Узел соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа


 


Владельцы патента RU 2488731:

Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции клапанов для регулирования расхода горячего газа, работающих при высоких температурах и давлениях, и предназначено для управления летательным аппаратом по каналам крена, тангажа и рыскания. Узел соединения заслонки с седлом клапана состоит из седла с вертикальными выступами, симметричными расходному отверстию седла. В соосные отверстия выступов по свободной посадке установлены соосные цапфы заслонки, одна из которых снабжена соосным шкивом привода вращения, установленным с торцевым зазором к выступу седла. Заслонка установлена с зазором по отношению к торцевым поверхностям выступов и кольцевым зазором в зоне расходного отверстия седла. В выступах седла выполнены симметричные одинаковые вертикальные прорези. На цапфах заслонки соответственно выполнены лыски. Внутренняя поверхность сквозных цилиндрических отверстий выступов седла облицована вставкой из углеродных материалов. Вставки при помощи штифтов крепятся к выступам седла. Штифт, расположенный в выступах седла и вставках, выполнен из материала седла, а штифт, расположенный только во вставке, выполнен из материала вставки. Штифты установлены в выступы седла и вставки по свободной посадке. На заслонке в районе цапф между выступами седла выполнены цилиндрические уступы, соосные цапфам. Диаметр цилиндрических уступов и торцевые зазоры выполнены по определенным соотношениям. Изобретение направлено на повышение надежности работы клапана за счет уменьшения величины шарнирного момента. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на создание конструкций клапанов для регулирования расхода горячего газа, работающих при высоких температурах и давлениях и используемых для управления летательным аппаратом по каналам крена, тангажа и рыскания.

Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, опорный узел, образованный двумя выступами, выполненными на седле и имеющими соосные с валом сквозные отверстия, в которые установлен регулирующий элемент, контактирующий по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям с седлом, а в регулирующем элементе и седле выполнены расходные отверстия, при этом регулирующий элемент соединен через карданную муфту с валом (Патент РФ №2079023, 1997 г., кл. 6F16K 5/04).

Недостаток этой конструкции заключается в том, что наличие постоянного контакта регулирующего элемента и седла, особенно при значительных диаметрах контактирующих между собой цилиндрических поверхностей регулирующего элемента и седла, приводит к увеличению шарнирного момента, что, в свою очередь, приводит к увеличению не только требуемой мощности привода, но и усиления всех узлов кинематической цепи вал - регулирующий элемент, и, как следствие, приводит к увеличению массы изделия, что для летательных аппаратов не допустимо.

Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, состоящая из корпуса с входным и выходным патрубками, в выходной патрубок установлено седло с расходным отверстием, в котором с обеих сторон от расходного отверстия выполнены выступы с соосными сквозными цилиндрическими отверстиями, ось которых совпадает с осью цилиндрической поверхностью седла, и соосной седлу цилиндрической заслонки, которая образует совместно с расходным отверстием седла регулируемое расходное отверстие клапана, и вала, кинематически через карданную муфту соединенную с заслонкой, на которой со стороны карданной муфты выполнен узел, который заслонку соединяет с карданной муфтой, заслонка в зоне расходного отверстия седла установлена с зазором, при этом на заслонке с обеих сторон от расходного отверстия клапана выполнены цапфы, диаметр которых меньше диаметра цилиндрической поверхности заслонки в зоне расходного отверстия клапана и меньше максимального диаметра узла соединения карданной муфты и заслонки, цапфы заслонки установлены по посадке в выступы седла, в которых выполнены прорези, а на заслонке выполнены срезы, заходящие в прорези седла (Патент РФ №2422709, 2011 г., кл. F16K 5/04, F16K 5/10).

Недостаток этой конструкции заключается в том, что в месте контакта заслонки и седла за счет того, что заслонка и седло выполнены из металлических жаропрочных сплавов, обладающих значительной величиной коэффициента трения, появляется повышенный шарнирный момент, который приводит к уменьшению надежности работы клапана.

Задачей изобретения является повышение надежности работы за счет уменьшения величины шарнирного момента.

Задача достигается тем, что в узле соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа, состоящим из седла с вертикальными выступами, симметричными расходному отверстию седла, в соосные отверстия выступов по свободной посадке установлены соосные цапфы заслонки, одна из которых снабжена соосным шкивом привода вращения, установленным с торцевым зазором к выступу седла, а заслонка установлена с зазором по отношению к торцевым поверхностям выступов и кольцевым зазором в зоне расходного отверстия седла, причем в выступах седла выполнены симметричные одинаковые вертикальные прорези, на цапфах заслонки соответственно выполнены лыски, внутренняя поверхность сквозных цилиндрических отверстий выступов седла облицована вставкой из углеродных материалов, вставки при помощи штифтов крепятся к выступам седла, штифт, расположенный в выступах седла и вставках, выполнен из материала седла, а штифт, расположенный только во вставке, выполнен из материала вставки, штифты установлены в выступы седла и вставки по свободной посадке, при этом на заслонке в районе цапф между выступами седла выполнены цилиндрические уступы, соосные цапфам, причем d2>d1>d, а величина торцевого зазора между шкивом и торцом выступа седла И определяется соотношением:H>L-1, где

d - диаметр цапф заслонки,

d1 - диаметр цилиндрических уступов заслонки,

d2 - наружный диаметр вставки,

L - расстояние между уступами заслонки,

l - ширина заслонки в зоне расходного отверстия седла.

На фиг.1 изображена конструкция узла соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Узел соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа, состоит из седла 1 с расходным отверстием, в котором с обеих сторон от расходного отверстия выполнены выступы 2 с соосными сквозными цилиндрическими отверстиями 3, оси которых совпадают с осью цилиндрической поверхности 4 седла 1 в зоне его расходного отверстия. В выступах 2 седла 1 выполнены симметричные одинаковые прорези 5 (фиг.2). Заслонка 6 установлена по отношению к цилиндрической поверхности 4 седла 1 в зоне его расходного отверстия с постоянным кольцевым зазором «δ». На заслонке 6 выполнены с обеих сторон от ее цилиндрической поверхности 7, соосной цилиндрической поверхности 4 седла 1 в зоне его расходного отверстия, цапфы 8, диаметр «d», которых меньше диаметра «D» цилиндрической поверхности 7 в зоне расходного отверстия седла 1. Заслонка 6 установлена по отношению к седлу 1 с осевым люфтом. На цапфах 8 выполнены срезы 9 (фиг.2), симметричные относительно плоскости 10, проходящей через ось цапф 8. На заслонке 6 со стороны одной из ее цапф 8 выполнен соосный с цапфами шкив привода вращения 11, через который заслонка приводится во вращательное движение и диаметр которого «D1» превышает диаметр «d» цапф 8. Отверстия 3 седла 1 облицованы вставками 12 из углеродных материалов (графита, пироуглерода и т.д.), в которых выполнены симметричные одинаковые прорези 13, через которые установлена заслонка 6 в седло 1. Ширина прорезей 5 выступов 2 седла 1 не должна быть меньше ширины прорезей 13 вставок 12 (фиг.2). Каждая вставка 12 крепится к выступу 2 седла 1 при помощи штифта 14, изготовленного из того же материала, что и седло 1. Во вставки 12 в зоне контакта с цапфами 8 установлен штифт 15, изготовленный из того же материала, что и вставка 12. Штифты 14 и 15 установлены в выступы 2 седла 1 и вставки 12 по свободной посадке, потому что углеродные и жаропрочные материалы обладают повышенной хрупкостью и могут при запрессовке разрушаться.

На заслонке 6 в районе цапф 8 между выступами 2 седла 1 выполнены цилиндрические уступы 16, диаметр «d1» которых превышает диаметр «d» цапф 8 и не выходит за пределы наружного диаметра «d2» вставок 12 из углеродных материалов, таким образом обеспечивается соотношение d2>d1>d. В узле обеспечивается следующие соотношение размеров: H>L-1, где Н - величина зазора между цилиндрическим узлом, через который заслонка приводится во вращательное движение, L - расстояние между уступамиами заслонки, 1 - ширина заслонки в зоне расходного отверстия седла.

Сборка происходит следующим образом: вставки 12 устанавливаются в цилиндрические отверстия 3 выступов 2 седла 1 и крепятся при помощи штифтов 14 и 15. Затем заслонка 6 устанавливается в прорези 5 и 13 выступов 2 седла 1 и вставок 12.

При работе благодаря тому, что заслонка установлена во вставки 12, изготовленные из углеродного материала, штифт 15 также изготовлен из углеродного материала, а зазор «Н» между выступом 2 седла 1 и цилиндрическим соосным шкивом 11 больше чем разница расстояния между уступами заслонки и шириной заслонки в зоне расходного отверстия, а диаметр уступа заслонки не превышает наружный диаметр вставки, контакт заслонки происходит по углеродному материалу, обладающему наиболее низким коэффициентом трения, обеспечивается снижение величины шарнирного момента. Так, например, величина коэффициента трения жаропрочного металлического сплава по жаропрочному металлическому сплаву находится в пределах 0,4...0,5, а по углеродному материалу не превышает величины 0,2. Благодаря тому, что заслонка установлена по отношению к седлу с осевым люфтом, не происходит заклинивание заслонки при прогреве конструкции.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, предложенный узел соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа, обеспечивает повышение надежности работы клапана за счет снижения величины шарнирного момента.

Узел соединения заслонки с седлом клапана расхода горячего газа, состоящий из седла с вертикальными выступами, симметричными расходному отверстию седла, в соосные отверстия выступов по свободной посадке установлены соосные цапфы заслонки, одна из которых снабжена соосным шкивом привода вращения, установленным с торцевым зазором к выступу седла, а заслонка установлена с зазором по отношению к торцевым поверхностям выступов и кольцевым зазором в зоне расходного отверстия седла, причем в выступах седла выполнены симметричные одинаковые вертикальные прорези, на цапфах заслонки соответственно выполнены лыски, отличающийся тем, что внутренняя поверхность сквозных цилиндрических отверстий выступов седла облицована вставкой из углеродных материалов, вставки при помощи штифтов крепятся к выступам седла, штифт, расположенный в выступах седла и вставках, выполнен из материала седла, а штифт, расположенный только во вставке, выполнен из материала вставки, штифты установлены в выступы седла и вставки по свободной посадке, при этом на заслонке в районе цапф между выступами седла выполнены цилиндрические уступы, соосные цапфам, причем d2>d1>d, а величина торцевого зазора между шкивом и торцом выступа седла Н определяется соотношением: H>L-l,
где d - диаметр цапф заслонки,
d1 - диаметр цилиндрических уступов заслонки,
d2 - наружный диаметр вставки,
L - расстояние между уступами заслонки,
l - ширина заслонки в зоне расходного отверстия седла.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в газораспределительном оборудовании, работающем на продуктах сгорания ракетных топлив и обеспечивающем управление летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания и крена.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций регуляторов расхода газа, работающих в условиях высоких температур и давлений.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к области ракетной техники, и предназначено для регулирования расхода горячего газа в клапанах, работающих на продуктах сгорания ракетных топлив.

Изобретение относится к области машиностроения и используемых для создания тяги и управления вектором тяги летательных аппаратов. .

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к конструкции клапанов для регулирования расхода горячего газа, работающих при высоких температурах и давлениях и используемых для управления летательным аппаратом по каналам крена, тангажа и рыскания.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для клапанов, работающих в условиях высоких температур до 2300К и давлений до 10 Мпа и используемых для управления летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для управления летательным аппаратом по каналу крена, работающего в условиях высоких температур и давлений.

Изобретение относится к области запорной арматуры и предназначено для перекрытия проходного сечения трубопроводов: водопроводов, нефтепроводов, газопроводов и т.д.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в газораспределительных клапанах, работающих на продуктах сгорания ракетных топлив и обеспечивающих управление летательным аппаратом в плоскостях тангажа и рыскания.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в нефтегазодобывающей и химической отраслях промышленности и предназначено преимущественно для вывода нефтяной или газовой скважины без ее остановки на заданный режим эксплуатации при добыче нефти или газа. Дроссель дискретный регулируемый дисковый содержит диск, который снабжен Г-образными отверстиями. Входные части Г-образных отверстий расположены на торцевой поверхности диска и имеют различный диаметр, а выходные части Г-образных отверстий расположены на цилиндрической поверхности диска. Оси входных частей Г-образных отверстий расположены на разных диаметрах торцевой поверхности диска, при этом между шпинделем и крышкой, а также между диском и крышкой установлены медно-фторопластовые прокладки. Диаметры входных частей Г-образных отверстий диска различны, включая 0, при этом комбинации и порядок их расположения на торцевой поверхности диска также различны. Обеспечивает: исключение перетоков рабочей среды из входной полости в выходную при фиксированном положении диска, возможность полного перекрытия потока рабочей среды; снижение усилия на штоке при управлении дросселем, возможность изменения диаметра рабочего прохода дросселя без перекрытия потока рабочей среды, снижение массы и габаритных размеров, увеличение срока службы дросселя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций клапанов, работающих в условиях высоких температур и давлений и предназначенных для управления вектором тяги летательных аппаратов. Клапан для регулирования расхода горячего газа состоит из корпуса с входным и выходным патрубком, седла с расходным отверстием, установленном в выходном патрубке, заслонки, кинематически соединенной с валом, загерметизированным уплотнением, между теплозащитным покрытием корпуса и наружной поверхностью вала установлены последовательно графитовые кольца, а вал состоит из горячего и холодного участков, которые соединены между собой штифтами, при этом среднее графитовое кольцо выполнено в продольном сечении ступенчатой формы и охватывает штифты с образованием кольцевого зазора между торцами штифтов и внутренней поверхностью графитового кольца. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в клапанах, работающих в условиях высоких температур и давлений, при их транспортировке. Газораспределительный клапан содержит установленную с возможностью поворота вокруг оси в корпусе заслонку, связанную с валом и контактирующую с седлом, имеющим проходное отверстие. Заслонка установлена по отношению к валу и седлу с возможностью радиального перемещения. В седле за проходным отверстием его установлена герметизирующая заглушка. Заглушка выполнена с прорывной кольцевой насечкой. Между заслонкой и герметизирующей заглушкой установлен поджимной узел. Узел состоит из подпружиненного штока, установленного с возможностью перемещения в стакане. Контактирующий с заслонкой шток сопряжен своими боковыми стенками с боковыми стенками проходного отверстия седла. Стакан сопряжен своей торцевой стенкой с герметизирующей заглушкой и в месте контакта с ней выполнен эквидистантно поверхности заглушки, соосно с проходным сечением седла. Торцевая стенка стакана расположена внутри образующей окружности кольцевой насечки. Изобретение направлено на повышение надежности работы клапана путем исключения разрушения регулирующей пары при транспортировке. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для использования, преимущественно, в качестве переключателя скважин в групповых замерных установках объектов нефтедобычи. Корпус переключателя скважин многоходового (далее ПСМ) имеет несколько входных патрубков и один общий выходной патрубок. Корпус ПСМ имеет каналы от каждого входного патрубка до внутренней поверхности плоского участка дна, на который может быть установлена сменная деталь для защиты корпуса и возможности ремонта без демонтажа корпуса путем замены сменной детали. Сверху корпус закрыт крышкой, имеющей патрубок для подключения к измерительному устройству. Продукция одной из скважин поступает через канал в корпусе ПСМ в полый поворотный селектор, затем через полый вал в полость крышки и через патрубок в крышке направляется на замер. Патрубки остальных скважин сообщаются с общим выходом корпуса. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к регуляторам расхода горячего газа, работающим на продуктах сгорания ракетных топлив и обеспечивающим управление летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания и крена. Узел пары заслонка и седло регулятора расхода горячего газа содержит заслонку из жаропрочного металлического сплава и седло из углеродного материала. Заслонка и седло контактируют между собой по одинаковым поверхностям. Расходные отверстия в заслонке и седле выполнены прямоугольной формы. Одна из сторон расходных отверстий перпендикулярна оси вращения заслонки. Расстояние между сторонами расходного отверстия седла, перпендикулярными оси вращения заслонки, превышает расстояние между сторонами расходного отверстия заслонки, перпендикулярными оси ее вращения. Стороны расходного отверстия заслонки, перпендикулярные оси ее вращения, расположены внутри сторон расходного отверстия седла, перпендикулярных оси вращения заслонки. Изобретение направлено на повышение надежности работы пары за счет исключения уноса боковых кромок седла, изготовленного из углеродного материала, и уменьшения утечек продуктов сгорания. 2 ил.

Высокотемпературное дроссельное устройство содержит корпус с угловым расположением патрубков входа и выхода высокотемпературного газа и дросселирующий орган с вращающимся подвижным элементом, выполненным в виде стакана, относительно неподвижного элемента с расходными окнами в них, совмещенными в открытом положении дроссельного устройства, и кольцевым зазором между ними. Вращающийся элемент дросселирующего органа жестко присоединен к валу, зафиксированному от осевого перемещения и уплотненному в корпусе. Неподвижный элемент дросселирующего органа выполнен в виде гильзы с расходными окнами, расположенными в диаметрально противоположных местах, установленной по оси выходного патрубка корпуса и образующей с расточкой в корпусе коллектор для подвода высокотемпературного газа к расходным окнам гильзы. Подвижный элемент дросселирующего органа выполнен в виде стакана, размещенного внутри гильзы и имеющего расходные окна, выполненные также в диаметрально противоположных местах на его цилиндрической части. В корпусе образована полость охлаждающей среды, ограниченная с одной стороны герметично установленной в корпус заглушкой, через дно которой выходит уплотненный вал во внутреннюю полость стакана, и с другой стороны - цилиндрической втулкой, уплотненной по корпусу и валу. Полость дренажа охлаждающей среды ограничена с одной стороны вышеупомянутой цилиндрической втулкой, а с другой - аналогичной цилиндрической втулкой, установленной последовательно с первой. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено в качестве газораспределительных клапанов управлять летательными аппаратами по плоскостям тангажа, рыскания и крена. Газораспределительный клапан состоит из корпуса с входным и двумя выходными патрубками, в которых выполнены расходные отверстия, заслонок, расположенных в корпусе и связанных кинематически с валом и установленных с радиальным зазором по отношению к валу и выходным патрубкам, с которыми они контактируют по одинаковым поверхностям вращения. В валу выполнены кольцевые приливы с выступами, заходящими в ответные сквозные прорези ограничителей заслонок. На выступах кольцевых приливов вала с натягом установлены поджимы из упругого материала, контактирующие с ограничителями заслонок. Кольцевые приливы вала выполнены в поперечном сечении со скруглениями. Внутренняя поверхность поджимов в поперечном сечении выполнена эквидистантно наружной поверхности кольцевых приливов. Изобретение направлено на повышение надежности работы газораспределительных клапанов за счет исключения возможности соударения деталей до начала работы клапана. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций клапанов, предназначенных для управления вектором тяги летательных аппаратов. Клапан регулирования расхода газа состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, седла, заслонки и вала, контактирующего с заслонкой. Вал с одной стороны установлен в подшипник качения. Внутренняя обойма подшипника качения через прокладку контактирует с валом. С другой стороны вал установлен в графитовый подшипник скольжения. В торцевой поверхности вала, который поджат последовательно установленными соосно валу графитовой и резиновой втулками, выполнена коническая выемка, соосно наружной цилиндрической поверхности вала. Графитовая втулка выполнена в виде шарового слоя, контактирующего по сферической поверхности с внутренней цилиндрической поверхностью графитового подшипника скольжения, и сопряженного с ним конуса, осесимметричного со сферической поверхностью шарового слоя и упирающегося своей вершиной в коническую выемку вала. Угол при вершине конуса выемки меньше угла при вершине конической выемки вала. Изобретение направлено на повышение надежности работы клапана за счет исключения перемещения вала до включения клапана в работу. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Клапан // 2585342
Изобретение относится к регулирующей арматуре и предназначено для управления потоком жидкости в установке центрального нагрева. Клапан содержит вставную часть с первой частью и второй частью для управления потоком жидкости через клапан: первая часть и вторая часть выполнены с возможностью взаимного поворота. Первая и вторая части имеют работающие совместно сквозные отверстия, которые в совокупности определяют общую площадь открытия и выполнены так, что при взаимном повороте этих частей обеспечена большая или меньшая общая площадь открытия. Клапан содержит закрывающую часть, которая расположена так, что при осевом смещении ею обеспечена возможность полного или частичного закрытия общей площади открытия через сквозные отверстия. Изобретение направлено на повышение надежности регулирования рабочей среды с помощью корпуса без изменения установки максимального потока. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх