RU2683011C1 - Пироклапан - Google Patents

Пироклапан Download PDF

Info

Publication number
RU2683011C1
RU2683011C1 RU2018109806A RU2018109806A RU2683011C1 RU 2683011 C1 RU2683011 C1 RU 2683011C1 RU 2018109806 A RU2018109806 A RU 2018109806A RU 2018109806 A RU2018109806 A RU 2018109806A RU 2683011 C1 RU2683011 C1 RU 2683011C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
piston
channel
cone
outlet
Prior art date
Application number
RU2018109806A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Иванович Медведев
Игорь Константинович Богоявленский
Александр Васильевич Корниенко
Игорь Борисович Беляков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева
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 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева
Priority to RU2018109806A priority Critical patent/RU2683011C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2683011C1 publication Critical patent/RU2683011C1/ru

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
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/14Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side with fracturing member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к клапанам с разрушаемым запорным элементом. Пироклапан состоит из корпуса с входным и выходным штуцерами канала подачи рабочей среды, пиропатрона с управляющей полостью, поршня, размещенного в канале корпуса. Корпус выполнен в виде трубы с боковым отводом, с одной стороны которой установлен выходной штуцер с внутренним проходным отверстием с раструбом в виде конуса, с другой стороны герметично установлено гнездо фиксации, а со стороны бокового отвода установлен входной штуцер. Поршень герметично установлен в канал корпуса после раструба с возможностью перекрытия бокового отвода, а после бокового отвода в канале корпуса выполнено сужение и установлена направляющая гайка, опирающаяся на торец, образованный за счет сужения канала корпуса. Далее в корпусе выполнен штуцер с установленным в нем пиропатроном с управляющей полостью, соединенной с каналом корпуса, перекрытым штоком поршня, а напротив пиропатрона установлен срезной винт, удерживающий поршень. Головка поршня имеет форму усеченного конуса, а гнездо фиксации выполнено в виде конуса с демпфирующими эластичными ребрами, при этом угол при вершине конуса на головке поршня меньше угла при вершине конуса в гнезде фиксации, но при этом наибольший диаметр поперечного среза наконечника головки поршня больше меньшего диаметра гнезда фиксации. Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение гарантированной герметичности пироклапана после срабатывания пиросредства посредством обеспечения высокой надежности заклинивания конической части поршня в конусе гнезда фиксации и предотвращения возвращения поршня в исходное положение. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к клапанам с разрушаемым запорным элементом, предназначенных для применения в пневмогидравлических системах для открытия постоянного сообщения полостей заправочно-дренажных магистралей и может быть использовано в машиностроении.
Известен запорно-пусковой пироклапан (патент RU 2159889 С1 F16K 17/40), который содержит корпус с входным и выходным каналами, камеру с пиропатроном, соединяющий входной и выходной каналы при срабатывании пиропатрона разрывной запорный орган с ослабляющей кольцевой выточкой, расположенной между двумя его частями с одинаковыми наружными диаметрами. Одна часть запорного органа выполнена в виде втулки. Втулка неподвижно закреплена относительно корпуса. Другая часть запорного органа выполнена в виде поршня с полым хвостовиком. Окружающая выточку полость загерметизирована и соединена каналом с камерой пиропатрона. Соединяющий камеру пиропатрона с полостью выточки канал расположен под углом к оси входного канала корпуса. Ослабляющая выточка имеет поперечное сечение в виде прямоугольной трапеции. Меньшее основание прямоугольной трапеции образовано внутренним диаметром выточки. Угол наклона наклонной стороны прямоугольной трапеции поперечного сечения выточки равен углу наклона оси канала, соединяющего камеру пиропатрона с полостью выточки. Внутренний диаметр втулки равен внутреннему диаметру выточки.
Недостатком данной конструкции является отсутствие фиксации поршня после разрушения запорного органа, в результате чего поршень может вернуться на исходную позицию и помешать нормальному течению рабочей среды между входным и выходным каналами. Кроме этого к недостаткам следует отнести попадание пирогазов в рабочую полость, что может вызвать нарушение химического состава рабочей среды, химическую реакцию и даже возгорание в случае горючей рабочей среды.
Близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению, взятый за прототип, является пироклапан (патент RU 2362078 С2 F16K17/14), состоящий из корпуса и пиропривод (пиропатрон) с управляющей полостью и входным и выходным патрубками (штуцерами) канала подачи рабочего тела, причем входной патрубок выполнен в виде стакана с ослабленным сечением в донной части, а в управляющей полости установлен поршень с толкателем, расположенный перпендикулярно к стакану с донной частью, соосно донной части установлено средство защиты канала подачи рабочего тела. В боковой полости установлен дополнительный поршень с глухим радиальным каналом, в донную часть которого упирается донная часть входного патрубка с ослабленным сечением, причем на боковой поверхности указанного поршня выполнена лыска, плоскость которой совпадает или находится ниже ослабленного сечения. Гаситель удара в боковой полости выполнен в виде заглушки с пружинным фиксатором, а на дополнительном поршне имеется ответный хвостовик.
Недостатком данной конструкции является негерметичность пироклапана после срабатывания пиросредства по резьбе пиропривода с корпусом и негерметичность по резьбе уплотнительного поршневого кольца с хвостовиком поршня. Кроме этого к недостаткам следует отнести недостаточную надежность заклинивания конической части поршня в конусе управляющей полости корпуса, что делает возможным попадание рабочей среды в управляющую полость, ухудшая ее герметизацию.
Сущность изобретения заключается в том, что в пироклапане, состоящем из корпуса с входным и выходным штуцерами канала подачи рабочей среды, пиропатрона с управляющей полостью, поршня, размещенного в канале корпуса, корпус выполнен в виде трубы с боковым отводом, с одной стороны которой установлен выходной штуцер с внутренним проходным отверстием с раструбом в виде конуса, с другой стороны герметично установлено гнездо фиксации, а со стороны бокового отвода установлен входной штуцер, причем поршень герметично установлен в канал корпуса после раструба, с возможностью перекрытия бокового отвода, а после бокового отвода в канале корпуса выполнено сужение и установлена направляющая гайка, опирающаяся на торец, образованный за счет сужения канала корпуса, далее в корпусе выполнен штуцер с установленным в нем пиропатроном с управляющей полостью соединенной с каналом корпуса, перекрытым штоком поршня, а напротив пиропатрона установлен срезной винт, удерживающий поршень, при этом головка поршня имеет форму усеченного конуса, а гнездо фиксации выполнено в виде конуса с демпфирующими эластичными ребрами, при этом угол при вершине конуса на головке поршня меньше, угла при вершине конуса в гнезде фиксации, но при этом наибольший диаметр поперечного среза наконечника головки поршня больше меньшего диаметра гнезда фиксации. А также выходной штуцер выполнен в виде крепежного фланца с уплотнительными канавками и крепежными отверстиями.
Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение гарантированной герметичности пироклапана после срабатывания пиросредства посредством обеспечения высокой надежности заклинивания конической части поршня в конусе гнезда фиксации и предотвращения возвращения поршня в исходное положение.
На фиг. 1 изображен общий вид пироклапана.
На фиг. 2 изображен пироклапан после срабатывания пиросредства.
На фиг. 3 изображена коническая часть поршня в конусе гнезда фиксации после срабатывания пиросредства.
Конструкция пироклапана состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 штуцерами канала подачи рабочей среды 4, пиропатрона 5 с управляющей полостью 6 и установленным поршнем 7 в канале корпуса 8, а сам корпус 1 является направляющей частью поршня 7. Корпус 1 выполнен в виде трубы с боковым отводом 9, с одной стороны которой установлен выходной штуцер 3 с внутренним проходным отверстием с раструбом 10 в виде конуса, а с другой стороны герметично установлено гнездо фиксации 11 с заглушкой 12, а со стороны бокового отвода 9 установлен входной штуцер 2. Поршень 7 герметично установлен в канал корпуса 8 после раструба 10, таким образом, что боковой отвод 9 перекрывается посредством ввернутого на шток 13 поршня 7 со стороны выходного штуцера 3 наконечника штока 14, диаметр которого равен диаметру канала корпуса 8, при этом наконечник штока 14 уплотнен кольцом 15 по диаметру. После бокового отвода 9 выполнено сужение канала корпуса 8 и установлена направляющая гайка 16, опирающаяся на торец А, образованный за счет сужения канала корпуса 8. В полости между штоком 13 поршня 7 и каналом корпуса 8 в месте сужения установлен уплотнительный элемент 17. Поршень 7 упирается своим торцом Б в торец В корпуса 1 и фиксируется в этом положении срезным винтом 18. Срезной винт 18 ввернут в отверстие корпуса 1, а своим хвостовиком 19 входит в отверстие поршня 7 и фиксирует поршень от перемещения. Напротив срезного винта 18 в корпусе 1 выполнен штуцер 20, в который установлен пиропатрон 5, управляющая полость 6 которого соединена с каналом корпуса 8, перекрытым поршнем 7, который уплотнен кольцом 21 по корпусу 1. Головка 22 поршня 7 со стороны гнезда фиксации 11 имеет форму усеченного конуса. Гнездо фиксации 11 выполнено в виде конуса с демпфирующими эластичными ребрами 23, обеспечивающими клин. Угол при вершине конуса а на поршне 7 меньше, чем угол при вершине конуса β в гнезде фиксации 11 на 1…5°. Выбор угла производился экспериментальным путем. При этом наибольший диаметр D1 головки штока 22 больше меньшего диаметра D2 отверстия гнезда фиксации 11 (см. фиг. 3). Выходной штуцер 3 выполнен в виде крепежного фланца 24 с уплотнительными канавками 25 и крепежными отверстиями 26. Герметичность пиропатрона 5 обеспечивает алюминиевая прокладка 27. Пироклапан работает следующим образом.
После срабатывания пиропатрона 5 газ высокого давления, воздействуя на торец Г поршня 7, отсекает срезной винт 18 и на большой скорости перемещает поршень 7 в гнездо фиксации 11 (см. фиг. 2), где головка 22 поршня 7 надежно фиксируется за счет демпфирующих эластичных ребер 23, обеспечивающих клин, и за счет того, что угол а при вершине конуса на поршне 7 меньше, чем угол β при вершине конуса в гнезде фиксации 11 на 1…5°. Наконечник штока 14 перемещается в сторону направляющей гайки 16, открывая канал для рабочей среды 4 от входного штуцера 2 к выходному штуцеру 3. При этом наконечник штока 14, уплотненный кольцом 15 по диаметру и вместе с уплотнительным элементом 17 около направляющей гайки 16 образуют двойной барьер уплотнения, герметично разделяя канал для рабочей среды 4 с одной стороны и управляющую полость 6 пиропатрона 5 с каналом корпуса 8 от пирогазов с другой стороны.
Таким образом, предложенная конструкция пироклапана обеспечивает:
- высокую герметичность после срабатывания пиропатрона 5 между каналом для рабочей среды 4 с одной стороны и управляющей полостью 6 пиропатрона 5 с каналом 8 от пирогазов с другой стороны, что обеспечивается благодаря двойному уплотнению резинового кольца 15 на наконечнике штока 14 по диаметру и уплотнительного элемента 17 между поршнем 7 и корпусом 1;
- высокую надежность заклинивания конической части поршня 7 в конусе гнезда фиксации 11 за счет демпфирующих эластичных ребер 23, обеспечивающих клин, и за счет того, что угол а при вершине конуса на поршне 7 меньше, чем угол β при вершине конуса в гнезде фиксации 11 на 1…5°. Заклинивание предотвращает возвращение поршня 7 в исходное положение и закрытие канала для рабочей среды 4.

Claims (2)

1. Пироклапан, состоящий из корпуса с входным и выходным штуцерами канала подачи рабочей среды, пиропатрона с управляющей полостью, поршня, размещенного в канале корпуса, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде трубы с боковым отводом, с одной стороны которой установлен выходной штуцер с внутренним проходным отверстием с раструбом в виде конуса, с другой стороны герметично установлено гнездо фиксации, а со стороны бокового отвода установлен входной штуцер, причем поршень герметично установлен в канал корпуса после раструба с возможностью перекрытия бокового отвода, а после бокового отвода в канале корпуса выполнено сужение и установлена направляющая гайка, опирающаяся на торец, образованный за счет сужения канала корпуса, далее в корпусе выполнен штуцер с установленным в нем пиропатроном с управляющей полостью, соединенной с каналом корпуса, перекрытым штоком поршня, а напротив пиропатрона установлен срезной винт, удерживающий поршень, при этом головка поршня имеет форму усеченного конуса, а гнездо фиксации выполнено в виде конуса с демпфирующими эластичными ребрами, при этом угол при вершине конуса на головке поршня меньше угла при вершине конуса в гнезде фиксации, но при этом наибольший диаметр поперечного среза наконечника головки поршня больше меньшего диаметра гнезда фиксации.
2. Пироклапан по п. 1, отличающийся тем, что выходной штуцер выполнен в виде крепежного фланца с уплотнительными канавками и крепежными отверстиями.
RU2018109806A 2018-03-20 2018-03-20 Пироклапан RU2683011C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018109806A RU2683011C1 (ru) 2018-03-20 2018-03-20 Пироклапан

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018109806A RU2683011C1 (ru) 2018-03-20 2018-03-20 Пироклапан

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2683011C1 true RU2683011C1 (ru) 2019-03-25

Family

ID=65858720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018109806A RU2683011C1 (ru) 2018-03-20 2018-03-20 Пироклапан

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2683011C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570658A (en) * 1983-08-15 1986-02-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pyrotechnic-actuated dual air valve
US4619284A (en) * 1984-03-21 1986-10-28 Societe Nationale Industrielle Aerospatiale Pyrotechnic valve
RU2362078C2 (ru) * 2006-03-09 2009-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП "НИИМаш") Пироклапан
RU2619967C2 (ru) * 2015-10-09 2017-05-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Пироклапан
RU2641789C1 (ru) * 2017-04-10 2018-01-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Клапан пиротехнический (варианты)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4570658A (en) * 1983-08-15 1986-02-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pyrotechnic-actuated dual air valve
US4619284A (en) * 1984-03-21 1986-10-28 Societe Nationale Industrielle Aerospatiale Pyrotechnic valve
RU2362078C2 (ru) * 2006-03-09 2009-07-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП "НИИМаш") Пироклапан
RU2619967C2 (ru) * 2015-10-09 2017-05-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Пироклапан
RU2641789C1 (ru) * 2017-04-10 2018-01-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Клапан пиротехнический (варианты)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3548848A (en) Explosive actuated valves
US3494370A (en) Explosive valve
US5465751A (en) Excess flow valve
US3059894A (en) Valve member for high pressure valve
ES2283210A1 (es) Adaptador para la union de un consumidor de gas con una botella de gas a presion.
FI115291B (fi) Venttiilielin
US3474809A (en) Normally-closed explosive-operated valve
US2474826A (en) Quick dumping valve
RU2683011C1 (ru) Пироклапан
RU2634999C1 (ru) Клапан предохранительный
KR20170037578A (ko) 벽 관통 장치
US2721571A (en) Shut-off valve
RU2159353C1 (ru) Ампула с пусковым горючим для зажигания компонентов топлива жрд
KR101721472B1 (ko) 금속씰 및 금속씰 삽입형 파이로밸브
RU2362078C2 (ru) Пироклапан
JP6279411B2 (ja) 差圧式容器弁
RU2142085C1 (ru) Пироклапан
US11547886B2 (en) Automatic valve
RU2529049C1 (ru) Клапан перекрытия противогидроударный
RU2624756C2 (ru) Горловина проверочно-заправочная
US9896058B2 (en) Gas generator
KR101955481B1 (ko) 에어로졸용기 내압시험용 씰링부재
RU2632652C1 (ru) Пироклапан
US7182099B2 (en) Tap for gas or liquid cylinder
US20120006429A1 (en) Safety valve