RU2422709C1 - Клапан для регулирования расхода горячего газа - Google Patents

Клапан для регулирования расхода горячего газа Download PDF

Info

Publication number
RU2422709C1
RU2422709C1 RU2010103780/06A RU2010103780A RU2422709C1 RU 2422709 C1 RU2422709 C1 RU 2422709C1 RU 2010103780/06 A RU2010103780/06 A RU 2010103780/06A RU 2010103780 A RU2010103780 A RU 2010103780A RU 2422709 C1 RU2422709 C1 RU 2422709C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seat
saddle
diameter
valve
flap
Prior art date
Application number
RU2010103780/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Семенович Соломонов (RU)
Юрий Семенович Соломонов
Владимир Иванович Черепов (RU)
Владимир Иванович Черепов
Борис Васильевич Громов (RU)
Борис Васильевич Громов
Олег Александрович Лобанов (RU)
Олег Александрович Лобанов
Валентина Павловна Тумановская (RU)
Валентина Павловна Тумановская
Антон Олегович Цветков (RU)
Антон Олегович Цветков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ")
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 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ"), Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ")
Priority to RU2010103780/06A priority Critical patent/RU2422709C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2422709C1 publication Critical patent/RU2422709C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Lift Valve (AREA)

Abstract

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к конструкции клапанов для регулирования расхода горячего газа, работающих при высоких температурах и давлениях и используемых для управления летательным аппаратом по каналам крена, тангажа и рыскания. Клапан для регулирования расхода горячего газа состоит из корпуса с входным и выходным патрубками. В выходной патрубок установлено седло с расходным отверстием. В седле с обеих сторон от расходного отверстия выполнены выступы с соосными цилиндрическими отверстиями. Ось этих отверстий совпадает с осями цилиндрической поверхностью седла и соосна седлу цилиндрической заслонки. В заслонке выполнено расходное отверстие, образующее совместно с расходным отверстием седла регулируемое расходное сечение клапана. Вал соединен через карданную муфту с заслонкой. Заслонка установлена по отношению к седлу с кольцевым зазором и на ней с обеих сторон от расходного отверстия выполнены цапфы. Диаметр цапф значительно меньше диаметра заслонки в зоне ее расходного отверстия. Цапфы заслонки установлены по посадке в выступы седла, в которых выполнены одинаковые и симметричные прорези. Ширина прорези равна 0,9…0,95 величины диаметра цилиндрических отверстий выступов седла. На цапфах заслонки выполнены соответствующие срезы. Диаметр цапф рассчитывается определенным соотношением. Изобретение направлено на уменьшение величины шарнирного момента, а следовательно, и на уменьшение мощности привода клапана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на создание конструкций клапанов для регулирования расхода горячего газа, работающих при высоких температурах и давлениях и используемых для управления летательным аппаратом по каналам крена, тангажа и рыскания.
Известна конструкция газораспределительного клапана, содержащая корпус с входным и выходным патрубками с расходными отверстиями, расположенную в корпусе с возможностью поворота заслонку, связанную с валом, ось которого расположена перпендикулярно оси расходного отверстия выходного патрубка, заслонка выполнена в форме сектора с расходным отверстием, установлена по отношению к валу и внутренней поверхности корпуса с радиальным зазором и сопряжена с выходным патрубком, а на валу выполнены перпендикулярно его оси кольцевые приливы, при этом в кольцевых приливах вала выполнены прорези, в которых установлены с торцевым зазором цилиндрические ограничители, выполненные на боковых поверхностях заслонки (заявка РФ №2008139217, 2008 г., кл. F16K 5/12).
Недостаток этой конструкции заключается в том, что наличие кольцевых приливов на валу приводит к значительному увеличению радиуса контакта заслонки и выходного патрубка, а это, в свою очередь, приводит к увеличению нагрузочной характеристики - шарнирного момента, что требует увеличения мощности привода.
Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, опорный узел, образованный двумя выступами, выполненными на седле и имеющими соосные с валом сквозные отверстия, в которые установлен регулирующий элемент, контактирующий взаимообращенным цилиндрическим поверхностям с седлом, а в регулирующем элементе и седле выполнены расходные отверстия, при этом регулирующий элемент соединен через карданную муфту с валом (Патент РФ №2079023, 1997, кл. 6 F16K 5/04).
Хотя эта конструкция благодаря уменьшению радиуса контакта седла и регулирующего элемента обеспечивает снижение величины шарнирного момента по сравнению с предыдущей, но все-таки обладает недостатком.
Недостаток этой конструкции заключается в том, что наличие постоянного контакта заслонки и седла, особенно при значительных диаметрах контактирующих между собой цилиндрических поверхностей заслонки и седла, приводит к увеличению шарнирного момента, что, в свою очередь, приводит к увеличению требуемой мощности привода и, как следствие, приводит к увеличению массы изделия, что для летательных аппаратов не допустимо.
В некоторых случаях, например для торможения спускаемых летательных аппаратов, не обязательно, чтобы расход продуктов сгорания был приближен к нулю. В таких случаях можно клапаны проектировать с зазором между седлом и заслонкой, но возникает необходимость, чтобы величина зазора была минимальна, особенно при использовании для аппарата нескольких клапанов.
Целью предлагаемого изобретения является уменьшение величины шарнирного момента.
Указанная цель достигается тем, что в клапане для регулирования расхода горячего газа, состоящем из корпуса с входным и выходным патрубками, в выходной патрубок установлено седло с расходным отверстием, в котором с обеих сторон от расходного отверстия выполнены выступы с соосными сквозными цилиндрическими отверстиями, ось которых совпадает с осью цилиндрической поверхности седла, и соосной седлу цилиндрической заслонки, в заслонке выполнено расходное отверстие, которое образует совместно с расходным отверстием седла регулируемое расходное сечение клапана, и вала, кинематически через карданную муфту соединенного с заслонкой, при этом на заслонке со стороны карданной муфты выполнен узел, через который заслонка соединяется с карданной муфтой, заслонка установлена по отношению к седлу в зоне расходного отверстия с кольцевым зазором, на заслонке выполнены с обеих сторон от цилиндрической поверхности заслонки в зоне расходного отверстия цапфы, диаметр которых меньше диаметра цилиндрической поверхности заслонки в зоне расходного отверстия и меньше максимального диаметра узла соединения заслонки и карданной муфты и оси которых соосны между собой и цилиндрической поверхностью заслонки в зоне расходного отверстия, цапфы заслонки установлены по посадке в выступы седла, в которых выполнены одинаковые симметричные прорези, ширина которых равна 0,9…0,95 величины диаметра цилиндрических отверстий выступов седла и оси которых перпендикулярны осям сквозных цилиндрических отверстий выступов и проходят через общую плоскость, соосную оси расходного отверстия седла, а на цапфах заслонки выполнены срезы, симметричные относительно плоскости, проходящей через ось выступов, причем ширина срезов цапф равна ширине прорезей выступов седла, при этом диаметр «d» цапф определяется соотношением
Figure 00000001
где P - расчетное давление продуктов сгорания;
F - площадь расходного отверстия седла;
τср - временное сопротивление срезу материала заслонки при максимальной температуре, до которой прогревается заслонка.
На фиг.1 приведена конструкция регулятора расхода горячего газа.
На фиг.2 - сечение А-А.
На фиг.3 - сечение Б-Б.
Регулятор расхода горячего газа состоит из корпуса 1, входного 2 и выходного 3 патрубков. В выходной патрубок установлено седло 4. Корпус защищен изнутри деталями 5-7 из теплозащитного эрозионностойкого материала. В седле 4 выполнено расходное отверстие 8, с обеих сторон от которого расположены выступы 9, в которых выполнены соосные сквозные цилиндрические отверстия 10, ось 11 которых совпадает с осями цилиндрических поверхностей седла и заслонки 12. В заслонке 12 выполнено расходное отверстие 13, которое совместно с расходным отверстием 8 седла 4 образует регулируемое расходное сечение клапана. Между цилиндрическими поверхностями заслонки и седла выполнен кольцевой зазор «δ» в зоне их расходных отверстий. С обеих сторон от цилиндрической поверхности заслонки 12 в зоне ее расходного отверстия выполнены цилиндрические цапфы 14, которые соосны с цилиндрической поверхностью заслонки в зоне ее расходного отверстия и их диаметр меньше максимального диаметра «D» заслонки в зоне ее расходного отверстия. Цилиндрические цапфы 14 установлены по посадке в цилиндрические отверстия 10 выступов 9 седла 4. В выступах седла выполнены одинаковые прорези 15, ширина которых «h» равна 0,9…0,95 величине диаметра «d» цилиндрических отверстий выступов, оси симметрии 16 которых перпендикулярны осям сквозных отверстий выступов седла и проходят через общую плоскость, соосную оси расходного отверстия седла. На цапфах заслонки выполнены срезы 17, симметричные относительно плоскости, проходящей через ось цапф. Ширина «Н» цапф 14 между срезами равна ширине «h» прорезей 15 выступов 9 и равна (0,9…0,95) величине диаметра «d» цилиндрических отверстий 10 выступов 9 седла 4. Заслонка кинематически через карданную муфту 18 соединена с валом 19. На заслонке выполнен узел 20 для соединения заслонки 12 с карданной муфтой 18. Диаметр цилиндрических цапф 14 меньше максимального диаметра узла 20. Вал 19 установлен в подшипники 21. Плоскости срезов 17 перпендикулярны оси расходного отверстия седла при положении, когда ось расходного отверстия седла проходит через кромку 22 расходного отверстия заслонки. Для обеспечения линейной расходной характеристики расходные отверстия 8 и 13 седла и заслонки могут быть выполнены прямоугольной формы (на приведенных фигурах изображены отверстия прямоугольной формы).
Диаметр «d» цапф определяется соотношением
Figure 00000001
где Р - расчетное давление продуктов сгорания;
F - площадь расходного отверстия седла;
τср - временное сопротивление срезу материала заслонки при максимальной температуре, до которой прогревается заслонка.
Благодаря тому, что ширина «Н» срезов цапф заслонки равна 0,9…0,95 «d», не сильно ослабляется прочность цапф, что, в свою очередь, не приводит к значительному увеличению диаметра «d» цапф.
Диаметр «D» заслонки в районе ее расходного отверстия зависит от длины расходного отверстия седла в плоскости вращения заслонки и определяется следующим соотношением:
D=L/2 sin φ/2
где L - длина расходного отверстия седла в плоскости вращения заслонки;
φ - угол поворота заслонки между крайними точками расходного отверстия седла в плоскости вращения заслонки.
В ракетной технике обычно применяют стандартные рулевые приводы - поворотные машинки (РМ), в которых углы поворота обычно ограничены значениями ±(30…33°) (И.М.Гладков и др. Массовые характеристики исполнительных устройств систем управления баллистических твердотопливных ракет и космических аппаратов. М., 1997 г.).
Сборка клапана осуществляется следующим образом. Заслонка через прорези 15 устанавливается в выступы 9 седла 4. Цапфы 14 заслонки 12 за счет срезов 17 заходят в отверстия 10, заслонка поворачивается на 90° и за счет этого не может выйти из зацепления с седлом. Благодаря взаимному расположению срезов 17 и кромки 22 заслонки 12 также заслонка не может выйти из зацепления с седлом.
При работе продукты сгорания поступают во внутреннюю полость клапана и далее через седло истекают наружу. Благодаря тому, что между цилиндрическими поверхностями заслонки и седла выполнен кольцевой зазор «δ», не происходит в этом месте из-за трения увеличение шарнирного момента. Трение между седлом и заслонкой существует только в местах установки заслонки в отверстия выступов седла, но благодаря тому, что диаметр цапф 14 меньше диаметра заслонки в зоне расходного отверстия, шарнирный момент можно значительно снизить, уменьшая диаметр цапф. Наличие прорезей в выступах седла и срезов на цапфах заслонки обеспечивает установку заслонки в седло. Вполне определенное положение срезов на заслонке относительно положения расходного отверстия заслонки и седла обеспечивает исключение выхода заслонки из-за зацепления с седлом при крайних положениях (полностью закрыто и открыто регулируемое расходное сечение клапана). Связь заслонки с валом через карданную муфту обеспечивает исключение заклинивания из-за перекосов, а соосность цапф заслонки и цилиндрических поверхностей заслонки и седла, формирующих расходное сечение клапана, обеспечивает необходимую точность зазора «δ». Благодаря тому, что диаметр сквозного цилиндрического отверстия 10 выступов 9 меньше максимального диаметра заслонки в зоне ее расходного отверстия и меньше максимального диаметра узла 20, ограничено перемещение заслонки в осевом направлении.
Таким образом эта конструкция приводит к снижению величины шарнирного момента, что, в свою очередь, обеспечивает снижение массы изделия, потому что не требуется увеличения прочности всех узлов кинематического соединения заслонки и вала, а также увеличения массы рулевого привода.

Claims (2)

1. Клапан для регулирования расхода горячего газа, состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками, в выходной патрубок установлено седло с расходным отверстием, в котором с обеих сторон от расходного отверстия выполнены выступы с соосными сквозными цилиндрическими отверстиями, ось которых совпадает с осью цилиндрической поверхности седла, и соосной седлу цилиндрической заслонки, в заслонке выполнено расходное отверстие, которое образует совместно с расходным отверстием седла регулируемое расходное сечение клапана, и вала, кинематически через карданную муфту соединенного с заслонкой, при этом на заслонке со стороны карданной муфты выполнен узел, через который заслонка соединяется с карданной муфтой, отличающийся тем, что заслонка установлена по отношению к седлу в зоне расходного отверстия с кольцевым зазором, на заслонке выполнены с обеих сторон от цилиндрической поверхности заслонки в зоне расходного отверстия цапфы, диаметр которых меньше диаметра цилиндрической поверхности заслонки в зоне расходного отверстия и меньше максимального диаметра узла соединения заслонки и карданной муфты, и оси которых соосны между собой и цилиндрической поверхности заслонки в зоне расходного отверстия, цапфы заслонки установлены по посадке в выступы седла, в которых выполнены одинаковые симметричные прорези, ширина которых равна 0,9…0,95 величины диаметра сквозных отверстий выступов седла, и оси которых перпендикулярны осям сквозных цилиндрических отверстий выступов седла и проходят через общую плоскость, соосную оси расходного отверстия седла, а на цапфах заслонки выполнены срезы, симметричные относительно плоскости, проходящей через ось выступов седла, при этом ширина срезов цапф равна ширине прорезей выступов седла, при этом диаметр «d» цапф определяется соотношением:
Figure 00000002
,
где P - расчетное давление продуктов сгорания;
F - площадь расходного отверстия седла;
τср - временное сопротивление срезу материала заслонки при максимальной температуре, до которой прогревается заслонка.
2. Клапан для регулирования расхода горячего газа по п.1, отличающийся тем, что плоскости срезов цапф заслонки перпендикулярны оси расходного отверстия седла при положении, когда ось расходного отверстия седла проходит через кромку расходного отверстия заслонки.
RU2010103780/06A 2010-02-04 2010-02-04 Клапан для регулирования расхода горячего газа RU2422709C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103780/06A RU2422709C1 (ru) 2010-02-04 2010-02-04 Клапан для регулирования расхода горячего газа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103780/06A RU2422709C1 (ru) 2010-02-04 2010-02-04 Клапан для регулирования расхода горячего газа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2422709C1 true RU2422709C1 (ru) 2011-06-27

Family

ID=44739282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010103780/06A RU2422709C1 (ru) 2010-02-04 2010-02-04 Клапан для регулирования расхода горячего газа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422709C1 (ru)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464472C1 (ru) * 2011-09-14 2012-10-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Седло регулятора расхода горячего газа
RU2488731C1 (ru) * 2012-04-13 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" Узел соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа
RU2493460C1 (ru) * 2012-06-19 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Корвет" (ОАО "АК "Корвет") Дроссель дискретный регулируемый дисковый
RU2498135C1 (ru) * 2012-04-13 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" Газораспределительный клапан
RU2520798C1 (ru) * 2012-12-12 2014-06-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" Узел пары заслонка и седло регулятора расхода горячего газа
RU2634462C2 (ru) * 2016-04-07 2017-10-30 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Регулятор расхода горячего газа
RU2663442C1 (ru) * 2017-09-18 2018-08-06 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Клапан для регулирования расхода горячего газа
RU2694507C1 (ru) * 2019-01-24 2019-07-16 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Регулятор расхода горячего газа

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464472C1 (ru) * 2011-09-14 2012-10-20 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Седло регулятора расхода горячего газа
RU2488731C1 (ru) * 2012-04-13 2013-07-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" Узел соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа
RU2498135C1 (ru) * 2012-04-13 2013-11-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" Газораспределительный клапан
RU2493460C1 (ru) * 2012-06-19 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Корвет" (ОАО "АК "Корвет") Дроссель дискретный регулируемый дисковый
RU2520798C1 (ru) * 2012-12-12 2014-06-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" Узел пары заслонка и седло регулятора расхода горячего газа
RU2634462C2 (ru) * 2016-04-07 2017-10-30 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Регулятор расхода горячего газа
RU2663442C1 (ru) * 2017-09-18 2018-08-06 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Клапан для регулирования расхода горячего газа
RU2694507C1 (ru) * 2019-01-24 2019-07-16 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Регулятор расхода горячего газа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2422709C1 (ru) Клапан для регулирования расхода горячего газа
KR101816064B1 (ko) 터보 과급기
CH701542B1 (de) System zur Abstandssteuerung in einer Rotationsmaschine.
US10385715B2 (en) Floating, non-contact seal with angled beams
US20170306780A1 (en) Floating, non-contact seal with rounded edge
US9422858B2 (en) Turbocharger with an annular rotary bypass valve
KR20060113380A (ko) 가스 터빈 엔진 공기 밸브 조립체
RU2466320C1 (ru) Газораспределительный клапан
US8740102B2 (en) Gas turbine engine valve
RU2377460C1 (ru) Газораспределительный клапан
RU2392473C2 (ru) Реактивный двигатель с соплом переменного сечения, по меньшей мере, одна створка которого поворачивается вокруг стержня, а также стержни для створок
US9764908B2 (en) Concentric flow variable orifices for gas and particulate flow balance
US20150217854A1 (en) Turbine engine having a pair of propellers for an aircraft
RU2663442C1 (ru) Клапан для регулирования расхода горячего газа
RU2699154C1 (ru) Регулятор расхода газа
EP3399144A1 (de) Strahltriebwerk mit einer kühleinrichtung
EP3153692B1 (en) Method of adjusting flow through a valve
RU2457382C1 (ru) Регулятор расхода горячего газа
US9821966B2 (en) Concentric flow variable orifices for gas and particulate flow balance
RU2669885C1 (ru) Регулятор расхода газа
US10450890B2 (en) Variable stator guide vane system
RU2634462C2 (ru) Регулятор расхода горячего газа
RU2684696C1 (ru) Клапан для регулирования расхода горячего газа
RU2527807C1 (ru) Высокотемпературное дроссельное устройство
US4638631A (en) Multiflow turbo jet engine secondary flow adjusting device