RU2746682C1 - Hot gas flow controller - Google Patents

Hot gas flow controller Download PDF

Info

Publication number
RU2746682C1
RU2746682C1 RU2019138664A RU2019138664A RU2746682C1 RU 2746682 C1 RU2746682 C1 RU 2746682C1 RU 2019138664 A RU2019138664 A RU 2019138664A RU 2019138664 A RU2019138664 A RU 2019138664A RU 2746682 C1 RU2746682 C1 RU 2746682C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
damper
shaft
seat
hot gas
saddle
Prior art date
Application number
RU2019138664A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Геннадьевич Домнин
Олег Александрович Лобанов
Валентина Павловна Тумановская
Александр Дмитриевич Чекушин
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 RU2019138664A priority Critical patent/RU2746682C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2746682C1 publication Critical patent/RU2746682C1/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
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/04—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members
    • F16K3/06—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages
    • F16K3/08—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members in the form of closure plates arranged between supply and discharge passages with circular plates rotatable around their centres
    • 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
    • F16K39/00—Devices for relieving the pressure on the sealing faces
    • F16K39/04—Devices for relieving the pressure on the sealing faces for sliding valves

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention is aimed at perfection of flow regulators operating under conditions of high temperatures and pressures and providing control of aircraft in pitch, yaw and roll planes. Disclosed is a design of a hot gas flow controller, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a seat with uniformly arranged flow ports, installed in the outlet branch pipe, kinematically connected shutter and shaft, gate is made with blind hole, into which shaft enters, and in place of its connection with shaft is made with cylindrical section, changing into tide, on which there are flow holes in the form of ring sector limited by two cylindrical surfaces, centers of which are located on shaft axis, at that, the flap flow ports are made identical to the seat supply ports, the edges of the side surface of each flap flow port in the cross section are made as shaped: part closest to the seat is made in the form of a rectilinear section, and the part located further is made in the form of an inclined section away from the delivery hole of the seat at an angle equal to 30...45°, on the flat end of the seat there is made a spherical recess coaxial to the shaft axis, and on the flat end face of the shutter there is a spherical projection coaxial to the shaft axis, wherein the sphere radius of the seat recess is greater than the radius of the shutter flap sphere, and a uniform clearance is made between the flat surfaces of the seat and the flap facing each other.
EFFECT: disclosed is a hot gas flow controller.
7 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование регуляторов расхода, работающих в условиях высоких температур и давлений и обеспечивающих управление летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания и крена.The invention relates to the field of mechanical engineering and is aimed at improving flow controllers operating at high temperatures and pressures and providing control of the aircraft in the pitch, yaw and roll planes.

Важной характеристикой регуляторов расхода такого типа является, так называемый, шарнирный момент, т.е. момент необходимый для открытия и закрытия регулятора расхода. Указанный момент состоит из двух составляющих: газодинамической, зависящей от параметров рабочей среды и величины площади расходного отверстия, и момента трения, если регулирующие элементы (заслонка и седло) соприкасаются друг с другом.An important characteristic of this type of flow controllers is the so-called hinge moment, i.e. the moment required to open and close the flow regulator. The specified moment consists of two components: gas-dynamic, depending on the parameters of the working medium and the size of the area of the flow hole, and the friction moment, if the regulating elements (damper and saddle) are in contact with each other.

Известна конструкция регулятора расхода газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, седло с равномерно расположенными расходными отверстиями, установленное в выходной патрубок, кинематически связанные заслонку и вал, на заслонке выполнены расходные отверстия в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центры которых находятся на оси вала, при этом расходные отверстия заслонки выполнены одинаковыми с расходными отверстиями седла, торец седла, обращенный к заслонке, выполнен плоским, также как и торец заслонки, заслонка и седло контактируют между собой по плоским поверхностям, заслонка и седло загерметизированы при помощи уплотнительных колец (Патент РФ №2285184 С1, кл. F16K 39/04, опубл. 10.10.2006 г.).The known design of a gas flow regulator, containing a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle with uniformly spaced flow holes installed in the outlet nozzle, kinematically connected shutter and shaft, flow holes are made on the shutter in the form of a ring sector bounded by two cylindrical surfaces, the centers of which are located on the axis of the shaft, while the flow openings of the damper are made the same as the flow openings of the saddle, the end face of the seat facing the damper is flat, as well as the end of the damper, the damper and the saddle are in contact with each other on flat surfaces, the damper and the saddle are sealed with O-rings (RF patent No. 2285184 C1, class F16K 39/04, publ. 10.10.2006).

Недостаток такой конструкции состоит в том, что в паре заслонка - седло контакт происходит по плоским поверхностям, что приводит к резкому увеличению шарнирного момента в случае высокого давления и значительных величин расходной площади регулятора расхода горячего газа, что требует увеличения мощности привода, это, в свою очередь, приводит к увеличению массы всех узлов кинематической цепи привод-заслонка. Если для регуляторов расхода газа, применяемых в наземных условиях, это не играет решающей роли, то для регуляторов расхода газа, используемых в летательных аппаратах для управления по каналам тангажа, рыскания и крена, это неприемлемо.The disadvantage of this design is that in a valve - saddle pair, the contact occurs along flat surfaces, which leads to a sharp increase in the hinge moment in the case of high pressure and significant values of the consumption area of the hot gas flow controller, which requires an increase in the drive power, this, in its turn, leads to an increase in the mass of all nodes of the drive-damper kinematic chain. While this does not play a decisive role for gas flow controllers used on the ground, it is unacceptable for gas flow controllers used in aircraft to control the pitch, yaw and roll channels.

Задачами изобретения являются повышение надежности работы регулятора расхода газа за счет уменьшения величины составляющей шарнирного момента трения в зоне контакта заслонки и седла, уменьшения массы конструкции, а также увеличение быстродействия регулятора.The objectives of the invention are to improve the reliability of the gas flow regulator by reducing the value of the component of the hinge friction moment in the contact zone of the valve and the seat, reducing the weight of the structure, as well as increasing the speed of the regulator.

Указанные задачи решаются тем, что в регуляторе расхода горячего газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седло с равномерно расположенными расходными отверстиями, установленное в выходной патрубок, кинематически связанные заслонку и вал, заслонка выполнена с глухим отверстием, в которое заходит вал, и в месте своего соединения с валом выполнена с цилиндрическим участком, переходящим в прилив, на котором выполнены расходные отверстия в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центры которых находятся на оси вала, при этом расходные отверстия заслонки выполнены одинаковыми с расходными отверстиями седла, кромки боковой поверхности каждого расходного отверстия заслонки в поперечном сечении, выполнены профилированными: часть, ближайшая к седлу, выполнена в виде прямолинейного участка, а часть, расположенная дальше, выполнена в виде наклонного участка в сторону от расходного отверстия седла под углом, равным 30…45°, на плоском торце седла выполнена выемка сферической формы, соосная оси вала, а на плоском торце заслонки выполнен сферический выступ, соосный оси вала, при этом величина радиуса сферы выемки седла превышает величину радиуса сферы выступа заслонки, а между плоскими поверхностями седла и заслонки, обращенными друг к другу, выполнен равномерный зазор.These tasks are solved by the fact that in a hot gas flow controller containing a body with inlet and outlet nozzles, a saddle with uniformly spaced flow holes installed in the outlet nozzle, kinematically connected damper and shaft, the damper is made with a blind hole into which the shaft enters, and in the place of its connection with the shaft it is made with a cylindrical section, turning into the tide, on which the flow holes are made in the form of a ring sector, bounded by two cylindrical surfaces, the centers of which are on the shaft axis, while the flow holes of the damper are made the same as the flow holes of the saddle, edges the lateral surface of each flow hole of the damper in the cross section is profiled: the part closest to the saddle is made in the form of a straight section, and the part located further is made in the form of an inclined section away from the flow hole of the saddle at an angle of 30 ... 45 ° , on the flat end of the saddle A spherical recess is made, coaxial to the shaft axis, and a spherical projection is made on the flat end of the damper, coaxial to the shaft axis, while the radius of the sphere of the saddle recess exceeds the radius of the sphere of the projection of the damper, and between the flat surfaces of the saddle and the damper facing each other is made uniform clearance.

На фиг. 1 изображен общий вид регулятора расхода горячего газа.FIG. 1 shows a general view of the hot gas flow regulator.

На фиг. 2 изображен вид на седло регулятора расхода горячего газа.FIG. 2 shows a view of the hot gas flow regulator seat.

На фиг. 3 изображено исполнение расходного отверстия заслонки в поперечном сечении.FIG. 3 shows a cross-sectional view of the damper flow opening.

На фиг. 4 изображена конструкция торцового уплотнения.FIG. 4 shows the design of a mechanical seal.

На фиг. 5 изображен вариант исполнения кромки боковой поверхности расходного отверстия заслонки в поперечном сечении.FIG. 5 shows an embodiment of the edge of the lateral surface of the flow opening of the damper in cross section.

На фиг. 6 изображено исполнение расходного отверстия заслонки в поперечном сечении с переменным углом наклона.FIG. 6 shows the execution of the flow orifice of the damper in cross-section with a variable angle of inclination.

Регулятор расхода горячего газа (фиг. 1) состоит из корпуса 1, который содержит входной 2 и выходной 3 патрубки, седло 4 с регулируемыми расходными отверстиями 5, установленное в выходной патрубок 3, заслонки 6, кинематически связанной с валом 7. Торец 8 седла 4, обращенный к заслонке 6, выполнен плоским, а плоский торец 9 заслонки 6 расположен с равномерным зазором «δ» по отношению к плоскому торцу 8 седла 4. Вал 7 установлен в подшипники качения 10 и кинематически связан с заслонкой 6, которая выполнена в форме цилиндрического участка 11, переходящего в прилив 12. Заслонка 6 выполнена с глухим отверстием, в которое заходит вал 7 и соединена с валом 7 при помощи двух штифтов 13, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. На плоском торце 8 седла 4 выполнена выемка 14 сферической формы, соосная оси вала 7, а на плоском торце 9 заслонки 6 выполнен сферический выступ 15, при этом величина радиуса сферы выемки 14 седла 4 превышает величину радиуса сферы выступа 15 заслонки 6. Корпус 1 защищен изнутри деталями 16 из эрозионностойкого прессматериала (например, углепластика). Между наружной поверхностью вала 7 и глухим отверстием заслонки 6 расположено теплозащитное покрытие 17. Прилив 12 заслонки 6 и седло 4 в районе плоского торца также выполнены в форме цилиндра, соосного с валом 7. Регулируемая площадь седла 4 (фиг. 2) выполнена в виде одинаковых расходных отверстий 5, расположенных равномерно и выполненных в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностям 18 и 19, центры которых находятся на оси вала 7. На приливе 12 заслонки 6 выполнены расходные отверстия 20 (фиг. 3, 6) одинаковые с расходными отверстиями 5 седла 4. Максимальный угол раскрытия «α1» расходных отверстий седла 4 и заслонки 6 равен 360°/2n, где n-количество расходных отверстий (фиг. 2, 3, 6). Заслонка 6 в зоне ее цилиндрического участка 11 и вал 7 защищены втулкой 21 из эрозионностойкого прессматериала, которая перекрывает зону соединения заслонки 6 с валом 7. Между цилиндрическим участком 11 заслонки 6 и приливом 12, на котором выполнены расходные отверстия 20 заслонки 6, выполнен соосный с валом 7 дополнительный цилиндрический участок 22, диаметр которого меньше диаметра цилиндрического участка 11 заслонки 6 в месте установки штифтов 13. Диаметр меньшей цилиндрической поверхности 18, которая образует регулируемое расходное отверстие 20 заслонки 6, равен диаметру дополнительного цилиндрического участка 22. На цилиндрическом участке 11 заслонки 6 выполнен кольцевой выступ 23, соосный с осью вала 7 (фиг. 4), а во втулке 21 из эрозионностойкого прессматериала выполнена кольцевая полость 24, соосная с осью вала 7 (фиг. 1, 4), в которую установлено с осевым люфтом торцовое уплотнение, состоящее из четного количества графитовых колец, причем графитовое кольцо 25, расположенное ближе к цилиндрическому выступу 23 заслонки 6, контактирует с цилиндрическим участком 11 заслонки 6 и установлено с кольцевым зазором по отношению к кольцевой полости 24 втулки 21 из эрозионностойкого прессматериала, следующее за ним графитовое кольцо 26 контактирует с цилиндрической поверхностью кольцевой полости 24 втулки 21 и установлено с кольцевым зазором по отношению к цилиндрическому участку 11 заслонки 6. Такая установка аналогична для последующих пар колец. На фиг. 1, 4 показана конструкция торцового уплотнения, состоящего, например, из четырех графитовых колец. Первое и третье графитовое кольца 25, также как второе и четвертое 26, выполнены одинаковыми между собой. Выходной конец вала 7 снабжен уплотнительными кольцами 27. Заслонка 6 и седло 4, как вариант, могут быть выполнены из антифрикционного материала типа графита или пироуглерода для уменьшения массы изделия.The hot gas flow regulator (Fig. 1) consists of a housing 1, which contains inlet 2 and outlet 3 nozzles, a saddle 4 with adjustable flow holes 5 installed in the outlet nozzle 3, flaps 6, kinematically connected to the shaft 7. End face 8 of the saddle 4 facing the shutter 6 is flat, and the flat end 9 of the shutter 6 is located with a uniform gap "δ" in relation to the flat end 8 of the seat 4. The shaft 7 is installed in rolling bearings 10 and is kinematically connected to the shutter 6, which is made in the form of a cylindrical section 11, passing into the tide 12. The flap 6 is made with a blind hole into which the shaft 7 enters and is connected to the shaft 7 by means of two pins 13 located in mutually perpendicular planes. On the flat end 8 of the saddle 4, a spherical recess 14 is made, coaxial to the axis of the shaft 7, and a spherical projection 15 is made on the flat end 9 of the damper 6, while the radius of the sphere of the recess 14 of the saddle 4 exceeds the radius of the sphere of the projection 15 of the damper 6. The housing 1 is protected from the inside with parts 16 made of erosion-resistant press material (for example, carbon fiber reinforced plastic). Between the outer surface of the shaft 7 and the blind hole of the damper 6 is a heat-shielding coating 17. The lug 12 of the damper 6 and the seat 4 in the area of the flat end are also made in the form of a cylinder coaxial with the shaft 7. The adjustable area of the seat 4 (Fig. 2) is made in the form of identical flow holes 5, evenly spaced and made in the form of a ring sector, bounded by two cylindrical surfaces 18 and 19, the centers of which are located on the axis of the shaft 7. On the tide 12 of the shutter 6, flow holes 20 are made (Figs. 3, 6) identical with the flow holes 5 seat 4. The maximum opening angle "α 1 " of the flow holes of the seat 4 and the valve 6 is 360 ° / 2n, where n is the number of flow holes (Figs. 2, 3, 6). The shutter 6 in the area of its cylindrical section 11 and the shaft 7 are protected by a sleeve 21 made of erosion-resistant press material, which overlaps the connection zone of the shutter 6 with the shaft 7. Between the cylindrical section 11 of the shutter 6 and the tide 12, on which the flow holes 20 of the shutter 6 are made, it is made coaxial with shaft 7 an additional cylindrical section 22, the diameter of which is less than the diameter of the cylindrical section 11 of the shutter 6 at the location of the pins 13. The diameter of the smaller cylindrical surface 18, which forms an adjustable flow opening 20 of the shutter 6, is equal to the diameter of the additional cylindrical section 22. On the cylindrical section 11 of the shutter 6 an annular protrusion 23 is made, coaxial with the axis of the shaft 7 (Fig. 4), and in the sleeve 21 of erosion-resistant press material, an annular cavity 24 is made, coaxial with the axis of the shaft 7 (Fig. 1, 4), in which an end seal is installed with axial play, consisting of an even number of graphite rings, and the graphite ring 25 located b closer to the cylindrical protrusion 23 of the shutter 6, contacts the cylindrical section 11 of the shutter 6 and is installed with an annular gap in relation to the annular cavity 24 of the sleeve 21 made of erosion-resistant press material, the next graphite ring 26 contacts the cylindrical surface of the annular cavity 24 of the sleeve 21 and is installed with an annular gap with respect to the cylindrical section 11 of the shutter 6. This setting is similar for the subsequent pairs of rings. FIG. 1, 4 show the design of a mechanical seal, consisting, for example, of four graphite rings. The first and third graphite rings 25, as well as the second and fourth 26, are made identical to each other. The output end of the shaft 7 is equipped with O-rings 27. The damper 6 and the seat 4, as an option, can be made of an antifriction material such as graphite or pyrocarbon to reduce the weight of the product.

На фиг. 3, 5 изображена кромка 28 боковой поверхности 29 расходного отверстия 20 заслонки 6 в поперечном сечении. Кромка 28 выполнена профилированной: часть, ближайшая к седлу 4 выполнена в виде прямолинейного участка, а часть, расположенная дальше, выполнена в виде наклонного участка в сторону от расходного отверстия 5 седла 4 под углом «α». Минимальная толщина «h» кромки 28 определяется из условия отсутствия ее сквозного уноса под воздействием температуры и давления горячего газа. Результаты расчетов показывают, что чем больше величина угла «α», тем меньше значение газодинамического шарнирного момента. Однако, с увеличением угла «α» снижается прочность заслонки. Оптимальное значение угла «α» равно 30°…45°.FIG. 3, 5 shows the edge 28 of the side surface 29 of the flow hole 20 of the shutter 6 in cross-section. The edge 28 is profiled: the part closest to the saddle 4 is made in the form of a rectilinear section, and the part located farther is made in the form of an inclined section away from the outlet opening 5 of the saddle 4 at an angle "α". The minimum thickness "h" of the edge 28 is determined from the condition that it is not carried through by the temperature and pressure of the hot gas. The calculation results show that the greater the value of the angle "α", the lower the value of the gas-dynamic hinge moment. However, as the angle "α" increases, the strength of the damper decreases. The optimum value of the angle "α" is 30 ° ... 45 °.

Возможно выполнение угла «α» переменным, при этом угол «α» плавно изменятся от 0° в сторону от оси вращения вала 7 (фиг. 6). Такое исполнение позволяет увеличить прочность заслонки 6 в месте соединения прилива 12 с дополнительным цилиндрическим участком 22. Поэтому возможно выполнять угол «α» переменным, в сторону его увеличения от оси вращения вала 7. При выполнении угла «α» переменным его можно увеличить до 70°.It is possible to make the angle "α" variable, while the angle "α" will smoothly change from 0 ° away from the axis of rotation of the shaft 7 (Fig. 6). This design makes it possible to increase the strength of the damper 6 at the junction of the tide 12 with the additional cylindrical section 22. Therefore, it is possible to make the angle "α" variable, in the direction of its increase from the axis of rotation of the shaft 7. When making the angle "α" variable, it can be increased to 70 ° ...

Зазор «δ» определяется из условия допустимого уровня площади утечек при закрытых расходных отверстий 5 седла 4 и рассчитывается по формуле:The clearance "δ" is determined from the condition of the permissible level of the leakage area with closed flow holes 5 of the seat 4 and is calculated by the formula:

δ=Fут./Р, гдеδ = F ut. / P, where

Fут. - допустимый уровень площади утечек (мм2),F ut. - permissible level of leakage area (mm 2 ),

Р - суммарный периметр расходных отверстий седла (мм).P is the total perimeter of the saddle flow holes (mm).

Чем меньше величина зазора «δ», тем меньше непроизводительные потери рабочего тела. С учетом допусков на изготовление величина зазора «δ» выбирается обычно 0,3…0,5 мм.The smaller the gap "δ", the less unproductive losses of the working fluid. Taking into account manufacturing tolerances, the size of the gap "δ" is usually chosen 0.3 ... 0.5 mm.

Регулятор расхода горячего газа работает следующим образом.The hot gas flow regulator works as follows.

При поступлении в регулятор горячего газа от системы управления подается сигнал на поворот вала 7 и, поскольку он кинематически соединен с заслонкой 6 при помощи штифтов 13, заслонка 6 также поворачивается, открывая регулируемые расходные отверстия 5 седла 4, и газ истекает из выходного патрубка 3, обеспечивая необходимый расход. Расположение штифтов 13 во взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет максимально уменьшить торцевой зазор между плоскими поверхностями седла 4 и заслонки 6 за счет увеличения сопротивления изгибу.When hot gas enters the regulator from the control system, a signal is given to turn the shaft 7 and, since it is kinematically connected to the damper 6 by means of pins 13, the damper 6 also rotates, opening the adjustable flow holes 5 of the seat 4, and gas flows out of the outlet pipe 3, providing the necessary expense. The arrangement of the pins 13 in mutually perpendicular planes makes it possible to maximally reduce the end clearance between the flat surfaces of the seat 4 and the valve 6 by increasing the resistance to bending.

Изменение открытой площади расходных отверстий 5 седла 4 в зависимости от угла поворота вала 7 происходит линейно, благодаря тому что, расходные отверстия 5 седла 4 и расходные отверстия 20 заслонки 6 выполнены одинаковыми в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями. Линейное изменение площади упрощает систему управления.The change in the open area of the flow holes 5 of the seat 4, depending on the angle of rotation of the shaft 7, occurs linearly, due to the fact that the flow holes 5 of the seat 4 and the flow holes 20 of the valve 6 are made identical in the form of a ring sector bounded by two cylindrical surfaces. Linear area change simplifies the control system.

Выполнение дополнительного цилиндрического участка 22, диаметр которого меньше наружного диаметра заслонки 6 в месте установки штифтов 13, и выполнение меньшей цилиндрической поверхности, которая образует регулируемое расходное отверстие 20 заслонки 6, равной диаметру дополнительного цилиндрического участка 22, обеспечивает уменьшение величины газодинамической составляющей шарнирного момента и габаритов регулятора расхода горячего газа, а также приводит к снижению массы.The implementation of an additional cylindrical section 22, the diameter of which is less than the outer diameter of the shutter 6 at the location of the pins 13, and the implementation of a smaller cylindrical surface, which forms an adjustable flow hole 20 of the shutter 6, equal to the diameter of the additional cylindrical section 22, provides a decrease in the value of the gas-dynamic component of the hinge moment and dimensions hot gas flow regulator, and also leads to a decrease in weight.

Возможность изменения числа расходных отверстий седла 4 и заслонки 6 при той же суммарной площади отверстий и скорости вращения вала 7 позволяет изменять быстродействие регулятора расхода газа при меньшем угле поворота.The possibility of changing the number of flow holes of the seat 4 and the damper 6 with the same total area of the holes and the speed of rotation of the shaft 7 allows you to change the speed of the gas flow regulator at a lower angle of rotation.

Выполнение на плоском торце 8 седла 4 выемки 14 сферической формы, соосной оси вала 7, а на плоском торце 9 заслонки 6 сферического выступа 15, также соосного оси вала 7 и установленного с равномерным боковым зазором в выемку 14 седла 4, обеспечивает касание заслонки 6 и седла 4 в точке, что обеспечивает уменьшение величины шарнирного момента трения в паре заслонка - седло, а также при использовании графитовых материалов для изготовления последних уменьшает износ выемки 14 и выступа 15.Performing on the flat end 8 of the saddle 4 a recess 14 of a spherical shape, coaxial to the axis of the shaft 7, and on the flat end 9 of the shutter 6 of a spherical protrusion 15, also coaxial to the axis of the shaft 7 and installed with a uniform lateral clearance in the groove 14 of the saddle 4, provides a touch of the shutter 6 and seat 4 at a point, which ensures a decrease in the value of the hinge frictional moment in the valve-seat pair, and also, when using graphite materials for the manufacture of the latter, reduces the wear of the groove 14 and the projection 15.

Выполнение кромок 28 боковых поверхностей 29 каждого расходного отверстия 20 заслонки 6 в поперечном сечении профилированными (в форме ломаной линии или ступенчатой форме, а также в виде криволинейной поверхности) позволяет оптимизировать распределение давления на ней и тем самым снизить газодинамическую составляющую шарнирного момента.Making the edges 28 of the side surfaces 29 of each flow hole 20 of the shutter 6 profiled in cross-section (in the form of a broken line or a stepped shape, as well as in the form of a curved surface) allows you to optimize the pressure distribution on it and thereby reduce the gas-dynamic component of the hinge moment.

Таким образом, исходя из вышеизложенного, обеспечивается повышение надежности работы регулятора расхода горячего газа за счет уменьшения величин составляющих шарнирного момента в паре заслонка-седло, увеличение быстродействия регулятора расхода горячего газа, при сохранении его линейной расходной характеристики и уменьшения его массы.Thus, based on the foregoing, an increase in the reliability of the hot gas flow controller is provided by reducing the values of the components of the hinge moment in the valve-saddle pair, increasing the speed of the hot gas flow controller, while maintaining its linear flow characteristic and reducing its mass.

Claims (7)

1. Регулятор расхода горячего газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, седло с равномерно расположенными расходными отверстиями, установленное в выходной патрубок, кинематически связанные заслонку и вал, заслонка выполнена с глухим отверстием, в которое заходит вал, и в месте своего соединения с валом выполнена с цилиндрическим участком, переходящим в прилив, на котором выполнены расходные отверстия в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центры которых находятся на оси вала, при этом расходные отверстия заслонки выполнены одинаковыми с расходными отверстиями седла, торец седла, обращенный к заслонке, выполнен плоским также как смежный с ним торец заслонки, вал установлен в подшипники, отличающийся тем, что кромки боковой поверхности каждого расходного отверстия заслонки в поперечном сечении выполнены профилированными: часть, ближайшая к седлу, выполнена в виде прямолинейного участка, а часть, расположенная дальше, выполнена в виде наклонного участка в сторону от расходного отверстия седла под углом, равным 30…45°, на плоском торце седла выполнена выемка сферической формы, соосная оси вала, а на плоском торце заслонки выполнен сферический выступ, соосный оси вала, при этом величина радиуса сферы выемки седла превышает величину радиуса сферы выступа заслонки, а между плоскими поверхностями седла и заслонки, обращенными друг к другу, выполнен равномерный зазор.1. A hot gas flow regulator containing a body with inlet and outlet nozzles, a saddle with evenly spaced flow holes installed in the outlet nozzle, kinematically connected damper and shaft, the damper is made with a blind hole into which the shaft enters, and at the point of its connection with the shaft is made with a cylindrical section, turning into the tide, on which the flow holes are made in the form of a ring sector, bounded by two cylindrical surfaces, the centers of which are on the shaft axis, while the flow holes of the damper are made identical with the flow holes of the saddle, the end of the saddle facing the damper , is made flat as well as the adjacent end of the damper, the shaft is installed in bearings, characterized in that the edges of the lateral surface of each flow hole of the damper in the cross section are profiled: the part closest to the saddle is made in the form of a straight section, and the part located further , made in the form of nak of the pubic section away from the flow hole of the saddle at an angle of 30 ... 45 °, a spherical recess is made on the flat end of the saddle, coaxial to the shaft axis, and a spherical protrusion is made on the flat end of the damper, coaxial to the shaft axis, while the radius of the sphere of the recess of the saddle exceeds the value of the radius of the sphere of the projection of the damper, and a uniform gap is made between the flat surfaces of the seat and the damper, facing each other. 2. Регулятор расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что корпус защищен изнутри деталями из эрозионностойкого пресс-материала, между наружной поверхностью вала и глухим отверстием заслонки расположено теплозащитное покрытие.2. The hot gas flow regulator according to claim 1, characterized in that the body is protected from the inside by parts made of erosion-resistant press material, a heat-shielding coating is located between the outer surface of the shaft and the blind hole of the damper. 3. Регулятор расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что кинематическое соединение заслонки с валом выполнено при помощи двух штифтов, оси которых перпендикулярны оси вала и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.3. The hot gas flow regulator according to claim 1, characterized in that the kinematic connection of the damper with the shaft is made using two pins, the axes of which are perpendicular to the axis of the shaft and are located in mutually perpendicular planes. 4. Регулятор расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что заслонка в зоне ее соединения с валом и вал защищены втулкой из эрозионностойкого пресс-материала, между цилиндрическим участком заслонки и приливом, на котором выполнены расходные отверстия заслонки, выполнен дополнительный соосный с валом цилиндрический участок, диаметр которого меньше наружного диаметра заслонки в месте установки штифтов, а диаметр меньшей цилиндрической поверхности, которая образует регулируемое расходное отверстие заслонки, равен диаметру дополнительного цилиндрического участка.4. The hot gas flow regulator according to claim 1, characterized in that the damper in the area of its connection with the shaft and the shaft are protected by a sleeve made of erosion-resistant press material, between the cylindrical section of the damper and the tide, on which the damper flow holes are made, an additional coaxial with the shaft is a cylindrical section, the diameter of which is less than the outer diameter of the damper at the location of the pins, and the diameter of the smaller cylindrical surface that forms the adjustable flow opening of the damper is equal to the diameter of the additional cylindrical section. 5. Регулятор расхода горячего газа по п. 4, отличающийся тем, что на цилиндрическом участке заслонки, ближайшем к дополнительному цилиндрическуму участку, выполнен кольцевой выступ, а во втулке из эрозионностойкого пресс-материала выполнена цилиндрическая кольцевая полость, в которую установлено торцовое уплотнение, состоящее из четного количества графитовых колец, при этом первое графитовое кольцо, расположенное за кольцевым выступом заслонки, контактирует с наружной поверхностью вала и установлено по отношению к внутренней поверхности цилиндрической полости с равномерным кольцевым зазором, следующее за ним второе графитовое кольцо контактирует с внутренней поверхностью цилиндрической полости и установлено по отношению к наружной поверхности вала с равномерным кольцевым зазором и аналогично для последующих пар колец.5. The hot gas flow regulator according to claim 4, characterized in that an annular protrusion is made on the cylindrical section of the damper closest to the additional cylindrical section, and a cylindrical annular cavity is made in the sleeve of erosion-resistant press material, in which an end seal is installed, consisting of of an even number of graphite rings, while the first graphite ring, located behind the annular protrusion of the shutter, contacts the outer surface of the shaft and is installed in relation to the inner surface of the cylindrical cavity with a uniform annular gap, the next second graphite ring contacts the inner surface of the cylindrical cavity and installed in relation to the outer surface of the shaft with a uniform annular gap and similarly for subsequent pairs of rings. 6. Регулятор расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что угол наклона кромки боковой поверхности в сторону расходного отверстия седла каждого расходного отверстия заслонки плавно изменяется от 0° до 70° в сторону от оси вала.6. The hot gas flow regulator according to claim 1, characterized in that the angle of inclination of the edge of the side surface towards the flow hole of the seat of each flow hole of the damper smoothly varies from 0 ° to 70 ° away from the shaft axis. 7. Регулятор расхода горячего газа по п. 1, отличающийся тем, что заслонка и седло выполнены из материала типа графита или пироуглерода.7. The hot gas flow regulator according to claim 1, characterized in that the valve and the seat are made of a material such as graphite or pyrocarbon.
RU2019138664A 2019-11-28 2019-11-28 Hot gas flow controller RU2746682C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138664A RU2746682C1 (en) 2019-11-28 2019-11-28 Hot gas flow controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138664A RU2746682C1 (en) 2019-11-28 2019-11-28 Hot gas flow controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2746682C1 true RU2746682C1 (en) 2021-04-19

Family

ID=75521100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019138664A RU2746682C1 (en) 2019-11-28 2019-11-28 Hot gas flow controller

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746682C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811730C1 (en) * 2022-11-28 2024-01-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method for determining values of hinge moment components and bench flow regulator to provide it

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3509973A1 (en) * 1985-03-20 1986-09-25 Ideal-Standard Gmbh, 5300 Bonn 2-WAY AND SHUT-OFF VALVE
US5063954A (en) * 1989-10-04 1991-11-12 Automatic Control Components Multiple orifice valve with reduced operator torque
RU2285184C1 (en) * 2005-03-28 2006-10-10 Дмитрий Николаевич Веремеев Control disk valve with balancing device
RU2338107C1 (en) * 2007-02-20 2008-11-10 Александр Павлович Андреев Control valve
RU2372541C1 (en) * 2008-03-04 2009-11-10 Владимир Андреевич Яровой Multipurpose disck valve
RU2457382C1 (en) * 2010-11-26 2012-07-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate regulator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3509973A1 (en) * 1985-03-20 1986-09-25 Ideal-Standard Gmbh, 5300 Bonn 2-WAY AND SHUT-OFF VALVE
US5063954A (en) * 1989-10-04 1991-11-12 Automatic Control Components Multiple orifice valve with reduced operator torque
RU2285184C1 (en) * 2005-03-28 2006-10-10 Дмитрий Николаевич Веремеев Control disk valve with balancing device
RU2338107C1 (en) * 2007-02-20 2008-11-10 Александр Павлович Андреев Control valve
RU2372541C1 (en) * 2008-03-04 2009-11-10 Владимир Андреевич Яровой Multipurpose disck valve
RU2457382C1 (en) * 2010-11-26 2012-07-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") Hot gas flow rate regulator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811730C1 (en) * 2022-11-28 2024-01-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method for determining values of hinge moment components and bench flow regulator to provide it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6981691B2 (en) Dual segment ball valve
RU2422709C1 (en) Control valve for hot gas flow rate
US20180238459A1 (en) Check Valve
US20140203201A1 (en) Butterfly valves having multiple seals
US20200284357A1 (en) Eccentric rotary valve
RU2746682C1 (en) Hot gas flow controller
JP6909369B2 (en) Balanced double-seat ball valve with flexible plug
CN207406864U (en) Flow quantity self-adjusting section control valve based on pressure
RU2699154C1 (en) Gas flow regulator
US20050121639A1 (en) Apparatus for Controlling a Fluid Discharge
RU2663442C1 (en) Hot gas flow rate control valve
EP1604134A1 (en) Anti-scaling control element for a rotary control valve
RU2684696C1 (en) Hot gas flow rate control valve
CA2828108C (en) Valve apparatus having a double-offset shaft connection
RU2634462C2 (en) Hot gas flow rate controller
RU2669885C1 (en) Gas flow rate controller
GB2067267A (en) Pressure-balanced plug valve
CN219774828U (en) Four-eccentric bidirectional hard sealing butterfly valve with online sealing property adjustment
RU93921U1 (en) DEVICE FOR REGULATING LIQUID OR GAS FUEL CONSUMPTION
WO2023160709A1 (en) Flow adjustment assembly and electronic expansion valve
RU2743507C1 (en) Hot gas flow control valve and the assembly method
RU204254U1 (en) Axial shut-off and control valves
CN219774835U (en) Self-balancing steam speed regulating valve
RU2651119C1 (en) Hot gas flow control valve
RU197411U1 (en) CORNER THROTTLE DEVICE