RU2666974C1 - Safety device - Google Patents

Safety device Download PDF

Info

Publication number
RU2666974C1
RU2666974C1 RU2017132759A RU2017132759A RU2666974C1 RU 2666974 C1 RU2666974 C1 RU 2666974C1 RU 2017132759 A RU2017132759 A RU 2017132759A RU 2017132759 A RU2017132759 A RU 2017132759A RU 2666974 C1 RU2666974 C1 RU 2666974C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
membrane
shutter
pressure
seat
Prior art date
Application number
RU2017132759A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Куценко
Андрей Яковлевич Стерлин
Станислав Константинович Ким
Иван Викторович Парамошин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
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 "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ")
Priority to RU2017132759A priority Critical patent/RU2666974C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2666974C1 publication Critical patent/RU2666974C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings

Abstract

FIELD: testing equipment.SUBSTANCE: invention relates to a testing technique, in particular to means of protection against the destruction of airframe jets of aircraft when tested for strength by excess pressure. In the safety device, the pressure switch comprises a pressure element, a control valve and an intermediate valve. Seat of the control valve is integrated with the cover of the safety device, and the shutter – with a rigid center of the membrane, fixed between the lid and the body of the safety device. Seat of the intermediate valve is connected to the rigid center of the diaphragm, and the gate to the valve of the working air valve. Opening of working air valve is provided by moving the rigid center of the membrane.EFFECT: increase in the accuracy of operation and the possibility of easy reconfiguration of its operation from one pressure level to the other.8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к средствам защиты от разрушения гермофюзеляжей летательных аппаратов при испытаниях их на прочность внутренним избыточным давлением.The invention relates to testing equipment, in particular to means of protection against destruction of the pressurized fuselage of aircraft when testing their strength by internal overpressure.

Известны предохранительные клапаны грузового типа, в основу работы которых положен метод уравновешивания весом затвора давления газа, действующего на этот затвор со стороны предохраняемого объекта (парового котла и т.п.).Cargo-type safety valves are known, the operation of which is based on the method of balancing the weight of the shutter of the gas pressure acting on this shutter from the side of the protected object (steam boiler, etc.).

Характерным примером грузового клапана является клапан предохранительный КПС 0,7 (http://www/kiparmotest.ru/catalog/kps0.7.html, см. приложение 1). Конструктивно этот клапан содержит корпус, соединенный с входной стойкой, являющейся входным патрубком. На этот входной патрубок навернуто седло. Затвор выполнен в виде грибка, на который давит груз крыльчатка.A typical example of a cargo valve is the safety valve KPS 0.7 (http: //www/kiparmotest.ru/catalog/kps0.7.html, see Appendix 1). Structurally, this valve comprises a housing connected to the inlet strut, which is the inlet pipe. A saddle is screwed onto this inlet. The shutter is made in the form of a fungus, on which the impeller weighs.

Недостатками построения предохранительных клапанов такого типа является малая точность срабатывания, большая величина груза (т.е. громоздкость конструкции) при больших проходных сечениях dy 200÷600 и трудоемкость перестройки их работы с одного уровня давления на другой.The disadvantages of constructing safety valves of this type are the low accuracy of operation, the large load (i.e., the bulkiness of the structure) with large flow sections d y 200 ÷ 600 and the complexity of restructuring their operation from one pressure level to another.

Например, при диаметре седла предохранительного клапана 400 мм груз, давящий на затвор, должен быть весом 816 кг при давлении срабатывания 0,65 атм.For example, with a safety valve seat diameter of 400 mm, the load exerting on the shutter should be 816 kg and a response pressure of 0.65 atm.

Известны устройства защиты полых изделий от превышения заданной величины избыточного давления посредством гидрозатвора.Known devices for protecting hollow articles from exceeding a predetermined amount of overpressure by means of a water seal.

Такое устройство защиты используется в системе пневматического нагружения фюзеляжа летательного аппарата, описанной в патенте РФ №2416075, МПК G01M 5/00, «Установка для нагружения сжатым воздухом гермофюзеляжа летательного аппарата при испытании на выносливость». В этой установке для защиты фюзеляжа от перегрузки внутренним избыточным давлением сжатого воздуха установлен гидрозатвор. Герметичный бак этого гидрозатвора, заполненный водой, трубопроводом для подачи воздуха связан с фюзеляжем, а уровень срабатывания гидрозатвора задан высотой мерной трубы, входящей в его состав. При увеличении давления в гермофюзеляже вода из герметического бака выдавливается в мерную трубу. При программной величине давления в гермофюзеляже уровень воды в мерной трубе не достигает ее верхнего конца. Если в случае аварийной ситуации давление в гермофюзеляже вырастет выше программного, вода поднимается до верхнего конца мерной трубы и выплескивается из гидрозатвора. В результате этого воздух из гермофюзеляжа через освободившуюся от воды мерную трубу будет выходить в атмосферу. Диаметры (dy) мерной трубы и трубопровода в зависимости от размеров испытуемых изделий достигают 200÷600 мм.Such a protection device is used in the pneumatic loading system of the aircraft fuselage, described in RF patent No. 2416075, IPC G01M 5/00, "Installation for loading the pressurized airframe of the aircraft during endurance testing." In this installation, a water seal is installed to protect the fuselage from overload by internal overpressure of compressed air. The hermetic tank of this hydraulic lock, filled with water, is connected to the fuselage by a pipeline for supplying air, and the level of response of the hydraulic lock is set by the height of the measuring pipe included in it. With an increase in pressure in the pressurized body, water is squeezed out of the hermetic tank into a measuring pipe. With the programmed pressure in the pressurized body, the water level in the measuring tube does not reach its upper end. If in the event of an emergency the pressure in the pressurized body rises above the programmed one, the water rises to the upper end of the measuring pipe and splashes out of the water seal. As a result of this, air from the pressurized body through the measuring tube freed from water will escape into the atmosphere. The diameters (d y ) of the measuring pipe and pipeline depending on the size of the tested products reach 200 ÷ 600 mm

Достоинством гидрозатвора является высокая точность его срабатывания, значительно большая, чем 500 мм водяного столба.The advantage of the water seal is the high accuracy of its operation, significantly greater than 500 mm of water.

Недостаток - конструктивная громоздкость, необходимость в большом количестве воды и трудоемкость перестройки с одного уровня срабатывания на другой (при диаметре гидрозатвора 400 мм и высоте 6,5 м необходимо залить более 800 л воды).The disadvantage is the structural cumbersomeness, the need for a large amount of water and the complexity of the adjustment from one actuation level to another (with a water trap diameter of 400 mm and a height of 6.5 m, more than 800 l of water must be filled).

Одним из вариантов построения предохранительных клапанов с использованием гидрозатвора устройства является предохранительный клапан, описанный в патенте РФ №2595319, МПК G01M 5/00 «Устройство защиты полых изделий от превышения заданной величины внутреннего избыточного давления газа».One of the options for constructing safety valves using the device’s hydraulic lock is a safety valve described in RF patent No. 2595319, IPC G01M 5/00 “Device for protecting hollow products from exceeding a predetermined value of internal overpressure gas”.

Это устройство включает в свой состав корпус предохранительного клапана с входным патрубком и отверстиями для выхода воздуха при срабатывании запорного органа, состоящего из седла воздушного клапана, встроенного в корпус, и запорного элемента, жестко связанного с гибкой мембраной, на которую передается давление, создаваемое гидростатическим столбом жидкости, поступающей из резервуара, расположенного на заданной высоте.This device includes a safety valve body with an inlet pipe and air outlet openings when a shut-off element is activated, consisting of an air valve seat integrated in the body and a shut-off element rigidly connected to a flexible membrane to which pressure generated by the hydrostatic column is transmitted fluid from a reservoir located at a given height.

Недостатком данного устройства защиты является требование соблюдения строгого соотношения между гидравлическими сопротивлениями трубопроводов. В случае его нарушения затрудняется удаление жидкости из бака при превышении заданного уровня давления на входе клапана, что приводит к недостаточному падению давления в камере 6 и тем самым к неполному открытию запорного органа. Особенно это сказывается при изменении длины трубопровода в связи с увеличением высоты расположения верхнего бака, что требуется при необходимости повышения задаваемого уровня давления в испытываемом объекте.The disadvantage of this protection device is the requirement to observe a strict ratio between the hydraulic resistances of the pipelines. In the event of its violation, it is difficult to remove liquid from the tank when a predetermined pressure level at the valve inlet is exceeded, which leads to an insufficient pressure drop in the chamber 6 and thereby to incomplete opening of the shut-off element. This is especially true when the length of the pipeline changes due to an increase in the height of the upper tank, which is required if it is necessary to increase the set pressure level in the test object.

Широко известны предохранительные клапаны, в которых давление газа на затвор со стороны предохраняемого объекта уравновешивается силой сжатия пружины, действующей на затвор с другой стороны и настроенной на заданный уровень предельного давления. К этому классу клапанов, в частности, относятся предохранительные клапаны в системе кондиционирования воздуха на летательных аппаратах, например, клапан предохранительный 4617 (см. приложение 2. «Руководство по технической эксплуатации 4617 РЭ»). Расход воздуха через этот клапан при избыточном давлении 0,95 кгс/см2 и температуре 20±10°C от 80 до 100 кг/ч.Safety valves are widely known in which the gas pressure on the shutter from the side of the protected object is balanced by the compression force of the spring acting on the shutter on the other hand and adjusted to a predetermined level of limit pressure. This class of valves, in particular, includes safety valves in the air conditioning system on aircraft, for example, safety valve 4617 (see Appendix 2. "Operation Manual 4617 OM"). The air flow through this valve at an excess pressure of 0.95 kgf / cm 2 and a temperature of 20 ± 10 ° C from 80 to 100 kg / h.

Открытие клапана происходит при давлении (0,95+0,05) кг/см2, закрытие (0,95 0,05) кг/см2. Погрешность открытия клапана в переводе на высоту водяного столба составляет 500 мм.Opening the valve occurs at a pressure of (0.95 + 0.05) kg / cm 2 , closing (0.95 0.05) kg / cm 2 . The valve opening error in terms of the height of the water column is 500 mm.

Недостатками указанных клапанов являются малый с точки зрения прочностных испытаний расход воздуха, а также изменение усилия пружины при ее сжатии, что снижает точность их работы. Из приведенного выше примера видно, что погрешность срабатывания составляет более 5%.The disadvantages of these valves are low in terms of strength tests air flow, as well as a change in the force of the spring when it is compressed, which reduces the accuracy of their work. It can be seen from the above example that the error of operation is more than 5%.

Технология испытаний гермофюзеляжей современных крупногабаритных самолетов требует наличия в составе стендового оборудования предохранительных устройств с большими проходными сечениями для обеспечения безопасности испытаний в случае возникновения аварийных ситуаций в линиях подачи сжатого воздуха в фюзеляж. Необходимый диапазон расходов воздуха через предохранительные клапаны при наземных испытаниях различных типов гермофюзеляжей находится в диапазоне от 600 до 10000 кг/час, при перепаде давления на клапанах от 0,6 до 0,95 кг/см2, т.е. известные аналоги и прототип по своим конструктивным параметрам, как показано выше, не удовлетворяют современным требованиям построения стендов для испытаний наддувом фюзеляжей летательных аппаратов.The technology for testing the pressurized fuselages of modern large-sized aircraft requires safety devices with large bore sections as part of the bench equipment to ensure the safety of tests in case of emergencies in the compressed air supply lines to the fuselage. The required range of air flow through safety valves during ground tests of various types of pressurized body is in the range from 600 to 10,000 kg / h, with a pressure drop across the valves from 0.6 to 0.95 kg / cm 2 , i.e. known analogues and prototype in their design parameters, as shown above, do not meet the modern requirements for constructing stands for testing the pressurization of the fuselage of aircraft.

Прототипом предлагаемого устройства является клапан выпускной 6527А, используемый для поддержания избыточного давления в гермокабинах (фюзеляжах) летательных аппаратов (см. приложение 3).The prototype of the proposed device is the exhaust valve 6527A, used to maintain excessive pressure in the pressurized cabin (fuselage) of the aircraft (see Appendix 3).

Клапан состоит из корпуса с каналами для входа и выхода воздуха, конструктивным элементом которого является седло. Затвор клапана соединен с мембраной, расположенной между корпусом и крышкой, мембрана вместе с крышкой клапана образуют полость, в которую подается сжатый воздух от эталонного задатчика давления. Между жестким центром мембраны и крышкой клапана вмонтирована пружина, создающая начальное усилие прижатия затвора к седлу. Давление из внутреннего объема гермокабины поступает снизу под жесткий центр мембраны через отверстие в корпусе затвора. До тех пор, пока это давление создает усилие меньшее усилия, создаваемого пружиной и эталонным давлением над мембраной, клапан закрыт. Если усилие снизу мембраны превосходит усилие сверху, клапан приоткрывается и стравливает давление из гермокабины. Как только давление в гермокабине снижается до заданного (штатного) уровня, клапан закрывается. Как указывается в технических характеристиках клапана 6527А, его назначение заключается в поддержании в салоне самолета давления комфортного для пребывания в нем людей, поэтому расходные характеристики клапана согласованы с расходными характеристиками системы нагнетания воздуха в салон для обеспечения санитарных норм. Из этих же соображений требуется плавное перемещение затвора клапана во избежание резкого изменения давления в салоне самолета. Конструкция клапана рассчитана на его размещение внутри фюзеляжа.The valve consists of a housing with channels for air inlet and outlet, the seat of which is a structural element. The valve shutter is connected to the membrane located between the body and the cover, the membrane together with the valve cover form a cavity into which compressed air is supplied from the reference pressure regulator. A spring is mounted between the rigid center of the diaphragm and the valve cover, creating an initial force to press the shutter against the seat. Pressure from the internal volume of the pressure chamber comes from below under the rigid center of the membrane through an opening in the valve body. As long as this pressure creates a force less than the force exerted by the spring and the reference pressure above the membrane, the valve is closed. If the force from below the membrane exceeds the force from above, the valve opens slightly and relieves pressure from the pressure chamber. As soon as the pressure in the pressure chamber decreases to a predetermined (standard) level, the valve closes. As indicated in the technical characteristics of the valve 6527A, its purpose is to maintain the pressure in the cabin of a person comfortable for people to stay in it, therefore, the flow characteristics of the valve are consistent with the flow characteristics of the system for pumping air into the cabin to ensure sanitary standards. For the same reasons, a smooth movement of the valve shutter is required to avoid a sharp change in pressure in the cabin. The valve design is designed for its placement inside the fuselage.

При ресурсных испытаниях режим изменения давления внутри фюзеляжа испытываемого самолета существенно отличается от режима поддержания давления в нем в полете в штатных условиях. Для ускорения проведения испытаний время наддува фюзеляжа до уровня 0,4÷0,7 ати составляет 10÷60 с, т.е. расходы воздуха при испытаниях планеров больших пассажирских и транспортных самолетов значительно превосходят расходы, которые могут обеспечить выпускные клапаны 6527А. Кроме того, во избежание возможного разрушения фюзеляжа от недопустимо высокого давления сброс воздуха в аварийной ситуации надо производить как можно скорее.During life tests, the mode of pressure change inside the fuselage of the tested aircraft is significantly different from the mode of maintaining pressure in it in flight under normal conditions. To accelerate testing, the fuselage pressurization time to the level of 0.4 ÷ 0.7 ati is 10 ÷ 60 s, i.e. air flow during the testing of gliders of large passenger and transport aircraft is much higher than the costs that exhaust valves 6527A can provide. In addition, in order to avoid possible destruction of the fuselage from unacceptably high pressure, air discharge in an emergency should be carried out as soon as possible.

В процессе ресурсных испытаний ограничений на темп изменения давления в фюзеляже не существует, соблюдать санитарные нормы нет необходимости. В силу приведенных технологических соображений самолетные выпускные клапаны 6527А находят применения в системе стабилизации давления на участках программы испытаний, соответствующих режиму крейсерского полета. В качестве аварийных клапанов их использование недостаточно. Поэтому возникла необходимость в разработке специального клапана для сброса давления из испытываемых фюзеляжей при возникновении аварийной ситуации.In the process of life tests, there are no restrictions on the rate of change in pressure in the fuselage; there is no need to comply with sanitary standards. Due to the above technological considerations, the 6527A aircraft exhaust valves are used in the pressure stabilization system in sections of the test program corresponding to the cruise flight mode. As emergency valves, their use is not enough. Therefore, there was a need to develop a special valve to relieve pressure from the tested fuselages in the event of an emergency.

Техническим результатом предлагаемого предохранительного клапана является возможность легкой перенастройки уровня срабатывания, повышение точности и скорости срабатывания, расширение области использования, что достигается введением промежуточного и управляющего клапанов и полостей, уравновешивающих давление на затворы этих клапанов.The technical result of the proposed safety valve is the ability to easily reconfigure the level of operation, increasing the accuracy and speed of operation, expanding the scope of use, which is achieved by the introduction of intermediate and control valves and cavities, balancing the pressure on the valves of these valves.

Данный технический результат достигается тем что, в предохранительном устройстве, содержащем корпус с каналами для входа и выхода воздуха, крышку, мембрану с жестким центром, расположенную между корпусом и крышкой, рабочий воздушный клапан, седло которого является элементом корпуса, а затвор связан с жестким центром мембраны, а также задатчик давления, задатчик давления содержит регулирующий прижимной элемент, управляющий клапан, седло которого соединено с крышкой, а затвор - с жестким центром мембраны, промежуточный клапан, седло которого соединено с жестким центром мембраны, а затвор - с затвором рабочего воздушного клапана с обеспечением открывания рабочего клапана за счет перемещения жесткого центра мембраны при открытом управляющем и закрытом промежуточном клапанах. Полость, образованная крышкой и мембраной, через промежуточный клапан связана с полостью между мембраной и корпусом, установленным в крышку. Регулирующий прижимной элемент, находящийся в крышке, представляет собой пружину, расположенную между жестким центром мембраны и регулировочным винтом, вмонтированным в крышку. Эффективная площадь верхней поверхности мембраны меньше эффективной площади нижней поверхности мембраны. В стенке затвора рабочего клапана находятся отверстия, а эффективная площадь верхней поверхности затвора рабочего воздушного клапана больше эффективной площади его нижней поверхности. Полость между мембраной и корпусом имеет выход для связи с контролируемым объемом. Между верхней стенкой корпуса и затвором рабочего клапана находится пружина. Рабочий воздушный клапан выполнен двухседельным.This technical result is achieved by the fact that, in a safety device containing a housing with channels for air inlet and outlet, a cover, a membrane with a rigid center located between the housing and the cover, a working air valve, the seat of which is an element of the housing, and the shutter is connected to the rigid center the membrane, as well as the pressure regulator, the pressure regulator contains a control clamping element, a control valve, the seat of which is connected to the cover, and the shutter - with a rigid center of the membrane, an intermediate valve, a seat of which connected to the rigid center of the membrane, and the shutter - to the shutter of the working air valve with the opening of the working valve by moving the rigid center of the membrane with the open control and closed intermediate valves. The cavity formed by the cover and the membrane, through an intermediate valve, is connected with the cavity between the membrane and the housing installed in the cover. The adjusting pressure element located in the cover is a spring located between the rigid center of the membrane and the adjusting screw mounted in the cover. The effective area of the upper surface of the membrane is less than the effective area of the lower surface of the membrane. There are holes in the wall of the shutter of the working valve, and the effective area of the upper surface of the shutter of the working air valve is larger than the effective area of its lower surface. The cavity between the membrane and the housing has an outlet for communication with a controlled volume. Between the upper wall of the housing and the shutter of the operating valve there is a spring. The working air valve is made two-seat.

На фиг. 1 изображена схема предохранительного устройства.In FIG. 1 shows a diagram of a safety device.

Устройство состоит из корпуса 1, включающего в свой состав верхнее 2, нижнее 3 седла рабочего воздушного клапана двухседельного типа и штуцер 4, затвора 5 рабочего воздушного клапана, пружины 6 рабочего воздушного клапана, затвора 7, свободно проходящего через горизонтальную стенку корпуса 1 и образующего с седлом 8, находящимся на нижней части жесткого центра 9 мембраны 10, промежуточный клапан. Затвор 7 промежуточного клапана жестко соединен с затвором 5 рабочего воздушного клапана. Сверху к мембране 10 крепится нижним фланцем затвор 11 управляющего клапана, имеющий сложную форму и являющийся верхней частью жесткого центра мембраны 10. Седло 12 управляющего клапана выполнено заодно с крышкой 13. Через крышку 13 проходит регулировочный винт 14, сжимающий пружину 15. Регулировочный винт и пружина являются прижимным элементом, воздействующим на жесткий центр мембраны. Затвор 11 и стенки крышки 13 образуют полость А, давление в которой уравновешивает давление в мембранной полости Б, образованной корпусом 1 и мембраной 10. Противодавление в полости А обеспечивается за счет прохождения воздуха через промежуточный клапан. Для разгрузки двухседельного клапана воздух через отверстия в двухседельном затворе поступает в полость В, образованную стенками корпуса 1 и затвором двухседельного клапана 5.The device consists of a housing 1, which includes the upper 2, lower 3 seats of the working air valve of the two-seat type and fitting 4, the shutter 5 of the working air valve, the spring 6 of the working air valve, the shutter 7, freely passing through the horizontal wall of the housing 1 and forming a seat 8 located on the lower part of the rigid center 9 of the membrane 10, an intermediate valve. The shutter 7 of the intermediate valve is rigidly connected to the shutter 5 of the working air valve. The valve flap 11 of the control valve is fastened to the membrane 10 from above and has a complex shape and is the upper part of the rigid center of the membrane 10. The valve seat 12 is integral with the cover 13. An adjustment screw 14 passes through the cover 13 and compresses the spring 15. The adjustment screw and spring are a clamping element acting on the rigid center of the membrane. The shutter 11 and the walls of the lid 13 form a cavity A, the pressure in which balances the pressure in the membrane cavity B formed by the housing 1 and the membrane 10. The backpressure in the cavity A is ensured by the passage of air through the intermediate valve. To unload the two-seat valve, air through the holes in the two-seat valve enters the cavity B, formed by the walls of the housing 1 and the shutter of the two-seat valve 5.

Входным фланцем предохранительный клапан соединяется с неуказанной на чертеже линией подачи воздуха в объем испытываемого изделия после всех устройств, регулирующих эту подачу. Штуцер 4 представляет собой выход из полости Б для связи через трубопровод малого проходного сечения (неуказанный на чертеже) с внутренним объемом испытываемого изделия (контролируемым объемом). Регулирующий прижимной элемент, управляющий и промежуточный клапаны в совокупности составляют задатчик давления. Задатчик давления обеспечивает открытие рабочего воздушного клапана за счет перемещения жесткого центра мембраны при открытом управляющем и закрытом промежуточном клапанах.The inlet flange of the safety valve is connected to the line not shown on the drawing air supply to the volume of the tested product after all devices that regulate this flow. The fitting 4 is an outlet from the cavity B for communication through a pipeline of small bore (not shown in the drawing) with the internal volume of the test product (controlled volume). The control clamping element, the control and the intermediate valves together constitute a pressure setter. The pressure regulator provides the opening of the working air valve by moving the rigid center of the membrane with the open control and closed intermediate valves.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Воздух из линии подачи сжатого воздуха поступает в испытываемое изделие, а также через входной фланец и отверстия в затворе 5 в полость В. За счет силы, создаваемой пружиной 6, и силы, создаваемой давлением воздуха из за разницы площадей сверху и снизу затвора 5 рабочего двухседельного клапана, затвор 5 плотно прижимается к седлам 2 и 3, выполненным из эластичных материалов.Air from the compressed air supply line enters the test product, as well as through the inlet flange and the openings in the shutter 5 into the cavity B. Due to the force created by the spring 6, and the force created by the air pressure due to the difference in the areas above and below the shutter 5 of the working two-seat valve, the shutter 5 is tightly pressed against the seats 2 and 3, made of elastic materials.

Воздух из линии нагнетания поступает в испытываемый объект. В объекте устанавливается требуемое давление. Из объекта по трубопроводу связи, имеющему небольшое проходное сечение, воздух через штуцер 4 поступает в полость Б, а затем через щель между затвором 7 и седлом 8 в полость А. Затвор 11 управляющего клапана за счет усилия, создаваемого пружиной 15, и усилия, создаваемого давлением, приходящимся на разность верхней и нижней площадей затвора 11, прижимается к седлу 12. Требуемый уровень срабатывания предохранительного устройства определяется степенью сжатия пружины 15, которая сжимается регулировочным винтом 14.Air from the discharge line enters the test object. The object is set to the required pressure. From the object through the communication pipeline, having a small flow cross-section, air through the nozzle 4 enters the cavity B, and then through the slot between the shutter 7 and the seat 8 into the cavity A. The shutter 11 of the control valve due to the force generated by the spring 15, and the force generated the pressure attributable to the difference between the upper and lower areas of the shutter 11 is pressed against the seat 12. The required level of operation of the safety device is determined by the compression ratio of the spring 15, which is compressed by the adjusting screw 14.

Если давление в испытываемом объекте, а следовательно, и в полости Б, начнет расти выше заданного значения, мембрана 10 начнет перемещаться вверх и промежуточный клапан, состоящий из затвора 7 и седла 8, закроется. Давление в полости А перестает увеличиваться, а давление в полости Б будет продолжать расти, в силу чего затвор 11 отойдет от седла 12, и давление в полости А резко упадет.If the pressure in the test object, and therefore in the cavity B, begins to increase above a predetermined value, the membrane 10 will begin to move up and the intermediate valve, consisting of a shutter 7 and a seat 8, will close. The pressure in the cavity A ceases to increase, and the pressure in the cavity B will continue to increase, whereby the shutter 11 will move away from the seat 12, and the pressure in the cavity A will drop sharply.

Затвор 7 с большой скоростью поднимется вверх на максимальную конструктивно допустимую величину и тем самым откроет рабочий воздушный клапан, состоящий из затвора 5 и седел 2, 3. При этом произойдет резкое уменьшение подачи воздуха в испытываемый объект, а, следовательно, падение давления в нем.The shutter 7 at high speed rises up to the maximum structurally permissible value and thereby opens the working air valve, consisting of a shutter 5 and seats 2, 3. This will cause a sharp decrease in the air supply to the test object, and, consequently, a pressure drop in it.

Таким образом, осуществляется защита объекта от недопустимого превышения давления в нем.Thus, the object is protected from unacceptable excess pressure in it.

Положительными свойствами предлагаемой конструкции являются.The positive properties of the proposed design are.

1. Возможность установки предохранительного клапана в месте подачи сжатого воздуха в испытываемое изделие, что значительно упрощает конструкции испытательных стендов, особенно при испытании крупногабаритных изделий, например, фюзеляжей самолетов.1. The ability to install a safety valve in the place of supply of compressed air to the test product, which greatly simplifies the design of test benches, especially when testing large items, such as aircraft fuselages.

2. Использование предлагаемой конструкции как пилотного устройства на большерасходных защитных клапанах, используемых на стендах для испытаний фюзеляжей самолетов, имеющих объем несколько сотен кубических метров.2. The use of the proposed design as a pilot device on large-flow protective valves used on the stands for testing the fuselage of aircraft with a volume of several hundred cubic meters.

3. Повышение точности и скорости срабатывания в силу разгруженности клапанов, входящих в состав предлагаемого устройства и поэтому обеспечивающих задание уровня срабатывания мягкой пружиной. Испытания опытного образца предохранительного устройства показали, что погрешность срабатывания его не превышает 0,01 ат, а время срабатывания составляет десятые доли секунды.3. Improving the accuracy and speed of response due to the unloaded valves that are part of the proposed device and therefore provide the task of setting the response level with a soft spring. Tests of the prototype of the safety device showed that the error of its operation does not exceed 0.01 at, and the response time is tenths of a second.

Приложение 1Annex 1

Клапан предохранительный КПС-0,7 (клапан самопритирающийся безрычажный грузовой полноподъемный)Safety valve KPS-0.7 (self-locking leverless cargo valve, full-lift)

Клапаны КПС применяются взамен гидравлических предохранительных выкидных приспособлений на паровых котлах любых типов, конструкций и мощностей, разрешенное рабочее давление которых не превышает 0,7 кгс/см2.KPS valves are used instead of hydraulic safety shut-off devices on steam boilers of any types, designs and capacities, the permissible working pressure of which does not exceed 0.7 kgf / cm 2 .

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Приложение 2Appendix 2

Figure 00000003
Figure 00000003

РУКОВОДСТВО ПС ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИTECHNICAL OPERATION GUIDE

I. ОПИСАНИЕ И РАБОТАI. DESCRIPTION AND WORK

I.I. Общая частьI.I. a common part

I.I.I. Клапан предохранительный 4617 (далее по тексту клапан) разработан для герметичного в негерметичного отсека и предназначен для сброса избыточного давленая воздуха из системы воздухоподготовки в случае повышения давления в ней выше допустимого.I.I.I. Safety valve 4617 (hereinafter referred to as the valve) is designed for a tight in an unpressurized compartment and is designed to discharge excess pressure from the air conditioning system if the pressure in it is higher than permissible.

I.I.2. Внешний вид клапана показан на рис. II.I.2. The appearance of the valve is shown in Fig. I

Figure 00000004
Figure 00000004

Приложение 3Appendix 3

Figure 00000005
Figure 00000005

Принцип действия основан на зависимости между разностью давлений и упругими деформациями чувствительных элементов - пружины и мембраны.The principle of operation is based on the relationship between the pressure difference and the elastic deformations of the sensitive elements - springs and membranes.

Описание конструкции. Выпускной клапан состоит из корпуса, крышки, подпружиненного запорного органа, подвешенного на эластичной мембране, контактов сигнализации крайних положений запорного органа и индукционного датчика, выходное напряжение которого обратно пропорционально перемещению запорного органа.Description of the design. The exhaust valve consists of a housing, a cover, a spring-loaded locking element suspended on an elastic membrane, signaling contacts of the extreme positions of the locking element and an induction sensor, the output voltage of which is inversely proportional to the movement of the locking element.

Основные технические характеристикиKey Specifications

Рабочая среда - кабинный воздух.Working environment - cabin air.

Гидравлическое сопротивление полностью открытого клапана по прямой линии при абсолютном давлении 99±2б67 кПа (745±20 мм рт.ст.) и расходе воздуха 2000 кг/ч - не более 0,735 кПа (75 мм вод. ст.).The hydraulic resistance of a fully open valve in a straight line at an absolute pressure of 99 ± 2b67 kPa (745 ± 20 mm Hg) and an air flow rate of 2000 kg / h is not more than 0.735 kPa (75 mm water column).

Гидравлическое сопротивление клапана по обратной линии при сообщении управляющей полости с кабиной в нормальных наземных условиях:The hydraulic resistance of the valve in the reverse line when the control cavity communicates with the cab under normal ground conditions:

при расходе воздуха 300 кг/ч - не болееat an air consumption of 300 kg / h - no more

0,784 кПа (80 мм вод. ст.);0.784 kPa (80 mm water.Art.);

при расходе воздуха 2000 кг/ч - не более 1,37 кПа (140 мм под. ст.).at an air flow rate of 2000 kg / h - not more than 1.37 kPa (140 mm under the st.).

Перетекание воздуха через запорный орган клапана при избыточном давлении в кабине 78,4 кПа (0,8 кгс/см2) и сообщении управляющей полости клапана с кабиной в нормальных наземных условиях - не более 200 л/мин.Air flowing through the valve shutoff valve at an overpressure in the cabin of 78.4 kPa (0.8 kgf / cm 2 ) and the control cavity of the valve with the cabin in normal ground conditions is not more than 200 l / min.

Условия проверки превышения кабинного давления над управляющим (Рк-Рупр), должны соответствовать таблице.The conditions for checking the excess of cabin pressure over the manager (Rk-Rupr) must comply with the table.

Figure 00000006
Figure 00000006

Выходное напряжение датчика клапана в нормальных наземных условиях при напряжении питания 115±1,5 В частотой 400 Гц и нагрузочном сопротивлении 16 кОм:The output voltage of the valve sensor under normal ground conditions with a supply voltage of 115 ± 1.5 V at a frequency of 400 Hz and a load resistance of 16 kOhm:

при полностью закрытом положении клапана - 12±0,5 В;at fully closed valve position - 12 ± 0.5 V;

при полностью открытом положении клапана - 4±0,5 В.with the valve fully open - 4 ± 0.5 V.

Напряжение питания контактов сигнализации крайних положений клапана - 27±2,7 В.The supply voltage of the alarm contacts of the valve extreme positions is 27 ± 2.7 V.

Ток, проходящий через контакты сигнализации, - от 1 до 500 мА.The current passing through the alarm contacts is from 1 to 500 mA.

Внешние воздействующие факторыExternal factors

Синусоидальная вибрация:Sinusoidal vibration:

амплитуда ускорения - до 49,1 м⋅с-2 (59);acceleration amplitude - up to 49.1 m⋅s -2 (59);

амплитуда переметшим - до 2,5 мм;amplitude sweeping - up to 2.5 mm;

диапазон частот - от 5 до 2000 Гц.frequency range - from 5 to 2000 Hz.

Механический удар многократного действия:Repeated mechanical shock:

пиковое ускорение - до 59 м⋅с-2 (69);peak acceleration - up to 59 m⋅s -2 (69);

длительность действия ударного ускорения - 20 мс.the duration of the impact acceleration is 20 ms.

Повышенная температура среды +85°C.Elevated ambient temperature + 85 ° C.

Пониженная температура среды - минус 60°C.Low ambient temperature - minus 60 ° C.

Относительная влажность среды при температуре +35°C - 98%.Relative humidity at + 35 ° C - 98%.

Воздействие росы, инея, соляного (морского) тумана, плесневых грибов.Exposure to dew, hoarfrost, salt (sea) fog, mold fungi.

Применяется в условиях влажного тропического климата.It is used in humid tropical climates.

Масса - не более 4,2 кг.Weight - no more than 4.2 kg.

Показателя надежностиReliability indicator

Назначенный ресурс - 500 ч.Assigned resource - 500 hours.

Назначенный срок службы - 4 года.The designated service life is 4 years.

Назначенный срок хранения - 1 год.The designated shelf life is 1 year.

Условия установки и монтажа. Клапан устанавливается внутри кабины и крепится фланцем к ответной части. Допускается установка с наклоном седла клапана под углом до 15° к горизонту.Installation and installation conditions. The valve is installed inside the cab and flange mounted to the counterpart. Installation with an inclination of a valve seat is allowed at an angle to 15 ° to the horizon.

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Claims (8)

1. Предохранительное устройство, содержащее корпус с каналами для входа и выхода воздуха, крышку, мембрану с жестким центром, расположенную между корпусом и крышкой, рабочий воздушный клапан, седло которого является элементом корпуса, а затвор связан с жестким центром мембраны, а также задатчик давления, отличающееся тем, что задатчик давления содержит регулирующий прижимной элемент, управляющий клапан, седло которого выполнено заодно с крышкой, а затвор - с жестким центром мембраны, и промежуточный клапан, седло которого соединено с жестким центром мембраны, а затвор - с затвором рабочего воздушного клапана с обеспечением открывания рабочего воздушного клапана за счет перемещения жесткого центра мембраны при открытом управляющем и закрытом промежуточном клапанах.1. A safety device comprising a housing with air inlet and outlet channels, a cover, a rigid center membrane located between the housing and the cover, a working air valve, the seat of which is an element of the housing, and a shutter connected to the rigid center of the membrane, as well as a pressure adjuster characterized in that the pressure adjuster comprises a control clamping element, a control valve, the seat of which is integral with the cover, and a valve with a rigid center of the membrane, and an intermediate valve, the seat of which is connected to the rigid it is the center of the membrane, and the shutter - with the shutter of the working air valve with the opening of the working air valve due to the movement of the rigid center of the membrane with the open control and closed intermediate valves. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полость, образованная крышкой и мембраной, через промежуточный клапан связана с полостью между мембраной и корпусом.2. The device according to p. 1, characterized in that the cavity formed by the cover and the membrane, through an intermediate valve connected to the cavity between the membrane and the housing. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулирующий прижимной элемент, находящийся в крышке, представляет собой пружину, расположенную между жестким центром мембраны и регулировочным винтом, установленным в крышку.3. The device according to claim 1, characterized in that the adjusting clamping element located in the cover is a spring located between the rigid center of the membrane and the adjusting screw installed in the cover. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эффективная площадь верхней поверхности мембраны меньше эффективной площади нижней поверхности мембраны.4. The device according to claim 1, characterized in that the effective area of the upper surface of the membrane is less than the effective area of the lower surface of the membrane. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в стенке затвора рабочего воздушного клапана находятся отверстия, а эффективная площадь верхней поверхности затвора рабочего воздушного клапана больше эффективной площади его нижней поверхности.5. The device according to claim 1, characterized in that there are holes in the wall of the shutter of the working air valve, and the effective area of the upper surface of the shutter of the working air valve is larger than the effective area of its lower surface. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полость между мембраной и корпусом имеет выход для связи с контролируемым объемом.6. The device according to p. 1, characterized in that the cavity between the membrane and the housing has an output for communication with a controlled volume. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между верхней стенкой корпуса и затвором рабочего клапана находится пружина.7. The device according to p. 1, characterized in that between the upper wall of the housing and the shutter of the working valve is a spring. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рабочий воздушный клапан выполнен двухседельным.8. The device according to p. 1, characterized in that the working air valve is made two-seat.
RU2017132759A 2017-09-20 2017-09-20 Safety device RU2666974C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132759A RU2666974C1 (en) 2017-09-20 2017-09-20 Safety device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017132759A RU2666974C1 (en) 2017-09-20 2017-09-20 Safety device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2666974C1 true RU2666974C1 (en) 2018-09-13

Family

ID=63580302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017132759A RU2666974C1 (en) 2017-09-20 2017-09-20 Safety device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2666974C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767086C1 (en) * 2021-06-25 2022-03-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Safety device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249139C2 (en) * 2003-01-27 2005-03-27 Общество с ограниченной ответственностью СКБ "Транснефтеавтоматика" Reservoir filling self-contained level limiter (versions)
RU2416075C1 (en) * 2009-07-27 2011-04-10 ФГУП "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" Compressed air loading plant of pressurised fuselage of aircraft during endurance test
RU2561786C1 (en) * 2014-04-29 2015-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Method of protection of hollow articles from exceeding predetermined level of internal excess pressure of gas
RU2595319C1 (en) * 2015-05-28 2016-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Device for protection of hollow articles from exceeding preset value of internal excessive gas pressure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249139C2 (en) * 2003-01-27 2005-03-27 Общество с ограниченной ответственностью СКБ "Транснефтеавтоматика" Reservoir filling self-contained level limiter (versions)
RU2416075C1 (en) * 2009-07-27 2011-04-10 ФГУП "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" Compressed air loading plant of pressurised fuselage of aircraft during endurance test
RU2561786C1 (en) * 2014-04-29 2015-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Method of protection of hollow articles from exceeding predetermined level of internal excess pressure of gas
RU2595319C1 (en) * 2015-05-28 2016-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Device for protection of hollow articles from exceeding preset value of internal excessive gas pressure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Клапан предохранительный 4617 "Руководство по технической эксплуатации 4617 РЭ". *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767086C1 (en) * 2021-06-25 2022-03-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Safety device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3207179A (en) Gauge saver
US3929155A (en) Float shut off valve for liquefied petroleum gas tank fillers
KR101401094B1 (en) Moisture detector assembly
US20200094976A1 (en) Inflation control system
US9440829B2 (en) Adjusting damping properties of an in-line passive heave compensator
CN104411527B (en) The method that vacuum is produced for the valve module of the case of vehicle and in case
JP4387844B2 (en) A method for continuously measuring dynamic liquid consumption
RU2666974C1 (en) Safety device
US3754566A (en) Safety valve
US2525256A (en) Filler and deflator device
US6247492B1 (en) Overfill protection for fuel tanks
BR112015022928B1 (en) Flow control valve and charging system
CN110823468A (en) One-way valve failure detection device and method for detecting failure of one-way valve
RU2538043C1 (en) Plant for endurance testing of aircraft hull
RU2767086C1 (en) Safety device
CN109790940B (en) Tank level sensor
CN112660418B (en) Micro-air-pressure pressurizing safety protection device for small aircraft fuel tank
US3517692A (en) Pressure relief valve assembly
US20070089491A1 (en) Method for controling the sealing of a tank on an aircraft
US3404703A (en) Bottom loading control system with transient closing and liquid level controls
RU2595319C1 (en) Device for protection of hollow articles from exceeding preset value of internal excessive gas pressure
RU2735704C2 (en) Constant flow valve for fire protection installations
RU2561786C1 (en) Method of protection of hollow articles from exceeding predetermined level of internal excess pressure of gas
US9891635B1 (en) Dual-piston pressure reducer
US2312880A (en) Ratio controller for gas or fluid regulators