RU2651119C1 - Hot gas flow control valve - Google Patents

Hot gas flow control valve Download PDF

Info

Publication number
RU2651119C1
RU2651119C1 RU2016151819A RU2016151819A RU2651119C1 RU 2651119 C1 RU2651119 C1 RU 2651119C1 RU 2016151819 A RU2016151819 A RU 2016151819A RU 2016151819 A RU2016151819 A RU 2016151819A RU 2651119 C1 RU2651119 C1 RU 2651119C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
rings
gas flow
hot gas
ring
Prior art date
Application number
RU2016151819A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Геннадьевич Домнин
Олег Александрович Лобанов
Валентина Павловна Тумановская
Вячеслав Михайлович Федотенко
Original Assignee
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2016151819A priority Critical patent/RU2651119C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2651119C1 publication Critical patent/RU2651119C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to machine building. Hot gas flow valve consists of a body, a seat, a flap, a shaft, bearings and sealing rings mounted on the shaft, and a shaft end seal. End seal is made in the form of an annular cavity in which three graphite rings are successively arranged facing each other with their end faces. On the shaft a ledge is made, with which one outermost ring contacts. At that, by their inner surface the outermost rings are brought into contact with the shaft outer surface and do not touch the housing, and the middle ring is brought into contact with the housing side surface and is mounted with formation of an annular gap with the shaft outer surface. On the shaft a limiting ring is installed, wherein the distance between the ledge and the limiting ring exceeds the graphite rings total thickness. In the longitudinal cross-section the middle ring is made T-shaped, which shelf maximum width does not exceed the graphite rings total thickness, between the shelf and the outermost rings outer diameter an annular gap is made.
EFFECT: invention is aimed at the design of the hot gas flow control valves.
4 cl, 3 dwg

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.The invention relates to the field of engineering and is aimed at creating valve designs for controlling the flow of hot gas operating at high temperatures and pressures and used to control the aircraft through the channels of roll, pitch and yaw.

Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, состоящая из корпуса, седла, заслонки, подшипников и уплотнительных колец вала, в корпусе которого выполнена кольцевая полость, с последовательно расположенными тремя графитовыми кольцами, обращенными друг к другу торцами, при этом на валу выполнен уступ, с которым контактирует одно крайнее кольцо, крайние кольца введены в контакт своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью вала и не касаются корпуса, а среднее кольцо введено в контакт с боковой поверхностью корпуса и установлено с образованием кольцевого зазора с наружной поверхностью вала, на валу установлено стопорное кольцо, причем расстояние между уступом и стопорным кольцом превышает суммарную толщину графитовых колец (Патент РФ №2423636, 2011 г., кл. F16K 5/04, F16K 41/02).A known valve design for regulating the flow of hot gas, consisting of a housing, a seat, a damper, bearings and shaft sealing rings, in the housing of which an annular cavity is made, with three graphite rings arranged in series with ends facing each other, a ledge is made on the shaft, with which one extreme ring is in contact, the extreme rings are brought into contact by their inner surface with the outer surface of the shaft and do not touch the housing, and the middle ring is brought into contact with the side surface the case and installed with the formation of an annular gap with the outer surface of the shaft, a retaining ring is installed on the shaft, and the distance between the step and the retaining ring exceeds the total thickness of the graphite rings (RF Patent No. 2423636, 2011, CL F16K 5/04, F16K 41 / 02).

Недостаток такой конструкции заключается в том, что при таком конструктивном исполнении среднего графитового кольца требуется увеличение его толщины для того, чтобы увеличить путь газового потока, тем самым уменьшить подвод тепла к подшипникам и уплотнительным кольцам вала, а следовательно, увеличить надежность работы.The disadvantage of this design is that with such a design of the middle graphite ring, an increase in its thickness is required in order to increase the gas flow path, thereby reducing the heat supply to the bearings and shaft sealing rings, and therefore, to increase the reliability of operation.

Целью изобретения является увеличение сопротивления газовому потоку, что повышает надежность работы клапана расхода горячего газа.The aim of the invention is to increase the resistance to gas flow, which increases the reliability of the valve flow of hot gas.

Указанная цель достигается тем, что в клапане расхода горячего газа, состоящем из корпуса, седла, заслонки, вала, подшипников и уплотнительных колец, установленных на валу, и торцевого уплотнения, выполненного в виде кольцевой полости, в которой последовательно расположены три графитовых кольца, обращенные друг к другу торцами, при этом на валу выполнен уступ, с которым контактирует одно крайнее кольцо, крайние кольца введены в контакт своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью вала и не касаются корпуса, а среднее кольцо введено в контакт с боковой поверхностью корпуса и установлено с образованием кольцевого зазора с наружной поверхностью вала, на валу установлено ограничительное кольцо, причем расстояние между уступом и ограничительным кольцом превышает суммарную толщину графитовых колец, среднее кольцо выполнено в продольном сечении Т-образной формы, максимальная ширина полки которой не превышает суммарную толщину графитовых колец, между полкой и наружным диаметром крайних колец выполнен кольцевой зазор.This goal is achieved by the fact that in the hot gas flow valve, consisting of a housing, a seat, a damper, a shaft, bearings and o-rings mounted on the shaft, and a mechanical seal made in the form of an annular cavity in which three graphite rings are located in series each other end faces, while on the shaft there is a ledge with which one extreme ring is in contact, the extreme rings are brought into contact by their inner surface with the outer surface of the shaft and do not touch the housing, and the middle ring is inserted o in contact with the side surface of the housing and is established with the formation of an annular gap with the outer surface of the shaft, a restrictive ring is installed on the shaft, the distance between the step and the restrictive ring exceeds the total thickness of the graphite rings, the middle ring is made in a longitudinal section of a T-shape, the maximum width a shelf which does not exceed the total thickness of the graphite rings, an annular gap is made between the shelf and the outer diameter of the extreme rings.

На фиг. 1 приведена конструкция клапана расхода горячего газа.In FIG. Figure 1 shows the design of a hot gas flow valve.

На фиг. 2 приведена конструкция торцевого уплотнения вала клапана расхода горячего газа.In FIG. 2 shows the design of the mechanical seal of the shaft of the hot gas flow valve.

На фиг. 3 приведен вариант исполнения конструкции торцевого уплотнения вала клапана расхода горячего газа.In FIG. Figure 3 shows an embodiment of a mechanical seal design for a shaft of a hot gas flow valve.

Клапан расхода горячего газа (фиг. 1) состоит из корпуса 1, седла 2, заслонки 3, вала 4, на котором выполнен уступ 5, поверхность 6 которого, перпендикулярна оси вала. На валу 4 установлены уплотнительные кольца 7, подшипники 8. В зоне 9 вала установлено ограничительное кольцо 10. Корпус защищен от нагрева втулкой 11 из эрозионностойкого материала, например стеклопластика. Между уступом 5 вала 4 и ограничительным кольцом 10 (фиг. 2) последовательно расположены три графитовых кольца, два из которых 12 (крайние) введены в контакт своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью вала и не касаются втулки 11, а среднее кольцо 13 введено в контакт с боковой поверхностью втулки 11 и установлено с кольцевым зазором относительно наружной поверхности вала. Кольца 12 и 13 устанавливаются в сопрягаемые детали по посадке скольжения. Расстояние между уступом и ограничительным кольцом превышает суммарную толщину графитовых колец. Графитовые кольца контактируют между собой по плоским торцам. Среднее графитовое кольцо 13 выполнено в продольном сечении Т-образной формы, максимальная ширина полки которой не превышает суммарную толщину графитовых колец, между полкой и наружным диаметром крайних колец выполнен кольцевой зазор. На фиг. 3 приведен вариант исполнения конструкции торцевого уплотнения вала клапана расхода горячего газа. Между наружной поверхностью вала и крайними графитовыми кольцами установлена втулка 14 из теплозащитного эрозионностойкого материала, преимущественно из стеклопластика. На полке среднего графитового кольца 13 выполнена, по крайней мере, одна кольцевая канавка 15 (на фиг. 3 показаны две канавки). На крайних кольцах 12 выполнены кольцевые выступы 16 со стороны, противоположной контакту со средним кольцом 13.The hot gas flow valve (Fig. 1) consists of a housing 1, a seat 2, a damper 3, a shaft 4, on which a step 5 is made, the surface 6 of which is perpendicular to the axis of the shaft. O-rings 7, bearings 8 are installed on the shaft 4. A restrictive ring 10 is installed in the shaft zone 9. The housing is protected from heating by a sleeve 11 made of an erosion-resistant material, for example fiberglass. Between the ledge 5 of the shaft 4 and the restrictive ring 10 (Fig. 2) three graphite rings are arranged in series, two of which 12 (extreme) are brought into contact by their inner surface with the outer surface of the shaft and do not touch the sleeve 11, and the middle ring 13 is brought into contact with the side surface of the sleeve 11 and is installed with an annular gap relative to the outer surface of the shaft. Rings 12 and 13 are installed in the mating parts to fit the slide. The distance between the step and the bounding ring exceeds the total thickness of the graphite rings. Graphite rings contact each other at flat ends. The middle graphite ring 13 is made in a longitudinal section of a T-shape, the maximum width of the shelf of which does not exceed the total thickness of the graphite rings, an annular gap is made between the shelf and the outer diameter of the outer rings. In FIG. Figure 3 shows an embodiment of a mechanical seal design for a shaft of a hot gas flow valve. Between the outer surface of the shaft and the extreme graphite rings, a sleeve 14 is made of heat-protective erosion-resistant material, mainly of fiberglass. At least one annular groove 15 is made on the shelf of the middle graphite ring 13 (two grooves are shown in FIG. 3). On the extreme rings 12, annular projections 16 are made on the side opposite to the contact with the middle ring 13.

При работе продукты сгорания поступают внутрь клапана и истекают наружу. Благодаря наличию графитовых колец 12 и 13 поступление продуктов сгорания в полость подшипников и уплотнительных колец затрудняется и образуется застойная зона. Однако при изменении давления продуктов сгорания из-за перепада давления происходит попадание новой порции продуктов сгорания в полость, в которой установлены подшипники,During operation, combustion products enter the valve and expire. Due to the presence of graphite rings 12 and 13, the entry of combustion products into the bearing cavity and the sealing rings is hindered and a stagnant zone is formed. However, when the pressure of the combustion products changes due to the pressure drop, a new portion of the combustion products gets into the cavity in which the bearings are installed,

Благодаря тому что среднее кольцо выполнено в продольном сечении Т-образной формы, увеличивается газодинамическое сопротивление, продукты сгорания становятся более холодными. Наличие кольцевых канавок 15 дополнительно увеличивает газодинамическое сопротивление, а наличие втулки 14 снижает подвод тепла к валу. Наличие кольцевых выступов 16 снижает подвод тепла через вал.Due to the fact that the middle ring is made in a longitudinal section of a T-shape, the gas-dynamic resistance increases, the combustion products become colder. The presence of annular grooves 15 further increases the gas-dynamic resistance, and the presence of the sleeve 14 reduces the heat supply to the shaft. The presence of annular protrusions 16 reduces the supply of heat through the shaft.

Таким образом, предложенная конструкция клапана расхода горячего газа за счет установки усиленного торцового уплотнения вала уменьшает подвод тепла к подшипникам и уплотнительным кольцам вала, тем самым увеличивается надежность работы клапана расхода горячего газа.Thus, the proposed design of the hot gas flow valve by installing a reinforced mechanical shaft seal reduces heat input to the bearings and shaft sealing rings, thereby increasing the reliability of the hot gas flow valve.

Claims (4)

1. Клапан расхода горячего газа, состоящий из корпуса, седла, заслонки, вала, подшипников и уплотнительных колец, установленных на валу, и торцового уплотнения вала клапана расхода горячего газа, выполненного в виде кольцевой полости, в которой последовательно расположены три графитовых кольца, обращенные друг к другу торцами, при этом на валу выполнен уступ, с которым контактирует одно крайнее кольцо, крайние кольца введены в контакт своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью вала и не касаются корпуса, а среднее кольцо введено в контакт с боковой поверхностью корпуса и установлено с образованием кольцевого зазора с наружной поверхностью вала, на валу установлено ограничительное кольцо, причем расстояние между уступом и ограничительным кольцом превышает суммарную толщину графитовых колец, отличающийся тем, что среднее кольцо выполнено в продольном сечении Т-образной формы, максимальная ширина полки которой не превышает суммарную толщину графитовых колец, между полкой и наружным диаметром крайних колец выполнен кольцевой зазор.1. The hot gas flow valve, consisting of a housing, seat, shutter, shaft, bearings and o-rings mounted on the shaft, and a mechanical seal of the shaft of the hot gas flow valve, made in the form of an annular cavity in which three graphite rings are located in series each other with ends, while on the shaft there is a ledge with which one extreme ring is in contact, the extreme rings are brought into contact by their inner surface with the outer surface of the shaft and do not touch the housing, and the middle ring is inserted in contact with the side surface of the housing and is established with the formation of an annular gap with the outer surface of the shaft, a restrictive ring is installed on the shaft, and the distance between the step and the restrictive ring exceeds the total thickness of the graphite rings, characterized in that the middle ring is made in a longitudinal section of a T-shape , the maximum width of the shelf of which does not exceed the total thickness of the graphite rings, an annular gap is made between the shelf and the outer diameter of the extreme rings. 2. Клапан расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что между наружной поверхностью вала и графитовыми кольцами установлена кольцевая втулка из теплозащитного эрозионностойкого материала, преимущественно из стеклопластика, причем крайние кольца введены в контакт своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью втулки.2. The hot gas flow valve according to claim 1, characterized in that between the outer surface of the shaft and the graphite rings there is an annular sleeve made of heat-protective erosion-resistant material, mainly made of fiberglass, and the outer rings are brought into contact with their inner surface with the outer surface of the sleeve. 3. Клапан расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что на полке среднего графитового кольца выполнена, по крайней мере, одна кольцевая канавка.3. The hot gas flow valve according to claim 1, characterized in that at least one annular groove is made on the shelf of the middle graphite ring. 4. Клапан расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что на крайних кольцах выполнены кольцевые выступы со стороны, противоположной контакту со средним кольцом.4. The hot gas flow valve according to claim 1, characterized in that annular protrusions are made on the outer rings from the side opposite to the contact with the middle ring.
RU2016151819A 2016-12-28 2016-12-28 Hot gas flow control valve RU2651119C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151819A RU2651119C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Hot gas flow control valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151819A RU2651119C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Hot gas flow control valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2651119C1 true RU2651119C1 (en) 2018-04-18

Family

ID=61976670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016151819A RU2651119C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Hot gas flow control valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651119C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3276466A (en) * 1962-05-18 1966-10-04 Lockheed Aircraft Corp Rotary hot gas valve
US5178363A (en) * 1990-11-15 1993-01-12 M&Fc Holding Company, Inc. Valve stem sealing means for prevention of fugitive emissions
RU93921U1 (en) * 2009-10-19 2010-05-10 Открытое акционерное общество "КБ Электроприбор" DEVICE FOR REGULATING LIQUID OR GAS FUEL CONSUMPTION
RU2423636C2 (en) * 2009-09-30 2011-07-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники"(ОАО "Корпорация "МИТ") Control valve for hot gas
RU2527807C1 (en) * 2013-03-11 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" High temperature throttle device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3276466A (en) * 1962-05-18 1966-10-04 Lockheed Aircraft Corp Rotary hot gas valve
US5178363A (en) * 1990-11-15 1993-01-12 M&Fc Holding Company, Inc. Valve stem sealing means for prevention of fugitive emissions
RU2423636C2 (en) * 2009-09-30 2011-07-10 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники"(ОАО "Корпорация "МИТ") Control valve for hot gas
RU93921U1 (en) * 2009-10-19 2010-05-10 Открытое акционерное общество "КБ Электроприбор" DEVICE FOR REGULATING LIQUID OR GAS FUEL CONSUMPTION
RU2527807C1 (en) * 2013-03-11 2014-09-10 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" High temperature throttle device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9395009B2 (en) Fluid flow device that provides a seal by exploiting differential thermal expansion
US20160169389A1 (en) Arch-bound ring seal and ring seal system including an arch-bound ring seal
EP3658807B1 (en) Fluid flow control apparatus for use with fluid valves
WO2016179608A2 (en) Intershaft seal with asymmetric sealing ring
JP2005201277A (en) Improved gas turbine clearance control device
CN104454129A (en) Arrangement comprising a cylinder head and a prechamber system
NO329944B1 (en) Ring seal for valve
KR20220038830A (en) Fluid flow control devices and systems, and methods of flowing fluids therethrough
RU2422709C1 (en) Control valve for hot gas flow rate
JP7254467B2 (en) Adjusting overtravel in a two-part plug for use in a valve assembly
CN109804189B (en) Valve with a valve body
RU2651119C1 (en) Hot gas flow control valve
US9394939B2 (en) Bearing system and methods of use thereof
CN109690160A (en) Flexible valve rod bellows component
EP3189277A1 (en) Cross ignition flame duct
US10954820B2 (en) Non-contacting seal with non-abradable coating
EP3798426B1 (en) Carbon seal assembly
RU2457382C1 (en) Hot gas flow rate regulator
US9939070B2 (en) Valve device, use of such a valve device and associated sealing device
RU2684696C1 (en) Hot gas flow rate control valve
RU2423636C2 (en) Control valve for hot gas
RU2699154C1 (en) Gas flow regulator
RU2695561C2 (en) Hot gas flow rate control valve
RU2493461C1 (en) Hot gas flow rate control valve
RU2746682C1 (en) Hot gas flow controller