RU2632652C1 - Pyro-valve - Google Patents

Pyro-valve Download PDF

Info

Publication number
RU2632652C1
RU2632652C1 RU2016112270A RU2016112270A RU2632652C1 RU 2632652 C1 RU2632652 C1 RU 2632652C1 RU 2016112270 A RU2016112270 A RU 2016112270A RU 2016112270 A RU2016112270 A RU 2016112270A RU 2632652 C1 RU2632652 C1 RU 2632652C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cover
cavity
groove
piston
housing
Prior art date
Application number
RU2016112270A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Борисович Алексеев
Николай Иванович Гончарик
Original Assignee
Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
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 Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" filed Critical Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики"
Priority to RU2016112270A priority Critical patent/RU2632652C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2632652C1 publication Critical patent/RU2632652C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/40—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves with a fracturing member, e.g. fracturing diaphragm, glass, fusible joint

Landscapes

  • Air Bags (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: pyrovalve for the overlapping of the mains contains a casing with an inlet and outlet cavity, with a cutoff seat, with a central opening and a socket for a pyro cartridge, a shutter in form of a fungus with a rod installed in the central opening of the casing and fixed to the casing by a pin. There is a seat, an intermediate cavity in the central opening of the casing. A shutter is installed in the central opening of the casing. A ring is installed in the casing groove. A cover is installed in the casing bore. An internal blind stepped bore with a conical transition between the steps is made in the cover. Openings are made at the bottom of the cover, grooves that communicate the cavity of the socket under the pyro cartridge with the inner cavity of the larger stage of the cover are made on the outer surface and at the end of the lid. A piston with a conical surface and a sealing thin-walled shell, connected to the stem by means of a thread, is mounted in the cover. A seal ring and a protective washer are installed in the shutter rod. A sleeve is installed to reduce the volume of the over-piston cavity.
EFFECT: application of this invention allows the use of pyroclap for large through sections, excludes the breakthrough of the powder gases of the pyro cartridge when it is triggered, and excludes the working pressure of the component from affecting the insulation of the pyro cartridge.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании агрегатов автоматики, а именно к пироклапанам с пиротехническим приводом, предназначенным для отсечки рабочего тела, и может быть использовано при создании агрегатов автоматики жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергетических установок.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to create units of automation, namely, pyro valves with a pyrotechnic drive designed to cut off the working fluid, and can be used to create units of automation of liquid rocket engines (LRE) and other power plants.

В настоящее время при создании пироклапанов для перекрытия магистралей ЖРД широко применяются пироклапаны с запорным органом, выполненным в виде конической пробки, взаимодействующей с коническим седлом, образованным в выходном канале (А.И. Эдельман. Топливные клапаны ЖРД, из-во «Машиностроение», 1970, стр. 73-75). К недостаткам пироклапана можно отнести:Currently, when creating pyro valves to overlap the high-pressure rocket engine lines, pyro valves with a shut-off element made in the form of a conical plug interacting with a conical seat formed in the outlet channel are widely used (A.I. Edelman. Fuel valves of the liquid-propellant rocket engine, because of "Engineering", 1970, pp. 73-75). The disadvantages of a pyrovalve include:

1. Возможность прорыва пороховых газов, во входную полость заполненную компонентами, что ограничивает использование пироклапана для ЖРД с теми видами топлива, которые взрываются при контакте с пороховыми газами, образующимися при срабатывании пиропатрона,1. The possibility of a breakthrough of powder gases into the inlet cavity filled with components, which limits the use of a pyrovalve for liquid-propellant rocket engines with those fuels that explode upon contact with the powder gases generated when the igniter is triggered,

2. Нарушение герметичности изоляции пиропатрона при воздействии рабочего давления компонента на пиропатрон (≥ 20 кгс/см2).2. Violation of the insulation tightness of the igniter under the influence of the operating pressure of the component on the igniter (≥ 20 kgf / cm 2 ).

Известен пироклапан (RU 2142085, F16K 17/40 от 13.05 98 г.), содержащий корпус с входным, выходным патрубками, расположенными на одной оси, между которыми герметично вмонтирована тонкостенная труба, боковую полость в виде ступенчатого цилиндрического отверстия с конической поверхностью перехода между ступенями, со ступенчатой перекрывной пробкой с отверстием, через которое пропущена тонкостенная труба.Known pyrovalve (RU 2142085, F16K 17/40 from 13.05 98), containing a housing with inlet and outlet nozzles located on the same axis, between which a thin-walled pipe is tightly mounted, a side cavity in the form of a stepped cylindrical hole with a conical transition surface between the steps , with a stepped blocking plug with an opening through which a thin-walled pipe is passed.

Недостатком пироклапана является невозможность одновременного среза в двух местах труб большого диаметра, без деформации ее по местам среза, что может привести к ненормированному повышению гидросопротивления клапана.The disadvantage of a pyrovalve is the impossibility of simultaneously cutting in two places of pipes of large diameter, without deforming it in places of the cut, which can lead to an unnormalized increase in the hydroresistance of the valve.

Известен пироклапан (М.В. Добровольский. Жидкостные ракетные двигатели. Из-во «Машиностроение», 1968, стр. 238-239 - прототип), содержащий корпус с входной и выходной полостями, с седлом отсечки, с центральным отверстием и гнездом под пиропатрон, затвор в виде грибка со штоком, установленным в центральное отверстие корпуса и закрепленным относительно корпуса штифтом.Known pyrovalve (MV Dobrovolsky. Liquid rocket engines. Because of "Engineering", 1968, pp. 238-239 - prototype), containing a housing with inlet and outlet cavities, with a cut-off saddle, with a central hole and a socket for a squib , a bolt in the form of a fungus with a rod installed in the central hole of the housing and secured with a pin to the housing.

Недостатком пироклапана является возможность прорыва пороховых газов во входную полость, залитую компонентом, что ограничивает использование пироклапана для ЖРД с теми видами топлива, которые взрываются при контакте с пороховыми газами высокого давления и температуры, образующимися при срабатывании пиропатрона.The disadvantage of a pyrovalve is the possibility of a breakthrough of powder gases into the inlet cavity filled with a component, which limits the use of a pyrovalve for liquid-propellant rocket engines with those fuels that explode on contact with high-pressure powder gases and temperatures generated by the operation of the squib.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, использование пироклапана для больших проходных сечений, исключение прорыва пороховых газов пиропатрона, при его срабатывании, исключение воздействия на изоляцию пиропатрона рабочего давления компонента.The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages, the use of a pyrovalve for large flow cross-sections, the elimination of the breakthrough of powder gases of the igniter, when it is triggered, the exclusion of the impact on the insulation of the igniter of the working pressure of the component.

Поставленная задача решается тем, что в пироклапан для перекрытия магистралей, содержащем корпус с входной и выходной полостями, центральным отверстием и гнездом под пиропатрон, затвор в виде грибка со штоком, установленном в центральное отверстие корпуса и закрепленном относительно корпуса штифтом, согласно изобретению в корпусе в центральном отверстии выполнена промежуточная полость, сообщающаяся с выходной полостью, а также канавка со стороны гнезда под пиропатрон и проточка, в которую установлена крышка с гнездом под пиропатрон с внутренней глухой ступенчатой проточкой с коническим переходом между ступенями, на дне крышки выполнены отверстия, на наружной поверхности и по торцу крышки выполнены пазы, сообщающие полость гнезда под пиропатрон с внутренней полостью большей ступени крышки, в крышку установлен поршень с конической поверхностью и с уплотнительной тонкостенной оболочкой, в штоке затвора выполнена канавка между промежуточной полостью и штифтом, при этом крышка наружной поверхностью взаимодействует с внутренней поверхностью проточки корпуса, внутренней поверхностью большей ступени с уплотнительной тонкостенной оболочкой поршня, поршень взаимодействует по резьбе со штоком затвора и контактирует конической поверхностью с коническим переходом между ступенями глухой проточки крышки, наружная поверхность грибка затвора контактирует с внутренней поверхностью центрального отверстия со стороны входной полости корпуса, а отношение надпоршневого объема до срабатывания к надпоршневому объему после срабатывания не менее 0,45.The problem is solved in that in a pyrovalve for overlapping highways containing a housing with inlet and outlet cavities, a central hole and a socket for a squib, a bolt in the form of a fungus with a rod installed in the central hole of the housing and secured with a pin, according to the invention, in the housing in a central hole is made of an intermediate cavity communicating with the output cavity, as well as a groove from the side of the socket for the squib and a groove in which a cover with a socket for the squib is installed with internal blind step groove with a conical transition between the steps, holes are made on the bottom of the cover, grooves are made on the outer surface and on the end of the cover, communicating the cavity of the socket under the squib with the internal cavity of the larger step of the cover, a piston with a conical surface and with a thin-walled sealing shell is installed in the cover , a groove between the intermediate cavity and the pin is made in the shutter rod, while the lid with the outer surface interacts with the inner surface of the groove of the housing, the inner the surface of the larger stage with a thin-walled sealing shell of the piston, the piston interacts threaded with the valve stem and contacts the conical surface with the conical transition between the steps of the blind blind groove, the outer surface of the valve fungus contacts the inner surface of the central hole from the side of the inlet cavity of the housing, and the ratio of the over-piston volume before actuation to the over-piston volume after actuation not less than 0.45.

Наружная поверхность грибка затвора контактирует с внутренней поверхностью отверстия со стороны входной полости корпуса с натягом.The outer surface of the shutter fungus is in contact with the inner surface of the hole from the input cavity of the housing with interference.

В канавку корпуса установлено уплотнение - резиновое кольцо, а в канавку штока установлено уплотнение - резиновое кольцо с защитной шайбой.A seal - a rubber ring is installed in the groove of the housing, and a seal - a rubber ring with a protective washer is installed in the groove of the rod.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пироклапан, где:In FIG. 1 shows the proposed pyrovalve, where:

1 - корпус;1 - housing;

2 - седло корпуса;2 - a saddle of the body;

3 - затвор;3 - shutter;

4 - промежуточная полость;4 - an intermediate cavity;

5 - кольцо;5 - ring;

6 - пазы крышки;6 - grooves of the cover;

7 - проточка корпуса;7 - groove of the body;

8 - крышка;8 - cover;

9 - отверстия;9 - holes;

10 - пазы;10 - grooves;

11 - поршень;11 - a piston;

12 - втулка;12 - sleeve;

13 - защитная шайба;13 - a protective washer;

14 - кольцо уплотнительное.14 - a sealing ring.

В корпусе 1, в центральном отверстии выполнено седло 2, промежуточная полость 4. В центральное отверстие корпуса 1 установлен затвор 3, в канавку корпуса установлено кольцо 5. В проточку корпуса 7 установлена крышка 8. В крышке 8 выполнена внутренняя глухая ступенчатая проточка с коническим переходом между ступенями. На дне крышки 8 выполнены отверстия 9, на наружной поверхности и по торцу крышки 8 выполнены пазы 6 и 10, сообщающие полость гнезда под пиропатрон с внутренней полостью большей ступени крышки 8. В крышку 8 установлен поршень 11 с конической поверхностью и с уплотнительной тонкостенной оболочкой, соединенный со штоком затвора с помощью резьбы. В штоке затвора 3 установлено уплотнительное кольцо 14 и защитная шайба 13. Для уменьшения объема надпоршневой полости установлена втулка 12.A saddle 2, an intermediate cavity 4 is made in the housing 1, in the central hole 4. A shutter 3 is installed in the central hole of the housing 1, a ring 5 is installed in the housing groove. A cover 8 is installed in the groove of the housing 7. An internal blind step groove with a tapered transition is made in the cover 8 between the steps. Holes 9 are made at the bottom of the cover 8, grooves 6 and 10 are made on the outer surface and along the end of the cover 8, communicating the cavity of the socket under the squib with the internal cavity of the greater stage of the cover 8. A piston 11 with a conical surface and with a thin-walled sealing shell is installed in the cover 8, connected to the valve stem with a thread. A seal ring 14 and a protective washer 13 are installed in the valve stem 3. To reduce the volume of the over-piston cavity, a sleeve 12 is installed.

Пироклапан работает следующим образом. По команде на срабатывание газы от пиропатрона поступают через отверстия 9 и пазы 6 и 10 крышки 8 под поршень 11. При повышении давления газов срезается штифт и поршень 11 вместе с затвором 3 перемещается до заклинивания конической поверхности поршня 11 в коническом переходе внутренней глухой ступенчатой проточки крышки 8, при этом давление под поршнем практически не уменьшается, так как отношение надпоршневого объема до срабатывания к надпоршневому объему после срабатывания не менее 0,45, а время нарастания давления пороховых газов равно 0,001 с. При соотношении объема надпоршневой полости до срабатывания к объему надпоршневой полости после срабатывания менее 0,45 давление в надпоршневой полости будет уменьшаться при срабатывании пироклапана, что снижает надежность его срабатывания. Герметизация пороховых газов обеспечивается уплотнительной тонкостенной оболочкой поршня 11. Грибок затвора наружной поверхностью запрессовывается в седле 2 корпуса 1 с натягом, обеспечивая герметичное перекрытие проточной полости пироклапана.Pyrovalve operates as follows. Upon a response command, the gases from the igniter enter through the openings 9 and the grooves 6 and 10 of the cover 8 under the piston 11. When the gas pressure increases, the pin is cut off and the piston 11 together with the shutter 3 moves until the conical surface of the piston 11 is jammed in the conical transition of the internal blind step groove of the cover 8, while the pressure under the piston practically does not decrease, since the ratio of the over-piston volume before actuation to the over-piston volume after actuation is not less than 0.45, and the time of increase in pressure of the powder gases is 0.001 s. When the ratio of the volume of the supra-piston cavity before actuation to the volume of the supra-piston cavity after actuation is less than 0.45, the pressure in the supra-piston cavity will decrease when the pyrovalve is triggered, which reduces the reliability of its operation. The sealing of the powder gases is ensured by a thin-walled sealing shell of the piston 11. The gate fungus with the outer surface is pressed into the seat 2 of the housing 1 with an interference fit, providing a tight shut-off of the pyrovalve flow cavity.

Возможные утечки компонента по кольцу уплотнительному 14 и пороховых газов по кольцу 5 срабатываются в дренаж.Possible leakage of the component along the sealing ring 14 and powder gases along the ring 5 are triggered into the drainage.

Для обеспечения надежного удерживания поршня по месту его заклинивания, а также снижения динамического воздействия перемещающихся деталей на крышку 8 на конической поверхности поршня 11 выполнена нарезка типа «ерш».To ensure reliable retention of the piston in the place of its jamming, as well as to reduce the dynamic effects of moving parts on the cover 8 on the conical surface of the piston 11 is made cutting type "ruff".

Так как использование пироклапана планируется в ракетной технике, его детали выполнены из следующих материалов:Since the use of the pyrovalve is planned in rocket technology, its parts are made of the following materials:

сталь 07X16Н6 - корпус, затвор, крышка, поршень, штифт;steel 07X16H6 - housing, shutter, cover, piston, pin;

сплав алюм. Д16.Т - втулка;Alum alloy D16.T - sleeve;

фторопласт 4 - защитная шайба;ftoroplast 4 - a protective washer;

смесь резиновая ИРП-1130 - кольцо, кольцо уплотнительное.rubber mixture IRP-1130 - ring, sealing ring.

Таким образом, применение указанного изобретения позволяет использовать пироклапан для больших проходных сечений, исключить прорыв пороховых газов пиропатрона при его срабатывании, исключить воздействие на изоляцию пиропатрона рабочего давления компонента.Thus, the use of this invention allows the use of a pyrovalve for large flow cross-sections, to eliminate the breakthrough of the powder gases of the igniter when it is triggered, to exclude the impact on the insulation of the igniter of the working pressure of the component.

Claims (3)

1. Пироклапан для перекрытия магистралей, содержащий корпус с входной и выходной полостями, с седлом отсечки, с центральным отверстием и гнездом под пиропатрон, затвор в виде грибка со штоком, установленном в центральное отверстие корпуса, и закрепленный относительно корпуса штифтом, отличающийся тем, что в корпусе в центральном отверстии выполнена промежуточная полость, сообщающаяся с выходной полостью, а также канавка со стороны гнезда под пиропатрон и проточка, в которую установлена крышка с гнездом под пиропатрон с внутренней глухой ступенчатой проточкой с коническим переходом между ступенями, на дне крышки выполнены отверстия, на наружной поверхности и по торцу крышки выполнены пазы, сообщающие полость гнезда под пироклапан с внутренней полостью большей ступени крышки, в крышку установлен поршень с конической поверхностью и с уплотнительной тонкостенной обечайкой, в штоке затвора выполнена канавка между промежуточной полостью и штифтом, при этом крышка наружной поверхностью взаимодействует с внутренней поверхностью большей ступени с уплотнительной тонкостенной обечайкой поршня, поршень взаимодействует по резьбе со штоком затвора и контактирует конической поверхностью с коническим переходом между ступенями глухой проточки крышки, а наружная поверхность грибка затвора контактирует с внутренней поверхностью центрального отверстия со стороны входной полости корпуса, а отношение надпоршневого объема до срабатывания к надпоршневому объему после срабатывания не менее 0,45.1. A pyrovalve for blocking highways, comprising a housing with an inlet and outlet cavities, with a cut-off seat, with a central hole and a socket for a squib, a fungus-shaped shutter with a rod installed in the central hole of the housing, and secured with a pin to the housing, characterized in that in the case in the central hole there is an intermediate cavity communicating with the outlet cavity, as well as a groove from the side of the pyro cartridge and a groove in which a cover with a socket for the pyro cartridge is installed with an internal blind a grooved groove with a conical transition between the steps, holes are made on the bottom of the cover, grooves are made on the outer surface and along the end of the cover, communicating the cavity of the socket under the pyrovalve with the internal cavity of the larger step of the cover, a piston with a conical surface and with a thin-walled sealing shell is installed in the cover, in the shutter rod has a groove between the intermediate cavity and the pin, while the cover with the outer surface interacts with the inner surface of the larger stage with a thin-walled sealing with the piston shell, the piston interacts threaded with the valve stem and contacts with a conical surface with a conical transition between the steps of the blind blind groove, and the outer surface of the valve fungus contacts the inner surface of the central hole from the side of the inlet cavity of the housing, and the ratio of the over-piston volume to the response to the over-piston volume after operation not less than 0.45. 2. Пироклапан по п. 1, отличающийся тем, что наружная поверхность грибка затвора контактирует с внутренней поверхностью отверстия со стороны входной полости корпуса с натягом.2. The pyrovalve according to claim 1, characterized in that the outer surface of the shutter fungus is in contact with the inner surface of the hole from the input cavity of the housing with interference. 3. Пироклапан по п. 1, отличающийся тем, что в канавку корпуса установлено уплотнение - резиновое кольцо, а в канавку штока установлено уплотнение - резиновое кольцо с защитной шайбой.3. The pyrovalve according to claim 1, characterized in that a seal - a rubber ring is installed in the groove of the housing, and a seal - a rubber ring with a protective washer is installed in the groove of the stem.
RU2016112270A 2016-03-31 2016-03-31 Pyro-valve RU2632652C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112270A RU2632652C1 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Pyro-valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112270A RU2632652C1 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Pyro-valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632652C1 true RU2632652C1 (en) 2017-10-06

Family

ID=60040957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112270A RU2632652C1 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Pyro-valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632652C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU457836A1 (en) * 1972-09-18 1975-01-25 Предприятие П/Я В-2289 High pressure pyro valve
RU2142085C1 (en) * 1998-05-13 1999-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики Pyrovalve
EP1160461A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-05 EADS Launch Vehicles Pyrotechnic actuator with deformable membrane

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU457836A1 (en) * 1972-09-18 1975-01-25 Предприятие П/Я В-2289 High pressure pyro valve
RU2142085C1 (en) * 1998-05-13 1999-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики Pyrovalve
EP1160461A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-05 EADS Launch Vehicles Pyrotechnic actuator with deformable membrane

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
М.В. Добровольский: Жидкостные ракетные двигатели, из-во "Машиностроение", 1968, стр. 238-239. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3202162A (en) Normally-closed explosive-actuated valve
US3604446A (en) Valve
FI115291B (en) The valve member
US3260272A (en) Normally-closed explosive-actuated valve
AU2010257425B2 (en) Rocket engine and method for controlling combustion in the rocket engine itself
RU2632652C1 (en) Pyro-valve
US2721571A (en) Shut-off valve
US3587782A (en) Automatic fluid injector
RU2529049C1 (en) Hydraulic shock resistant shutoff valve
RU2142085C1 (en) Pyrovalve
RU2681558C1 (en) Pyro-valve
US3473543A (en) Chip-free explosively actuated valve
RU2613796C1 (en) Valve
RU2640902C1 (en) Valve
RU2614439C1 (en) Shut-off needle valve of cartridge installation
RU2587729C1 (en) Nozzle block
RU2591375C1 (en) Valve
RU2683011C1 (en) Pyro-valve
RU133242U1 (en) OVERLAP VALVE VALVE
RU2319881C1 (en) Valve
RU2650919C1 (en) Valve
RU2615609C1 (en) Valve (options)
CN104373077A (en) Sampling device for oil well
RU2614312C1 (en) Pyro-valve
RU61828U1 (en) SEMI-HOUSING VALVE LATCH AND VALVE LATCH

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner