulated fuel atomiser for gas turbine engine
CN108025360B (en) Turbomachine component and method of manufacturing such a component with incorporated fluid channels
CN107764080A (en) More tapers, multistage injection nozzle
CN208066573U (en) Spray nozzle and Steam conditioning device
US11248560B2 (en) Linkage assembly preventing axial rotation of the link rod for a gas turbine engine
RU2422709C1 (en) Control valve for hot gas flow rate
CN101995021A (en) Integral liner and venturi for eliminating air leakage
JP6650694B2 (en) Systems and apparatus related to gas turbine combustors
US9206691B2 (en) Laval nozzle
CN105874255A (en) Vibration damping assembly for a piping unit
CN102865110A (en) Support assembly for a turbine system and corresponding turbine system
CN106796025B (en) Burner
WO2017068616A1 (en) Axial-flow turbine
RU2457382C1 (en) Hot gas flow rate regulator
RU2375597C2 (en) Gas turbine engine combustion chamber fuel manifold
RU2684696C1 (en) Hot gas flow rate control valve
RU2423636C2 (en) Control valve for hot gas
RU2643876C1 (en) Throttle device
CN107869392A (en) Mounting assembly for gas-turbine unit fluid circuit
US20080216482A1 (en) Burner lance

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20110331