RU2503869C1 - Pneumatic valve - Google Patents

Pneumatic valve Download PDF

Info

Publication number
RU2503869C1
RU2503869C1 RU2012124488/06A RU2012124488A RU2503869C1 RU 2503869 C1 RU2503869 C1 RU 2503869C1 RU 2012124488/06 A RU2012124488/06 A RU 2012124488/06A RU 2012124488 A RU2012124488 A RU 2012124488A RU 2503869 C1 RU2503869 C1 RU 2503869C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
pneumatic valve
fixed
seat
pneumatic
Prior art date
Application number
RU2012124488/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012124488A (en
Inventor
Николай Алексеевич Володин
Геннадий Николаевич Прокопенко
Валерий Алексеевич Смольянинов
Василий Николаевич Воробей
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева"
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 "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева"
Priority to RU2012124488/06A priority Critical patent/RU2503869C1/en
Publication of RU2012124488A publication Critical patent/RU2012124488A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2503869C1 publication Critical patent/RU2503869C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lift Valve (AREA)
  • Check Valves (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: pneumatic valve includes a body, and a seat with a valve. Sealing surface of the seat is located on the side opposite to an inlet nozzle. Valve is installed so that it is borne against a two-arm lever. One arm of the above two-arm lever is hinged to a spring-loaded stock, and the other one is fixed with a hammer catch when the valve is in closed position. The hammer catch is fixed on the pneumatic valve body and fixed with a lock pin. Besides, the hammer catch is installed so that it can contact the stock of a pyro actuator fixed on the pneumatic valve body. The above pyro actuator consists of a cylinder with a plug, two in-series installed pistons that form two disengaged working cavities. Each of the above cavities is interconnected with a separate chamber equipped with a pyrotechnic cartridge. At actuation of pyrotechnic cartridges of any or both chambers the piston of the pyrotechnic cartridge interacts with the hammer catch.
EFFECT: implementation of the invention allows providing its multiple use, quick action that is numbered into several thousandths of a second and sufficient flow cross-section.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах газоснабжения, включая оборудование ракетно-космических комплексов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in gas supply systems, including equipment for space rocket complexes.

Из общедоступных информационных источников известно большое количество пневмоклапанов, обеспечивающих дистанционное открытие пневматических магистралей для выдачи сжатых газов потребителю.From publicly available information sources, a large number of pneumatic valves are known that provide remote opening of pneumatic lines for the delivery of compressed gases to the consumer.

Основными характеристиками таких пневмоклапанов являются рабочее давление, проходное сечение и время срабатывания от момента выдачи команды на открытие пневмоклапана до момента полного его открытия. При использовании пневмоклапанов в системах и агрегатах ракетно-космических комплексов зачастую приоритетной характеристикой становится время срабатывания пневмоклапана в связи с наличием быстротекущих процессов при старте ракеты.The main characteristics of such pneumatic valves are the operating pressure, the flow area and the response time from the moment the command to open the pneumatic valve is issued until it is completely opened. When using pneumatic valves in systems and assemblies of space-rocket complexes, the response time of the pneumatic valve is often a priority characteristic due to the presence of fast-moving processes during rocket launch.

Известны клапаны, выполненные на основе разрывных устройств, которые описаны, например, в книге «Системы газоснабжения и устройства пневмоавтоматики ракетно-космических комплексов» (Ю.Л. Арзуманов, Р.А. Петров, Е.М. Халатов, г.Москва «Машиностроение» 1997 г., УДК 624.074, стр.133). Такие клапаны, как правило, состоят из корпуса, мембраны, разделяющей входную и выходную полости клапана, штока, соединенного с мембраной, поршня, навинченного на шток, дно поршня обращено в сторону каморы, в которую установлен пиропатрон. Поршень имеет конусную поверхность, которая, при срабатывании клапана, контактирует с корпусной поверхностью в корпусе клапана, тем самым предотвращается попадание пороховых газов в газовую полость клапана.Known valves made on the basis of explosive devices, which are described, for example, in the book "Gas Supply Systems and Pneumatic Automation Devices for Rocket and Space Complexes" (Yu.L. Arzumanov, R.A. Petrov, EM Khalatov, Moscow, " Mechanical Engineering ”1997, UDC 624.074, p. 133). Such valves, as a rule, consist of a casing, a membrane separating the inlet and outlet cavities of the valve, a rod connected to the membrane, a piston screwed onto the rod, the piston bottom facing the chamber into which the squib is mounted. The piston has a conical surface, which, when the valve is activated, is in contact with the housing surface in the valve body, thereby preventing the ingress of powder gases into the gas cavity of the valve.

Описанные клапаны обеспечивают полное открытие за время около 0,008c при достаточно большом проходном сечении (Ду 10 мм и более).The described valves provide full opening in a time of about 0.008 s with a sufficiently large bore (L at 10 mm or more).

Однако этот клапан обладает следующими недостатками:However, this valve has the following disadvantages:

1. Клапан обеспечивает одно срабатывание, после чего утилизируется, или с использованием деталей отработавшего клапана изготавливается новый клапан.1. The valve provides one actuation, after which it is disposed of, or a new valve is manufactured using the parts of the exhaust valve.

2. Надежность клапана недостаточна вследствие установки одного пиропатрона. Для повышения надежности на практике устанавливается второй клапан параллельно основному. Возможен вариант установки в камору двух пиропатронов, однако этот вариант в клапанах не используется, т.к. в этом случае необходима установка специального буфера, обеспечивающего срабатывание клапана от одного пиропатрона и гашение избыточной энергии при срабатывании двух пиропатронов.2. Reliability of the valve is insufficient due to the installation of one squib. To increase reliability, in practice, a second valve is installed parallel to the main valve. It is possible to install two squibs into the chamber, but this option is not used in valves, because in this case, it is necessary to install a special buffer that ensures valve actuation from one squib and suppression of excess energy when two squibs operate.

Свободным от указанных недостатков является электропневмоклапан АЭ-044 (прототип) («Арматура электропневмоавтоматики. Каталог», Центр научно-технической информации «Поиск» г.Москва, 1971, стр.150).Free from these drawbacks is the AE-044 electro-pneumatic valve (prototype) ("Electro-pneumatic automation fittings. Catalog", Center for Scientific and Technical Information "Search" Moscow, 1971, p. 150).

Электропневмоклапан состоит из корпуса, подпружиненного клапана, установленного со стороны входного штуцера, седла контактирующего с клапаном и электромагнита, якорь которого взаимодействует с клапаном, смещая его от седла, тем самым освобождается прохождение сжатого газа, поданного во входной штуцер.An electropneumatic valve consists of a body, a spring-loaded valve mounted on the inlet fitting side, a seat in contact with the valve, and an electromagnet whose armature interacts with the valve, displacing it from the seat, thereby freeing the passage of compressed gas supplied to the inlet fitting.

Электропневмоклапан обеспечивает многократное открытие клапана и довольно малое время срабатывания, около 0,03 с.The electro-pneumatic valve provides multiple opening of the valve and a rather short response time, about 0.03 s.

Недостатками указанного электропневмоклапана, является малое проходное сечение (Ду 0,5 мм). Для увеличения проходного сечения необходимо увеличивать мощность электромагнита, т.к. при открытии клапана необходимо преодолеть усилие пружины, поджимающей клапан к седлу, и усилие от поданного на вход сжатого газа, равное давлению, умноженному на площадь седла.The disadvantages of this electro-pneumatic valve is a small bore (L at 0.5 mm). To increase the bore, it is necessary to increase the power of the electromagnet, as when opening the valve, it is necessary to overcome the force of the spring, pressing the valve to the seat, and the force from the compressed gas supplied to the inlet, equal to the pressure multiplied by the area of the seat.

Учитывая особенности электромагнитов, применение их в быстродействующих клапанах с большим проходным сечением ограничено, т.к. дальнейшее увеличение проходного сечения приводит к необходимости применения мощных электромагнитов с неприемлемыми габаритами и величинами потребляемого тока, которые растут пропорционально площади проходного сечения клапана.Given the features of electromagnets, their use in high-speed valves with a large flow area is limited, because a further increase in the bore leads to the need for powerful electromagnets with unacceptable dimensions and current consumption, which grow in proportion to the area of the bore of the valve.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение многократного применения пневмоклапана с обеспечением быстродействия при большом проходном сечении (не менее Ду 10 мм).The objective of the present invention is to provide multiple use of a pneumatic valve with high speed with a large flow area (not less than D at 10 mm).

В соответствии с изобретением поставленная задача достигается тем, что в заявленном пневмоклапане уплотняющая поверхность седла расположена со стороны, противоположной входному штуцеру, клапан является опорой двуплечего рычага, одно плечо которого шарнирно соединено с подпружиненным штоком, а другое, в закрытом положении клапана, зафиксировано шепталом, шарнирно закрепленным на корпусе пневмоклапана и застопоренного чекой, при этом шептало установлено с возможностью контакта со штоком пиропривода, закрепленного на корпусе пневмоклапана и состоящего из цилиндра с заглушкой, двух последовательно установленных поршней, которые образуют две разобщенные рабочие полости, каждая из которых сообщается с отдельной каморой, оснащенной пиропатроном, причем при срабатывании пиропатронов любой или обеих камор, поршень пиропривода взаимодействует с шепталом.In accordance with the invention, the task is achieved by the fact that in the claimed pneumatic valve the sealing surface of the seat is located on the side opposite to the inlet fitting, the valve is a support for the two shoulders lever, one shoulder of which is pivotally connected to the spring-loaded rod, and the other, in the closed position of the valve, is fixed by a sear, pivotally mounted on the pneumatic valve body and locked by a check, while the sear was installed with the possibility of contact with the pyrodrive rod mounted on the pneumatic valve body Pan and consisting of a cylinder with a plug, two pistons mounted in series, that form two disparate work chambers each of which communicates with a separate chamber equipped with a pyrotechnical, wherein when triggered either or both squibs Camore piston piroprivoda interacts with the sear.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид пневмоклапана, а на фиг.2 - его разрез.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a pneumatic valve, and figure 2 - its section.

Заявляемый пневмоклапан состоит из корпуса 1 с входным и выходным штуцерами, внутри корпуса соосно с входным штуцером крепится направляющая 2, в которой перемещается клапан 3, взаимодействующий с седлом.The inventive pneumatic valve consists of a housing 1 with inlet and outlet fittings, a guide 2 is mounted coaxially with the inlet fitting inside the housing, in which the valve 3 interacting with the seat moves.

К корпусу 1 крепится пружинный блок, состоящий из цилиндра 4, пружины 5, шайбы 6 и гайки 7, удерживающей пружину в поджатом состоянии. В отверстии цилиндра 4 размещается шток 8, на который навинчена гайка 9, а второй конец штока выполнен в виде проушины, соединенной осью 10 с двуплечим рычагом 11, короткий конец рычага 11 фиксируется шепталом 12, вращающимся на оси 13.A spring unit consisting of a cylinder 4, a spring 5, a washer 6, and a nut 7 that holds the spring in a pressed state is attached to the housing 1. A rod 8 is placed in the hole of the cylinder 4, on which a nut 9 is screwed, and the second end of the rod is made in the form of an eye connected by an axis 10 with a two-arm lever 11, the short end of the lever 11 is fixed with a sear 12, rotating on the axis 13.

Рычаг 11 через регулируемый упор 14 взаимодействует с клапаном 3 и пружина 5, поджатая гайкой 9, прижимает клапан к седлу с усилием, обеспечивающим герметичность пары седло-клапан.The lever 11 through the adjustable stop 14 interacts with the valve 3 and the spring 5, pressed by the nut 9, presses the valve against the seat with a force that ensures the tightness of the pair of valve seat.

Открытие пневмоклапана осуществляется пироприводом 15, который выполнен быстросъемным и крепится к корпусу пневмоклапана двумя невыпадающими болтами.The opening of the pneumatic valve is carried out by a pyrodrive 15, which is quick-detachable and is attached to the pneumatic valve body by two captive bolts.

Пиропривод состоит из цилиндра 16 с заглушкой 17, удерживаемой гайкой 18, заднего поршня 19, переднего поршня 20. Передний поршень 20 имеет цилиндрический стержень, взаимодействующий с шепталом 12. Гайкой 21 в цилиндре крепится упор 22 с буфером 23, выполненным, например, из алюминия, в виде полутора.The pyrodrive consists of a cylinder 16 with a plug 17 held by a nut 18, a rear piston 19, a front piston 20. The front piston 20 has a cylindrical rod interacting with a sear 12. A nut 22 is attached to the cylinder 22 with a buffer 23 made, for example, of aluminum , in the form of one and a half.

Между поршнем 19 и заглушкой 17 и поршнями 19 и 20 образованы две изолированные друг от друга рабочие полости, соединенные каналами с каморами, в которые ввинчены пиропатроны 24.Between the piston 19 and the plug 17 and the pistons 19 and 20, two working cavities isolated from each other are formed, connected by channels to the chambers into which the squibs 24 are screwed.

Для закрытия пневмоклапана необходимо свинтить гайку 9, исключив ее контакт с шайбой 6, тем самым пружина 5 отключается. Затем поджать рычагом 11 клапан 3 к седлу и зафиксировать рычаг шепталом 12.To close the pneumatic valve, it is necessary to unscrew the nut 9, excluding its contact with the washer 6, thereby the spring 5 is disconnected. Then, press lever 11 on valve 3 to the seat and secure the lever with sear 12.

Для герметизации пары седло-клапан необходимо поджать пружину 5, навинчивая на шток 8 гайку 9, затем установить пиропривод 15 на корпус пневмоклапана. Клапан закрыт и готов к работе.To seal the saddle-valve pair, it is necessary to press the spring 5 by screwing the nut 9 onto the rod 8, then install the pyrodrive 15 on the pneumatic valve body. The valve is closed and ready for operation.

Открытие клапана производится путем подачи электрического тока на спирали пиропатронов 24, происходит сгорание зарядов и пороховые газы из каморы попадают в рабочие полости или в одну из полостей, в случае срабатывания только одного пиропатрона. Далее поршень 20 в любом случае толкает шептало 12, освобождая рычаг 11, и под действием поданного на вход пневмоклапана сжатого газа пневмоклапан открывается. Для приведения пневмоклапана в рабочее закрытое состояние необходимо его закрыть, как описано выше, разобрать пиропривод, удалить продукты сгорания пороховых зарядов, собрать и установить его на место.The valve is opened by supplying electric current to the spirals of the igniter 24, charges are burnt and the powder gases from the chamber enter the working cavities or into one of the cavities, if only one igniter is triggered. Further, the piston 20 in any case pushes the sear 12, releasing the lever 11, and under the action of the compressed gas supplied to the inlet of the pneumatic valve, the pneumatic valve opens. To bring the pneumatic valve into a working closed state, it is necessary to close it, as described above, disassemble the pyrodrive, remove the combustion products of the powder charges, assemble and put it in place.

Заложенные в конструкцию заявляемого пневмоклапана технические решения обеспечивают многократное его использование, быстродействие, исчисляемое несколькими тысячными секунды, и достаточное проходное сечение.The technical solutions incorporated in the design of the inventive pneumatic valve provide its multiple use, speed, calculated in several thousandths of a second, and a sufficient flow area.

В соответствии с заявленным изобретением в настоящее время разработаны и изготовлены два пневмоклапана, которые испытаны при температурах ±40°C, в результате при проходном сечении Ду 12 мм время полного открытия клапана от момента подачи электрического тока на пиропатроны не превысило 0,008 c.In accordance with the claimed invention, two pneumatic valves are currently developed and manufactured, which were tested at temperatures of ± 40 ° C, as a result, with a cross-section D of 12 mm, the time of complete opening of the valve from the moment of supply of electric current to the squibs did not exceed 0.008 s.

Таким образом, проведенные испытания на заводе-изготовителе подтвердили эффективность и возможность получения, при осуществлении изобретения, вышеупомянутого технического результата.Thus, the tests carried out at the factory confirmed the effectiveness and the possibility of obtaining, when implementing the invention, the aforementioned technical result.

Claims (1)

Пневмоклапан, содержащий корпус, седло с клапаном, отличающийся тем, что уплотняющая поверхность седла расположена со стороны, противоположной входному штуцеру, клапан установлен с опорой на двуплечий рычаг, одно плечо которого шарнирно соединено с подпружиненным штоком, а другое в закрытом положении клапана зафиксировано шепталом, шарнирно закрепленным на корпусе пневмоклапана и застопоренным чекой, при этом шептало установлено с возможностью контакта со штоком пиропривода, закрепленного на корпусе пневмоклапана и состоящего из цилиндра с заглушкой, двух последовательно установленных поршней, которые образуют две разобщенные рабочие полости, каждая из которых сообщается с отдельной каморой, оснащенной пиропатроном, причем при срабатывании пиропатронов любой или обеих камор поршень пиропривода взаимодействует с шепталом. A pneumatic valve comprising a housing, a seat with a valve, characterized in that the sealing surface of the seat is located on the side opposite to the inlet fitting, the valve is mounted on a two-arm lever, one arm of which is pivotally connected to a spring-loaded stem, and the other in the closed position of the valve is fixed with a sear, pivotally mounted on the pneumatic valve body and secured by a pin, while the sear was installed with the possibility of contact with the pyrodrive rod, mounted on the pneumatic valve body and consisting of cyl ndra plug with two serially mounted pistons which form two disparate work chambers each of which communicates with a separate chamber equipped with a pyrotechnical, wherein when triggered either or both squibs Camore piroprivoda piston interacts with the sear.
RU2012124488/06A 2012-06-13 2012-06-13 Pneumatic valve RU2503869C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124488/06A RU2503869C1 (en) 2012-06-13 2012-06-13 Pneumatic valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124488/06A RU2503869C1 (en) 2012-06-13 2012-06-13 Pneumatic valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012124488A RU2012124488A (en) 2013-12-20
RU2503869C1 true RU2503869C1 (en) 2014-01-10

Family

ID=49784562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124488/06A RU2503869C1 (en) 2012-06-13 2012-06-13 Pneumatic valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2503869C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749797C1 (en) * 2020-10-19 2021-06-17 Юрий Иванович Духанин Cryogenic valving

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU478159A1 (en) * 1972-01-25 1975-07-25 Предприятие П/Я А-7114 Pneumatic valve
JPS602783A (en) * 1983-06-13 1985-01-09 Teijin Ltd Manufacture of semigloss deep-grained flexible leather sheet
RU2084710C1 (en) * 1992-01-29 1997-07-20 Машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" Pyrotechnic drive
RU2143563C1 (en) * 1998-01-28 1999-12-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Аркон" Pressure-operated valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU478159A1 (en) * 1972-01-25 1975-07-25 Предприятие П/Я А-7114 Pneumatic valve
JPS602783A (en) * 1983-06-13 1985-01-09 Teijin Ltd Manufacture of semigloss deep-grained flexible leather sheet
RU2084710C1 (en) * 1992-01-29 1997-07-20 Машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" Pyrotechnic drive
RU2143563C1 (en) * 1998-01-28 1999-12-27 Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Аркон" Pressure-operated valve

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749797C1 (en) * 2020-10-19 2021-06-17 Юрий Иванович Духанин Cryogenic valving

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012124488A (en) 2013-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2621190C2 (en) Method and system of emergency starting energy generation setting
KR20130105507A (en) Automatic actuation of a general purpose hand extinguisher
US2960977A (en) Variable velocity pneumatic gun system
US4204456A (en) Pneumatic ejector for bomb
US3118349A (en) Actuator cylinder
RU2503869C1 (en) Pneumatic valve
CN110834742A (en) Rocket cabin section separation system and rocket
RU2564253C2 (en) Method for fire protection of vehicle and device therefor
CN110409970A (en) A kind of automatic switch device and its installation method for ship fire resistant doorsets
CN113212813A (en) Modularized connecting and separating device
CN110469710B (en) Pressure self-adaptive underwater electromagnetic shuttle valve
EP0232285B1 (en) A valve actuator system for controlling of valves
CN201503024U (en) Strength air cannon
RU171804U1 (en) AIRCRAFT COMPARTMENT SEPARATION NODE
US3771551A (en) Valve with powder charge emergency operator
US3279318A (en) Explosive driver and release mechanism
EP3613999B1 (en) Externally verifiable thermal compensation of cowl opening actuator
US8127656B1 (en) General purpose pneumatic power module
US2441186A (en) Accumulator starting valve
US6655143B2 (en) Autonomous gas powered ram
US2996046A (en) Canopy unlock thruster
US3447609A (en) Fast-acting deluge-type fire extinguisher system
RU2541595C1 (en) Safety device for aircraft onboard automatics detonation circuits
CN209991875U (en) Non-explosive separation device based on separation nut
RU2499741C1 (en) Device to release cargo from aircraft

Legal Events

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

Effective date: 20180614