RU2376518C1 - Flow regulator of hot gas - Google Patents
Flow regulator of hot gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376518C1 RU2376518C1 RU2008139216/06A RU2008139216A RU2376518C1 RU 2376518 C1 RU2376518 C1 RU 2376518C1 RU 2008139216/06 A RU2008139216/06 A RU 2008139216/06A RU 2008139216 A RU2008139216 A RU 2008139216A RU 2376518 C1 RU2376518 C1 RU 2376518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- saddle
- contact
- hot gas
- isotropic carbon
- correcting member
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к ракетной технике, а именно к регуляторам расхода, работающим на продуктах сгорания твердых топлив с температурой до 2500°К и давлением порядка 10 МПа и обеспечивающим управление полетом ракеты по плоскостям стабилизации.The present invention relates to rocket technology, namely to flow controllers operating on solid fuel combustion products with temperatures up to 2500 ° K and a pressure of about 10 MPa and providing rocket flight control along the stabilization planes.
Известна конструкция вращающегося клапана для горячего газа, состоящая из корпуса с расходным отверстием, в котором установлен с возможностью вращения стакан, при этом наружная поверхность стакана установлена по отношению к внутренней поверхности корпуса с кольцевым зазором (патент США №3276466 НКИ 137-339, 1966).A known design of a rotary valve for hot gas, consisting of a housing with a flow hole in which the cup is mounted to rotate, while the outer surface of the cup is installed relative to the inner surface of the housing with an annular gap (US patent No. 3276466 NCI 137-339, 1966) .
Недостаток такой конструкции заключается в том, что наличие кольцевого зазора приводит к непроизводительным утечкам продуктов сгорания топлива, что требует увеличения массы топлива, а следовательно, и всего двигателя, что является существенным недостатком.The disadvantage of this design is that the presence of an annular gap leads to unproductive leaks of the combustion products of the fuel, which requires an increase in the mass of fuel, and therefore the entire engine, which is a significant drawback.
Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, опорный узел в виде двух выступов, выполненных на седле и имеющих соосные с валом сквозные отверстия, образующие цилиндрических поверхностей которых совмещены с цилиндрической поверхностью седла, а регулирующий элемент установлен в сквозные отверстия опорного узла (патент РФ №2079023, кл.6 F16K 5/04, 1997).A known valve design for controlling the flow of hot gas, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a support node in the form of two protrusions made on the saddle and having through holes coaxial with the shaft, forming cylindrical surfaces of which are aligned with the cylindrical surface of the saddle, and the control element is installed in through holes of the support node (RF patent No. 2079023, CL 6 F16K 5/04, 1997).
Недостаток такой конструкции заключается в том, что обычно седло и регулирующий элемент в зависимости от температуры продуктов сгорания изготавливаются из жаропрочных вольфрамомолибденовых сплавов, которые обладают значительным коэффициентом трения, порядка 0,4…0,5, что в свою очередь приводит к повышенному шарнирному моменту в паре деталей, регулирующих минимальное сечение клапана, а это в свою очередь приводит к усилению всех узлов клапана и увеличению мощности привода, а это вес изделия, что для ракетной техники не приемлемо.The disadvantage of this design is that usually the seat and the regulating element, depending on the temperature of the combustion products, are made of heat-resistant tungsten-molybdenum alloys, which have a significant coefficient of friction of the order of 0.4 ... 0.5, which in turn leads to an increased hinge moment in a pair of parts that regulate the minimum cross-section of the valve, and this in turn leads to the strengthening of all valve nodes and an increase in drive power, and this is the weight of the product, which is not acceptable for rocket technology.
Одной из основных задач для конструкций регуляторов расхода, работающих на продуктах сгорания твердых топлив, является снижение нагрузки на привод, так называемого шарнирного момента, который в регуляторах расхода зависит от коэффициента трения материалов в регулирующей паре: седло - регулирующий элемент.One of the main tasks for the construction of flow controllers operating on solid fuel combustion products is to reduce the load on the drive, the so-called articulated torque, which in flow controllers depends on the coefficient of friction of materials in the control pair: seat - control element.
Тенденция развития регуляторов расхода направлена на применение для регулирующей пары деталей материалов с низким коэффициентом трения, таких как различные марки пироуглеродов, изотропные углероды, графиты и т.д. (углеродосодержащие материалы).The development trend of flow controllers is aimed at the use of materials with a low coefficient of friction, such as various grades of pyrocarbons, isotropic carbons, graphites, etc., for the control pair of parts. (carbon-containing materials).
Предлагаемое изобретение направлено на увеличение надежности работы за счет уменьшения величины шарнирного момента, что в свою очередь уменьшает вес привода.The present invention is aimed at increasing the reliability by reducing the magnitude of the articulated moment, which in turn reduces the weight of the drive.
Указанная цель достигается тем, что в регуляторе расхода горячего газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седло с расходным отверстием, установленное в выходной патрубок, регулирующий элемент, контактирующий с седлом по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям, при этом ось расходного отверстия седла перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла, седло выполнено составным, часть седла, контактирующая с регулирующим элементом, выполнена из изотропного углерода, и установлена по посадке на адгезионном составе в глухое прямоугольное отверстие части седла, выполненной из жаропрочного металлического сплава, одна из сторон прямоугольного отверстия седла перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла, обе части седла контактируют своими торцами по взаимообращенным идентичным поверхностям, а расходное отверстие части седла из изотропного углерода расположено внутри расходного отверстия части седла из жаропрочного металлического сплава.This goal is achieved by the fact that in the regulator of the flow of hot gas containing a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle with a flow hole installed in the outlet pipe, a control element in contact with the saddle on the inverted cylindrical surfaces, while the axis of the flow hole of the saddle is perpendicular to the cylindrical surface contact of the regulating element and the saddle, the saddle is made integral, the part of the saddle in contact with the regulating element is made of isotropic carbon, and installed on fitting on the adhesive part in a blind rectangular hole a part of the saddle made of heat-resistant metal alloy, one of the sides of the rectangular hole of the saddle is perpendicular to the cylindrical contact surface of the regulating element and the saddle, both parts of the saddle contact their ends along mutually reversed identical surfaces, and the consumable hole of the saddle isotropic carbon is located inside the flow opening of the heat-resistant metal alloy seat portion.
На фиг.1 изображен регулятор расхода горячего газа. На фиг.2, 3 изображен вариант конструкции составного седла и его сечение.Figure 1 shows the regulator of the flow of hot gas. Figure 2, 3 shows a variant of the construction of the composite saddle and its cross section.
Регулятор расхода горячего газа (фиг.1) состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, седла 4 с расходным отверстием 5, установленного в выходной патрубок 3 регулирующего элемента 6 и контактирующего с седлом 4 по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям 7 и 8. Регулирующий элемент 6 кинематически соединен с валом 9, который в свою очередь соединен с приводом. Ось 10 расходного отверстия седла 4 перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла. Корпус 1 защищен изнутри от прогрева деталями 11 из эрозионно стойкого теплозащитного пресс-материала. Седло 4 выполнено составным. Часть седла 12, контактирующая с регулирующим элементом 6, выполнена из изотропного углерода, и установлена по посадке на адгезионном составе в глухое прямоугольное отверстие 13 части 14 седла, выполненной из жаропрочного металлического сплава. Одна из сторон 15 (см. фиг.3) прямоугольного отверстия 13 седла перпендикулярна цилиндрической поверхности 7 контакта регулирующего элемента и седла. Обе части седла 12 и 14 контактируют своими торцами 16 и 17 (см. фиг.2) по взаимообращенным идентичным поверхностям, например плоским. Расходное отверстие 5 части 12 седла 4 из изотропного углерода расположено внутри расходного отверстия 18 части седла 4 из жаропрочного сплава.The hot gas flow controller (Fig. 1) consists of a housing 1 with inlet 2 and outlet 3 nozzles, a saddle 4 with a
Обе части 12 и 14 седла 4 (фиг.2, 3) могут соединяться между собой штифтами 19, выполненными из той же марки изотропного углерода, что и часть 12 седла 4. Они установлены в отверстия 20 и 21 с зазором 22 на адгезионном составе. Зазор между штифтом 19 и отверстиями 20 и 21 рассчитывается по следующим зависимостям:Both parts 12 and 14 of the saddle 4 (FIGS. 2, 3) can be interconnected by
где δ - зазор между штифтом и отверстием под него;where δ is the gap between the pin and the hole under it;
d1 - диаметр отверстия под штифт;d 1 - diameter of the hole for the pin;
d2 - диаметр штифта;d 2 is the diameter of the pin;
α1 - коэффициент температурного расширения жаропрочного металлического сплава;α 1 - coefficient of thermal expansion of heat-resistant metal alloy;
α2 - коэффициент температурного расширения изотропного углерода;α 2 - coefficient of thermal expansion of isotropic carbon;
- максимальная температура части седла из жаропрочного металлического сплава; - maximum temperature of a part of the seat made of heat-resistant metal alloy;
- максимальная температура части седла из изотропного углерода. - the maximum temperature of the saddle part of isotropic carbon.
Разброс вызван допусками на изготовление диаметров отверстий и штифтов.The scatter is caused by tolerances on the manufacture of the diameters of the holes and pins.
Штифты 19 устанавливаются в ту часть седла, которая соприкасается с деталями 11. Таким образом, штифты дополнительно фиксируются.The
В процессе хранения и до вступления в работу регулятора соединение обеих частей седла при помощи адгезионного состава исключает их возможность взаимного перемещения относительно друг друга. Дополнительная их фиксация при помощи штифтов позволяет и в работе повысить надежность соединения.During storage and before the regulator comes into operation, the connection of both parts of the saddle using an adhesive composition eliminates their possibility of mutual movement relative to each other. Their additional fixation with the help of pins allows to increase the reliability of the connection.
При поступлении продуктов сгорания в регулятор за счет того, что расходное отверстие седла, выполненное в части седла из изотропного углерода, расположено внутри расходного отверстия части седла из жаропрочного металлического сплава, давлением продуктов сгорания часть 12 седла 4 все время поджимается к части 14 седла 4.When the combustion products enter the regulator due to the fact that the seat feed hole made in the seat portion of isotropic carbon is located inside the seat hole of the seat portion from a heat-resistant metal alloy, the pressure of the combustion products, part 12 of the seat 4 is constantly pressed to the part 14 of the seat 4.
Благодаря тому, что часть 14 седла 4 изготовлена из жаропрочного металлического сплава, обладающего повышенными прочностными характеристиками, не происходит разрушение седла, а выполнение соединения обеих частей седла по глухому прямоугольному отверстию исключает проворот частей седла относительно друг друга.Due to the fact that the part 14 of the saddle 4 is made of a heat-resistant metal alloy with improved strength characteristics, the saddle is not destroyed, and the connection of both parts of the saddle through a blind rectangular hole eliminates the rotation of the parts of the saddle relative to each other.
Контакт частей 12 и 14 седла 4 по взаимообращенным идентичным поверхностям позволяет уменьшить утечки продуктов сгорания.The contact parts 12 and 14 of the saddle 4 on mutually reversed identical surfaces can reduce the leakage of combustion products.
Если и регулирующий элемент 6 выполнять из изотропного углерода, то можно получить значительное снижение шарнирного момента, потому что коэффициент трения изотропного углерода по изотропному углероду достигает величины порядка 0, 1. Это в свою очередь приводит к снижению нагрузки на регулирующий элемент.If the regulating element 6 is made of isotropic carbon, it is possible to obtain a significant reduction in the hinge moment, because the coefficient of friction of isotropic carbon on isotropic carbon reaches a value of the order of 0, 1. This in turn leads to a decrease in the load on the regulating element.
Благодаря тому, что штифты выполнены из той же марки изотропного углерода, что и регулирующий элемент и установлены в отверстия 20 и 21 с определенным зазором, исключается их разрушение из-за нагрева обеих частей седла 4.Due to the fact that the pins are made of the same brand of isotropic carbon as the control element and are installed in the
Таким образом, как видно из вышеизложенного, обеспечивается увеличение надежности работы за счет уменьшения величины шарнирного момента, достигается еще один положительный эффект, а именно за счет уменьшения величины шарнирного момента можно уменьшить вес конструкции, что является для ракетной техники основным.Thus, as can be seen from the above, an increase in the reliability of operation due to a decrease in the magnitude of the hinge moment is achieved, one more positive effect is achieved, namely, by reducing the magnitude of the hinge moment, the weight of the structure can be reduced, which is the main one for rocket technology.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139216/06A RU2376518C1 (en) | 2008-10-02 | 2008-10-02 | Flow regulator of hot gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008139216/06A RU2376518C1 (en) | 2008-10-02 | 2008-10-02 | Flow regulator of hot gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2376518C1 true RU2376518C1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008139216/06A RU2376518C1 (en) | 2008-10-02 | 2008-10-02 | Flow regulator of hot gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2376518C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464472C1 (en) * | 2011-09-14 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") | Seat of hot gas flow rate control |
RU2695561C2 (en) * | 2017-12-25 | 2019-07-25 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Hot gas flow rate control valve |
RU2800410C1 (en) * | 2023-02-01 | 2023-07-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method for determining the operability of a pressure generator and a device for its implementation |
-
2008
- 2008-10-02 RU RU2008139216/06A patent/RU2376518C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464472C1 (en) * | 2011-09-14 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") | Seat of hot gas flow rate control |
RU2695561C2 (en) * | 2017-12-25 | 2019-07-25 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Hot gas flow rate control valve |
RU2800410C1 (en) * | 2023-02-01 | 2023-07-21 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method for determining the operability of a pressure generator and a device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6792763B2 (en) | Coated seal article with multiple coatings | |
US7771159B2 (en) | High temperature seals and high temperature sealing systems | |
US9121302B2 (en) | Radial compressor blade clearance control system | |
US20030170115A1 (en) | Variable stator vane support arrangement | |
US20130011248A1 (en) | Reduction in thermal stresses in monolithic ceramic or ceramic matrix composite shroud | |
US6264369B1 (en) | Variable vane seal and washer materials | |
JP2004108367A (en) | Method and device for sealing variable blade assembly of gas turbine engine | |
KR102363772B1 (en) | Turbine wastegate assembly | |
US5380154A (en) | Turbine nozzle positioning system | |
RU2376518C1 (en) | Flow regulator of hot gas | |
US9422858B2 (en) | Turbocharger with an annular rotary bypass valve | |
RU2422709C1 (en) | Control valve for hot gas flow rate | |
US9291269B2 (en) | Intershaft seal | |
CN104066934A (en) | Stator component with segmented inner ring for a turbomachine | |
CA2645048A1 (en) | Mechanical seal with enhanced face stability | |
EP2519716B1 (en) | Gas turbine engine and foil bearing system | |
RU2457382C1 (en) | Hot gas flow rate regulator | |
WO2011086993A1 (en) | Seal structure and gas turbine engine provided therewith | |
JP6630815B2 (en) | Variable capacity turbocharger | |
US7533533B2 (en) | Jet engine with a variable section nozzle of which at least one flap pivots about a pin, pins for flaps | |
US20160115808A1 (en) | Hinged seal | |
RU2355932C1 (en) | Hot gas flow control valve | |
WO2013008268A1 (en) | Shaft seal structure for valve | |
US6035644A (en) | Turbine control valve | |
RU2684696C1 (en) | Hot gas flow rate control valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110331 |