Блок клапанов


 


Владельцы патента RU 2573429:

Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" (RU)

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально открытым клапанам, и может быть использовано в машиностроении, например в ракетной технике. Блок клапанов состоит минимум из двух клапанов, содержащих корпуса с патрубками входа и выхода, затворы, поршни, установленные в проточки корпусов. В корпусах выполнены бобышки с проточками, соединенные герметично между собой по торцам. Со стороны входа корпусов выполнены жиклеры. По оси входа корпусов выполнены две проточки. Установленные в проточки корпусов затворы и поршни выполнены в виде подпружиненных ступенчатых поршней. В проточки бобышек корпусов установлена ступенчатая втулка с отверстиями, образуя между малыми ступенями и проточкой бобышек проточные полости. В корпусе первого клапана выполнены каналы, соединяющие входную до жиклера и надпоршневую полости первого клапана через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость. В корпусе второго клапана выполнен канал, соединяющий через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость надпоршневую полость второго клапана с входной полостью первого клапана. Применение указанного блока клапанов позволяет использовать давление рабочего тела для привода клапана без электрической команды управления на привод клапана, что упрощает конструкцию, снижает массу и позволяет многократное его использование. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально открытым клапанам, содержащим подпружиненный запорный орган, привод для его перемещения и предназначенный для закрытия доступа рабочего тела из одной магистрали в другую. Оно может быть использовано в машиностроении, например, в ракетной технике.

В настоящее время в ЖРД используются магистрали для контроля натекания высокотоксичных компонентов в ЖРД при длительном хранении. При запуске ЖРД магистрали необходимо отсечь для исключения утечек компонентов, для чего используются отсечные клапаны. При этом давление компонентов в магистралях контроля от атмосферного возрастает при запуске ЖРД и может быть как низким, порядка 20 кгс/см2, так и высоким - 200-600 кгс/см2.

Известен отсечной клапан с электромагнитным приводом (Добровольский М.В. «Жидкостные ракетные двигатели», из-во Машиностроение 1968 г., 240-241 с.: ил. Рис.6.14), содержащий: корпус, входной штуцер 1, выходной штуцер 6, нижний клапан 3, верхний клапан 7, электромагнит 9. Недостатком указанного отсечного клапана является необходимость срабатывания отсечного клапана для контроля пробы газовой смеси в магистралях ЖРД, проводимого через определенное время в течение длительного хранения ЖРД до нескольких десятков лет, сложность конструкции и большая масса с учетом электрического кабеля для электромагнита, что еще более усугубляется для блока клапанов ЖРД, для которого число отсечных клапанов может быть 6 и более.

Известен пироклапан (Эдельман А.Н., «Топливные клапаны ЖРД», из-во Машиностроение, 1970, стр. 73-75), содержащий запорный орган, выполненный в виде конической пробки, коническое седло, выполненное в выходном канале.

Недостатками указанного пироклапана являются невозможность использования для ЖРД с топливами, которые взрываются при контакте с пороховыми газами, образующимися при сгорании порохового заряда пироэнергодатчика, и большая масса с учетом электрокабеля для пироэнергодатчика.

Известно устройство отсечки и уплотнения в гидравлической магистрали (патент USA №3125108 кл. 137-68 от 17 марта 1964), содержащее цилиндр с боковыми соосными отверстиями, сквозь которые пропущена труба, силовой цилиндр и пироэнергодатчик.

Недостатками устройства являются трудоемкость получения профиля взаимодействующих поверхностей корпуса и силового цилиндра, участвующих в деформации и защемлении трубы для исключения утечек, возможность появления трещин в трубе и большая масса с учетом электрокабеля для пироэнергодатчика.

Известен пироклапан (патент RU №2142085 МПК6F16K 17/40 - прототип), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, между которыми герметично вмонтирована труба, боковую полость с перекрывной пробкой.

Недостатком пироклапана является большая масса с учетом электрокабеля для пироэнергодатчика, что еще более усугубляется для блока клапанов ЖРД, для которого число отсечных клапанов может быть 6 и более.

При использовании нормально открытого пневмоклапана, управляемого электропневмоклапаном с электрокабелем, также получаем большую массу, что затрудняет его использование.

Задачей предлагаемого изобретения является: упрощение конструкции, снижение массы и уменьшение габаритов клапана, за счет использования давления рабочего тела для привода клапана.

Поставленная задача решается тем, что в блоке клапанов, состоящем минимум из двух клапанов, содержащих корпуса с патрубками входа и выхода, между которыми герметично вмонтирована труба, боковую полость с перекрывной пробкой, согласно изобретению, в корпусах выполнены бобышки с проточкой, соединенные герметично между собой по торцам, со стороны входа корпусов выполнен жиклер, по оси входа корпусов выполнены две проточки, в проточки корпусов установлены подпружиненные ступенчатые поршни, в проточки бобышек корпусов установлена ступенчатая втулка с отверстиями, образуя между малыми ступенями и проточкой бобышек проточные полости, в корпусе первого клапана выполнены каналы, соединяющие входную до жиклера и надпоршневую полости первого клапана через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость, а в корпусе второго клапана выполнен канал, соединяющий через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость надпоршневую полость второго клапана с входной полостью первого клапана.

На поршень на большую ступень установлено уплотнение, состоящее, например, из резиновых колец с защитными уплотнительными шайбами.

На поршне по торцу меньшей ступени выполнена коническая поверхность, взаимодействующая с торцевой кромкой жиклера.

Установка в блок клапанов подпружинного ступенчатого поршня, управляемого через каналы в корпусе, отверстия в ступенчатой втулке и проточные полости входным давлением на первый клапан 200-400 кгс/см и даже при низком входном давлении на второй клапан до 20 кгс/см, позволяет надежно отсечь рабочее тело со стороны входа первого клапана и выхода второго клапана посадкой конической поверхности меньшей ступени поршня на торцевую кромку жиклера.

Предлагаемый блок клапанов представлен на фиг.1, где:

1 - корпус с патрубками входа и выхода с бобышкой первого клапана;

2 - корпус с патрубками входа и выхода с бобышкой второго клапана;

3 - ступенчатый поршень;

4 - втулка с отверстиями;

5 - резиновое кольцо;

6 - защитная фторопластовая шайба;

7 - заглушка;

8 - пружина;

А - жиклер;

Б - канал с входа корпуса до втулки с отверстиями первого клапана;

В - канал от втулки с отверстиями до надпоршневой полости первого канала;

Г - канал от втулки с отверстиями до надпоршневой полости второго канала;

Д - коническая поверхность; E - проточная полость.

На фиг. 1 показан общий вид блока клапанов в разрезе.

Блок клапанов состоит из корпуса с патрубками входа и выхода с бобышкой первого клапана 1, соединенного герметично сваркой с ним корпуса с патрубками входа и выхода с бобышкой второго клапана 2 по торцам бобышек, жиклеров А и каналов Б, В и Г корпусов клапанов, ступенчатых поршней 3 с конической поверхностью Д, установленных в проточки корпусов первого и второго клапанов, ступенчатой втулки с отверстиями 4, взаимодействующей с проточками бобышек первого и второго клапанов, образуя между малыми ступенями ступенчатой втулки и проточкой бобышек проточные полости Е, уплотнения, состоящего, например, из резиновых колец 5 и защитных фторопластовых шайб 6, установленных на большую ступень поршней 3.

Блок клапанов работает следующим образом. В исходном положении клапаны находятся в открытом положении и позволяют проводить контроль натекания высокотоксичного компонента через вход, выход первого клапана из одной полости двигателя, затем в систему газоанализа, и далее на вход, выход второго клапана в другую полость двигателя в течении всего времени длительного хранения.

При запуске ЖРД давление со стороны входа первого клапана резко растет до 200-600 кгс/см2 от ТНА двигателя и на выходе второго клапана - до 20 кгс/см2 от БТНА двигателя. Компонент, протекая через жиклеры А, дросселируется и сбрасывается на выход первого клапана и на вход второго клапана. По каналу Б, расположенному до жиклера, каналам В и Г, отверстиям ступенчатой втулки 4 и проточным полостям Е, компонент высокого давления 200-600 кгс/см2 попадает в надпоршневые полости клапанов, при этом ступенчатые поршни 3 перемещаются, сжимая пружины 8, до посадки конических поверхностей Д на торцевую кромку жиклеров А, герметично отсекая поступление компонента высокого давления на выход первого клапана и на вход второго клапана. Такое положение клапанов сохраняется в течение всего времени работы ЖРД.

При выключении ЖРД давление компонента со стороны входа первого клапана и со стороны выхода второго клапана падает и ступенчатые поршни возвращаются в исходное положение, сообщая входные и выходные полости клапанов.

Так как использование блока клапанов предполагается в условиях высоких входных давлений, например в ракетной технике, для изготовления деталей используется сталь 07Х16Н6Ш, для пружины сталь 12Х18Н10Т. Для изготовления резиновых колец используется смесь резиновая ИРП- 1118, защитная шайба изготавливается из фторопласта-4.

Таким образом, применение указанного блока клапанов позволяет использовать давление рабочего тела для привода клапана без электрической команды управления на привод клапана, что упрощает конструкцию, снижает массу и позволяет многократное его использование при стендовой отработке ЖРД.

1. Блок клапанов, состоящий минимум из двух клапанов, содержащих корпуса с патрубками входа и выхода, затворы, поршни, установленные в проточки корпусов, отличающийся тем, что в корпусах выполнены бобышки с проточками, соединенные герметично между собой по торцам, со стороны входа корпусов выполнены жиклеры, по оси входа корпусов выполнены две проточки, а установленные в проточки корпусов затворы и поршни выполнены в виде подпружиненных ступенчатых поршней, в проточки бобышек корпусов установлена ступенчатая втулка с отверстиями, образуя между малыми ступенями и проточкой бобышек проточные полости, в корпусе первого клапана выполнены каналы, соединяющие входную до жиклера и надпоршневую полости первого клапана через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость, а в корпусе второго клапана выполнен канал, соединяющий через отверстия ступенчатой втулки и проточную полость надпоршневую полость второго клапана с входной полостью первого клапана.

2. Блок клапанов по п. 1, отличающийся тем, что на поршень на большую ступень установлено уплотнение.

3. Блок клапанов по п. 1, отличающийся тем, что на поршне по торцу меньшей ступени выполнена коническая поверхность, взаимодействующая с торцевой кромкой жиклера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к передвижным плавучим заправочным станциям и может быть использовано для заправки судов сжиженным природным газом. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор и разрывной элемент.

Изобретение относится к области безопасной эксплуатации опасных изделий, находящихся в окружении агрессивной среды, в частности к предохранительным герметизирующим устройствам, а именно к устройствам с разрушаемым элементом, обеспечивающим автоматическое срабатывание и открытие герметичных воздушных каналов при определенных внешних воздействующих факторах.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус клапана, затвор, разрывной элемент.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве разрывного диска для использования в предохранительных устройствах для защиты систем высокого давления.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взрывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан с системой демпфирования грузового затвора содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор.

Устройство аварийного перекрытия трубопровода содержит корпус 1, клапан 2, седло 3 клапана и механизм возврата клапана. Корпус оснащен подающим 4 и расходным 5 патрубками для подключения к подающему и расходному участкам трубопровода.

Группа изобретений относится к предохранительной технике и предназначена в качества средства для сброса избыточного давления для использования в санитарных областях применения.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в военной технике. Предохранительный клапан однократного действия содержит корпус с установленным в нем отрывным элементом.

Изобретение относится к затвору с функцией тепловой защиты для гидродинамической или гидравлической машины. Затвор вставляется в корпус гидродинамической или гидравлической машины с рабочей средой.

Группа изобретений относится к области измерения давления, а именно к фиксации фактов превышения допустимого давления и регистрации величины максимального давления.

Изобретение относится к области хранения и транспортировки взрывчатых веществ (ВВ) и взрывоопасных, легковоспламеняющихся жидких грузов. Транспортно-технологический взрывобезопасный контейнер включает емкость в виде металлического сосуда с узлами заполнения и опорожнения. Сосуд выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с эллиптической крышкой и коническим днищем, защитной корзиной из труб, при этом емкость выполнена из алюминия с пределом текучести не более 155 МПа. Соотношение толщины стенок емкости к внутреннему диаметру цилиндрической части составляет 0,003…0,004, а угол конуса днища составляет около 90°. Места крепления защитной корзины расположены на цилиндрическом корпусе. Предусмотрено взрывозащитное устройство с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемое в люке эллиптической крышки контейнера и содержащее корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта. В верхней цилиндрической части корпуса клапана размещен теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана. Разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана. Концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них. Зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: с=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; Н - высота клапана в сборе. На проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен с входом устройства оповещения об аварийной ситуации. Проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность контейнера. 3 ил.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности взрывных работ. Взрывозащитная камера включает переднюю, заднюю, боковые стенки и потолочину, боковые и задняя стенки выполнены сдвоенными и содержат внутренние и наружные стенки, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и снабженные окнами и проемами, которые во внутренних стенках смещены относительно окон и проемов в наружных стенках, в потолочине также выполнено окно, перекрытое крышкой, размещенной на определенном расстоянии от потолочины, передняя стенка снабжена подвижными воротами, внутренние боковые стенки имеют возможность перемещения по направляющим для изменения внутреннего объема камеры, дополнительно оснащена взрывозащитным устройством с индикатором безопасности на разрывном элементе, монтируемым в расширительной горловине цистерны с люком-лазом и содержащим корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, перекрывающий отверстие в корпусе защищаемого объекта, а в верхней цилиндрической части корпуса клапана размещены теплоизоляционный элемент и герметизирующая мембрана, прижимаемая к корпусу клапана посредством крышки, шарнирно соединенной с рычагом, взаимодействующим с отбойником, а узел крепления разрывного элемента крепится своей верхней частью на рычаге, а нижней - к верхней цилиндрической части корпуса клапана, а разрывной элемент состоит из проволоки, стопорного болта, вилки, рычага крышки клапана, гайки, двух барабанов, расположенных соответственно в вилке рычага крышки клапана и в вилке верхней цилиндрической части корпуса клапана, при этом концы проволоки вставляются в отверстия барабанов и затем наматываются на них, а зазор h между вилками составляет порядка (1,5÷3) от диаметра проволоки, а параметры клапана находятся в следующих оптимальных интервалах величин: c=H/Dy=2,5÷3,0, где Dy - диаметр верхней цилиндрической части корпуса клапана, равный максимальному размеру отверстия корпуса защищаемого объекта; H - высота клапана в сборе, при этом на проволоке разрывного элемента закреплен индикатор безопасности в виде датчика, реагирующего на деформацию, например тензорезистора, выход которого соединен с усилителем сигнала, например тензоусилителем, а выход тензоусилителя соединен со входом устройства оповещения об аварийной ситуации, а проволока разрывного элемента, на которой закреплен датчик индикатора безопасности, выполнена упругой и имеет несколько витков в части, соединенной с датчиком индикатора безопасности. Изобретение позволяет повысить взрывобезопасность экспериментальных исследований. 4 ил.

Блок сопел // 2587729
Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально закрытым клапанам, и может быть использовано в машиностроении, например в ракетной технике. Блок сопел состоит из корпусов, герметично соединенных между собой общим патрубком входа сваркой. Затворы установлены в корпусы. Седла с гибкими обечайками установлены в проточки корпусов с натягом. Уплотнительные кольца поджаты прорезными пружинами. Таким образом, применение указанного блока сопел позволяет снизить утечки генераторного газа через уплотнительные кольца и седла с гибкой обечайкой и утечки управляющего гелия через уплотнительные кольца, что способствует снижению массы жидкостного ракетного двигателя. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предохранительное устройство относится к трубопроводной арматуре. В корпусе 1 предохранительного клапана, содержащем входной патрубок 2 и выходной патрубок 3, к седлу 4 пружиной настройки 5 поджат разгруженный запорный элемент 6. Запорный элемент 6 снабжен поршневым приводом одностороннего действия с рабочей полостью А для управляющей среды, на входе в которую установлена разрывная мембрана 13. Повышения скорости срабатывания предохранительного устройства достигают за счет использования поршневого привода на открытие предохранительного клапана с помощью рабочей среды из защищаемого объекта. В патрубке 2 установлена вторая разрывная мембрана 14, давление срабатывания которой превышает давление срабатывания мембраны 13. Запорный элемент 6 снабжен поршневым хвостовиком 16, размещенным в разгрузочном цилиндре 17. Площади поперечного сечения хвостовика 16 и цилиндра 17 равны площади седла 4. Полость Б цилиндра 17 сообщена каналом 18 с областью противодавления предохранительного клапана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх