RU2781030C1

RU2781030C1 - Shut-off valve

Info

Publication number: RU2781030C1
Application number: RU2021132072A
Authority: RU
Inventors: Михаил Николаевич Воскресенский; Сергей Иванович Копытин
Original assignee: Публичное акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" (ПАО "ОАК")
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2022-10-04

Abstract

FIELD: aviation technology.

SUBSTANCE: present invention relates to aviation technology, namely to shut-off valves regulating the depletion of fuel from the tanks of aircraft. The shut-off valve contains a housing, a working cavity is located in the upper part of the housing, the main working channel is located in the lower part of the housing, an inlet command pressure fitting and a drain fitting are made in the lower part of the housing. A hollow cylindrical piston is installed on the upper outer part of the valve body, a spring-loaded valve with a stem and a plate is located in the working cavity. The spring-loaded working valve is connected with a hollow cylindrical piston by its stem and is made with the possibility of adjusting the spring force. A sealing element with a gasket is installed between the housing of the shut-off valve and the inner surface of the hollow cylindrical piston in its upper part, and at least four metal balls are installed in the lower part of the hollow cylindrical piston between its inner surface and the housing of the shut-off valve.

EFFECT: invention makes it possible to prevent the piston from jamming on the valve housing and to increase the reliability of the fuel system of the aircraft.

3 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к авиационной технике, а именно к отсечным клапанам, регулирующим выработку топлива из баков летательных аппаратов.The present invention relates to aircraft engineering, namely to shut-off valves that regulate the production of fuel from aircraft tanks.

На существующих летательных аппаратах порядок выработки топлива из баков осуществляется, как правило, при помощи струйных датчиков уровня топлива вместо применявшихся ранее поплавковых клапанов. Поскольку струйные датчики уровня при выработке топлива давление за собой повышают, а поплавковые клапаны понижают, появилась необходимость создания клапана, который управляется командным давлением, поступающим со струйного датчика.On existing aircraft, the procedure for the production of fuel from tanks is carried out, as a rule, with the help of jet fuel level sensors instead of the previously used float valves. Since the jet level sensors increase the pressure behind them during the development of fuel, and the float valves lower it, it became necessary to create a valve that is controlled by the command pressure coming from the jet sensor.

Из уровня техники известен отсечной клапан (патент RU №166610, опубл. 10.12.2016 г.). Недостатком указанного технического решения является то, что внутренние его элементы образуют с корпусом пару трения металл-металл, что при попадании посторонних частиц в указанную пару трения может привести к заклиниванию клапана и привести к нарушениям работы всей топливной системы.A shut-off valve is known from the prior art (patent RU No. 166610, publ. 10.12.2016). The disadvantage of this technical solution is that its internal elements form a metal-to-metal friction pair with the housing, which, if foreign particles enter the specified friction pair, can lead to valve jamming and lead to disruption of the entire fuel system.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка. Техническим результатом предлагаемого отсечного клапана является предотвращение его заклинивания и повышение надежности топливной системы летательного аппарата.The objective of the present invention is to eliminate this disadvantage. The technical result of the proposed shut-off valve is to prevent its jamming and increase the reliability of the fuel system of the aircraft.

Заявленный технический результат достигается отсечным клапаном, содержащим корпус, в верхней части корпуса расположена рабочая полость, в нижней части корпуса расположен основной рабочий канал, выполненные на нижней части корпуса штуцер входного командного давления и штуцер слива, соединенные своими каналами с рабочей полостью, на верхней наружной части корпуса клапана установлен полый цилиндрический поршень, в рабочей полости расположен подпружиненный клапан, имеющий шток и тарелку, при этом подпружиненный рабочий клапан своим штоком соединен с полым цилиндрическим поршнем и выполнен с возможностью регулировки усилия пружины, тарелка рабочего клапана выполнена с возможностью перекрытия канала от штуцера командного давления и канала от штуцер слива, между корпусом отсечного клапана и внутренней поверхностью полого цилиндрического поршня в верхней его части установлен уплотнительный элемент с манжетой, а в нижней части полого цилиндрического поршня между его внутренней поверхностью корпусом отсечного клапана установлены по меньшей мере четыре металлических шарика.The claimed technical result is achieved by a shut-off valve containing a body, in the upper part of the body there is a working cavity, in the lower part of the body there is a main working channel, an inlet command pressure fitting and a drain fitting made on the lower part of the body, connected by their channels to the working cavity, on the upper outer part of the valve body, a hollow cylindrical piston is installed, a spring-loaded valve is located in the working cavity, having a stem and a plate, while the spring-loaded working valve is connected with its stem to the hollow cylindrical piston and is configured to adjust the spring force, the operating valve disc is configured to block the channel from the fitting command pressure and channel from the drain fitting, between the shut-off valve body and the inner surface of the hollow cylindrical piston in its upper part there is a sealing element with a cuff, and in the lower part of the hollow cylindrical piston between its inner surface at least four metal balls are installed at the cut-off valve mustache.

Штуцер подвода командного давления и штуцер слива выполнены с возможностью вращения вокруг своей оси.Command pressure supply fitting and drain fitting are rotatable around their axis.

Выполнение рабочего клапана с возможностью регулировки усилия пружины позволяет установить необходимое усилие в зависимости от величины командного давления топливной системы.The implementation of the working valve with the ability to adjust the force of the spring allows you to set the required force depending on the magnitude of the command pressure of the fuel system.

Наличие между корпусом отсечного клапана и полым цилиндрическим поршнем в верхней его части уплотнительного элемента, закрытого с внешней стороны манжетой, выполненной например из фторопласта, позволяет создать пару трения манжета-поршень с низким коэффициентом трения, а наличие между корпусом отсечного клапана и полым цилиндрическим поршнем в нижней его части по меньшей мере четырех металлических шариков позволяет создать пару качения вместо пары трения, что в совокупности повышает надежность клапана и снижает риск его заклинивания.The presence between the shut-off valve body and the hollow cylindrical piston in its upper part of the sealing element, closed on the outside by a cuff made, for example, of fluoroplastic, allows you to create a cuff-piston friction pair with a low friction coefficient, and the presence between the shut-off valve body and the hollow cylindrical piston in the lower part of at least four metal balls allows you to create a rolling pair instead of a friction pair, which together increases the reliability of the valve and reduces the risk of jamming.

Выполнение штуцера подвода командного давления и штуцера слива с возможностью вращения вокруг своей оси позволяет упростить монтаж подходящих к ним трубопроводов на летательном аппарате.The execution of the command pressure supply fitting and the drain fitting with the possibility of rotation around its axis makes it possible to simplify the installation of pipelines suitable for them on the aircraft.

Сущность изобретения поясняется фигурой 1, содержащей общий вид с разрезом корпуса отсечного клапана.The essence of the invention is illustrated by figure 1, which contains a general view with a section of the shut-off valve body.

Отсечной клапан состоит из цилиндрического корпуса 1 с расположенной в его верхней части рабочей полостью 2, а в нижней его части выполнен рабочий канал 3. На корпусе 1 в нижней его части выполнен штуцер 4 подвода командного давления и штуцер 5 слива, сообщенные с рабочей полостью 2 каналами 6 и 7 соответственно. На верхней наружной части корпуса 1 установлен полый цилиндрический поршень 8. В верхней части полого цилиндрического поршня 8 соосно отсечному клапану установлена втулка 9, в которую на резьбовом соединении установлен шток 10 подпружиненного тарельчатого клапана. На нижнем конце штока 10 установлена тарелка 11 с возможностью перекрытия канала 6 штуцера 4 подвода командного давления и канала 7 штуцера 5 слива.The shut-off valve consists of a cylindrical body 1 with a working cavity 2 located in its upper part, and a working channel 3 is made in its lower part. On the body 1, in its lower part, there is a fitting 4 for supplying command pressure and a fitting 5 for draining, communicated with the working cavity 2 channels 6 and 7, respectively. A hollow cylindrical piston 8 is installed on the upper outer part of the housing 1. In the upper part of the hollow cylindrical piston 8, a bushing 9 is installed coaxially with the shut-off valve, in which the stem 10 of a spring-loaded poppet valve is installed on a threaded connection. At the lower end of the rod 10 there is a plate 11 with the possibility of blocking the channel 6 of the fitting 4 for supplying command pressure and the channel 7 of the fitting 5 of the drain.

На верхней части корпуса 1 установлена гайка 12, соединенная с корпусом при помощи резьбового соединения. Между гайкой 12 и тарелкой 11 установлена пружина 13. На верхнем торце штока 10 выполнен паз для возможности вращения штока 10 по резьбе.A nut 12 is installed on the upper part of the body 1, connected to the body by means of a threaded connection. A spring 13 is installed between the nut 12 and the plate 11. A groove is made on the upper end of the rod 10 for the possibility of rotation of the rod 10 along the thread.

В верхней части полого цилиндрического поршня 8 между его стенкой и стенкой корпуса 1 установлен уплотнительный кольцевой элемент 14, выполненный например из резины. Снаружи уплотнительный кольцевой элемент 14 закрыт манжетой 15, выполненной например из фторопласта, и создающей пару трения фторопласт-металл. В нижней части полого цилиндрического поршня 8 между его стенкой и стенкой корпуса 1 установлены по меньшей мере четыре металлических шарика 16, создающие пару качения.In the upper part of the hollow cylindrical piston 8 between its wall and the wall of the housing 1 has a sealing annular element 14, made for example of rubber. From the outside, the sealing annular element 14 is closed by a cuff 15 made, for example, of PTFE, and creating a PTFE-metal friction pair. In the lower part of the hollow cylindrical piston 8, between its wall and the wall of the housing 1, at least four metal balls 16 are installed, which create a rolling pair.

Гайка 12 фиксируется контровочным винтом 17. Между гайкой и проходящей через нее втулкой 9 выполнен зазор для выравнивания давления в рабочей полости 2 и в полости, образующейся между полым цилиндрическим поршнем 8 и гайкой 9 при открытии подпружиненного тарельчатого клапана.The nut 12 is fixed with a locking screw 17. A gap is made between the nut and the sleeve 9 passing through it to equalize the pressure in the working cavity 2 and in the cavity formed between the hollow cylindrical piston 8 and the nut 9 when the spring-loaded poppet valve is opened.

Цилиндрический поршень 8 установлен на наружной части корпуса 1 с зазором, образующим проходную полость 18, соединенную с рабочим каналом 3 по меньшей мере тремя проходными каналами (не показаны, схематическое расположение дренажных каналов обозначено стрелками). На нижнем торце корпуса полого цилиндрического поршня 8 выполнена острая кромка (не показана), а в месте ее примыкания к наружной части корпуса 1 отсечного клапана выполнена кольцевая цилиндрическая расточка (не показано), в которую установлен кольцевой уплотнительный элемент 19, взаимодействующий с указанной острой кромкой, и выполненный например из резины.The cylindrical piston 8 is mounted on the outer part of the body 1 with a gap forming a passage cavity 18 connected to the working channel 3 by at least three passage channels (not shown, the schematic arrangement of the drainage channels is indicated by arrows). A sharp edge (not shown) is made on the lower end of the body of the hollow cylindrical piston 8, and at the place of its adjunction to the outer part of the body 1 of the shut-off valve, an annular cylindrical bore is made (not shown), in which an annular sealing element 19 is installed, interacting with the specified sharp edge , and made, for example, of rubber.

Штуцер 4 подвода командного давления и штуцер 5 слива выполнены с возможностью вращения вокруг своих осей для удобства монтажа трубопроводов на объекте.The fitting 4 for supplying command pressure and the fitting 5 for draining are made rotatable around their axes for ease of installation of pipelines at the facility.

При подаче командного давления в штуцер 4 топливо поступает по каналу 6 к тарелке 11 и при достижении заданного давления далее в рабочую полость 2. Тарелка 11 через шток 10 и втулку 9 двигает полый цилиндрический поршень 8 на заданных ход, который устанавливается регулировкой усилия пружины 13 посредством вращения штока 10 в нужном направлении с последующим его стопорением. При движении полого цилиндрического поршня 8 вверх, острая кромка на нижнем его торце перестает взаимодействовать с кольцевым уплотнительным элементом 19, вследствие чего между торцом полого цилиндрического поршня 8 и корпусом 1 образуется зазор. Через образовавшийся зазор топливо, проходя по рабочему каналу 3, проходным каналам и проходной полости 18, попадает в трубопровод топливной магистрали. Командное топливо из рабочей полости 2 по каналу 7 попадает на штуцер 5 слива и далее возвращается в топливную систему.When a command pressure is applied to the fitting 4, the fuel flows through channel 6 to the plate 11 and, when the predetermined pressure is reached, further into the working cavity 2. The plate 11 through the rod 10 and the sleeve 9 moves the hollow cylindrical piston 8 to the specified stroke, which is set by adjusting the force of the spring 13 by means of rotation of the rod 10 in the desired direction with its subsequent locking. When the hollow cylindrical piston 8 moves upward, the sharp edge on its lower end ceases to interact with the annular sealing element 19, as a result of which a gap is formed between the end of the hollow cylindrical piston 8 and the housing 1. Through the resulting gap, the fuel, passing through the working channel 3, the passage channels and the passage cavity 18, enters the fuel line pipeline. The command fuel from the working cavity 2 through the channel 7 enters the drain fitting 5 and then returns to the fuel system.

При падении командного давления на штуцере 4 пружина 13 воздействует на тарелку 11, которая перекрывает каналы 6 и 7. Одновременно с этим тарелка 11 через шток 10 опускает полый цилиндрический поршень к корпусу 1, вследствие чего острая кромка на нижнем его торце взаимодействует с кольцевым уплотнительным элементом 19, перекрывая таким образом зазор между корпусом 1 и торцом полого цилиндрического поршня 8 и прекращая поступление топлива из проходной полости 18 и рабочего канала 3 соответственно.When the command pressure on the fitting 4 drops, the spring 13 acts on the plate 11, which blocks the channels 6 and 7. At the same time, the plate 11 through the rod 10 lowers the hollow cylindrical piston to the body 1, as a result of which the sharp edge on its lower end interacts with the annular sealing element 19, thus closing the gap between the housing 1 and the end face of the hollow cylindrical piston 8 and stopping the flow of fuel from the passage cavity 18 and the working channel 3, respectively.

Claims

1. Shut-off valve, characterized in that it contains a body, in the upper part of the body there is a working cavity, in the lower part of the body there is a main working channel, an inlet command pressure fitting and a drain fitting made on the lower part of the body, connected by their channels to the working cavity, on a hollow cylindrical piston is installed in the upper outer part of the valve body, a spring-loaded valve is located in the working cavity, having a stem and a disc, while the spring-loaded working valve is connected with its stem to the hollow cylindrical piston and is configured to adjust the spring force, the working valve disc is configured to block the channel from the command pressure fitting and the channel from the drain fitting, between the shut-off valve body and the inner surface of the hollow cylindrical piston, a sealing element with a cuff is installed in its upper part, and in the lower part of the hollow cylindrical piston between its inner surface and the shut-off valve housing valve is equipped with at least four metal balls.

2. Shut-off valve according to claim 1, characterized in that the command pressure supply fitting and the drain fitting are rotatable around their axis.

3. Shut-off valve according to claim. 1, characterized in that the cuff of the sealing element is made, in particular, of PTFE.