Пироклапан



Пироклапан
Пироклапан

 


Владельцы патента RU 2614312:

Акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к пироклапанам с пиротехническим приводом, предназначенным для отсечки рабочего тела, и может быть использовано при создании агрегатов автоматики ЖРД и других энергетических установок. Пироклапан для перекрытия магистралей содержит корпус с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси. Между указанными патрубками герметично вмонтирована тонкостенная труба. Боковая полость пироклапана выполнена в виде ступенчатого цилиндрического отверстия с конической поверхностью перехода между ступенями. Ступенчатая перекрывная пробка выполнена с отверстием, через которое пропущена тонкостенная труба. В корпусе в боковой полости противоположно ступенчатой перекрывной пробке выполнено отверстие и ступенчатые проточки. В ступенчатой перекрывной пробке со стороны торца малой ступени по оси выполнено отверстие. Соосно оси тонкостенной трубы выполнена проточка. Перпендикулярно оси ступенчатой перекрывной пробки со стороны выходного патрубка клапана на расстоянии от оси отверстия трубы, равном ходу ступенчатой перекрывной пробки, выполнено отверстие. При этом отверстия и проточка ступенчатой перекрывной пробки сообщаются между собой. В большую проточку боковой полости корпуса установлен фильтр. На наружную поверхность боковой полости корпуса противоположно ступенчатой перекрывной пробке установлена заглушка. Изобретение направлено на обеспечение быстрого сброса управляющего газа из пневмоклапана газогенератора при аварийном выключении жидкостного ракетного двигателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к пироклапанам с пиротехническим приводом, предназначенным для отсечки рабочего тела, и может быть использовано при создании агрегатов автоматики жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергетических установок.

В настоящее время при создании пироклапанов для перекрытия магистралей ЖРД широко применяются пироклапаны с запорным органом, выполненным в виде конической пробки, взаимодействующей с коническим седлом, образованным в выходном канале (А.И. Эдельман, Топливные клапаны ЖРД, из-во «Машиностроение», 1970, стр. 73-75). К недостаткам пироклапана можно отнести следующие.

1. Невозможность сброса управляющего давления из полости управления пневмоклапана по линии подачи компонента в газогенеротор (ГГ) при аварийном выключении многоразового ЖРД, в случае использования пироклапана в магистрали подачи управляющего давления от электропневмоклапана (ЭПК) до пневмоклапана ГГ.

2. Нарушение герметичности изоляции пироклапана при воздействии рабочего управляющего давления на пиропатрон (≥20 кгс/см2).

Известен пироклапан (US 3332432А, F16K 31/02, от 25.07.67 г.) который содержит корпус с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси, между которыми герметично вмонтирована труба, боковую полость, выполненную в виде ступенчатого отверстия с конической поверхностью, с перекрывной пробкой.

Недостатком пироклапана является невозможность сброса управляющего давления из магистрали управления от ЭПК до пневмоклапана, в которую установлен пироклапан при аварийном выключении ГГ ЖРД.

Известен пироклапан (RU 2142085, F16K 17/40, от 13.05.98 г. - прототип), содержащий корпус с входным, выходным патрубками, расположенными на одной оси, между которыми герметично вмонтирована тонкостенная труба, боковую полость в виде ступенчатого цилиндрического отверстия с конической поверхностью перехода между ступенями, со ступенчатой перекрывной пробкой с отверстием, через которое пропущена тонкостенная труба.

Недостатком пироклапана, установленного в магистраль управления пневмоклапана ЭПК, является невозможность быстрого сброса управляющего газа из пневмоклапана при аварийном выключении ЖРД. При сбросе управляющего газа через ЭПК, время срабатывания которого от момента подачи напряжения равно ~0,1 с, которое в основном определяет время срабатывания пневмоклапана ГГ, что не исключает возгорания ЖРД. Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, обеспечение быстрого сброса управляющего газа из пневмоклапана ГГ при аварийном выключении ЖРД, исключение воздействия на изоляцию пироклапана рабочего управляющего давления.

Поставленная задача решается тем, что в пироклапане для перекрытия магистралей, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси, между которыми герметично вмонтирована тонкостенная труба, боковую полость в виде ступенчатого цилиндрического отверстия с конической поверхностью перехода между ступенями, со ступенчатой перекрывной пробкой с отверстием, через которое пропущена тонкостенная труба, согласно изобретению в корпусе в боковой полости противоположно ступенчатой перекрывной пробке выполнено отверстие и ступенчатые проточки, в ступенчатой перекрывной пробке со стороны торца малой ступени по оси выполнено отверстие, соосно оси тонкостенной трубы выполнена проточка, перпендикулярно оси ступенчатой перекрывной пробки со стороны выходного патрубка клапана на расстоянии от оси отверстия трубы равном ходу ступенчатой перекрывной пробки выполнено отверстие, при этом отверстия и проточка ступенчатой перекрывной пробки сообщаются между собой, в большую проточку боковой полости корпуса установлен фильтр, а на наружную поверхность боковой полости корпуса противоположно ступенчатой перекрывной пробке установлена заглушка, на тонкостенной трубе по местам среза выполнены проточки. На цилиндрической части заглушки возле дна заглушки выполнена канавка.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пироклапан, где:

1 - корпус;

2 - ступенчатая перекрывная пробка;

3 - боковая полость;

4 - проточка ступенчатой перекрывной пробки;

5 - отверстие пробки;

6 - тонкостенная труба;

7 - патрубок;

8 - заглушка;

9 - отверстие корпуса;

10 - фильтр;

11 - проточка;

12 - канавка.

В корпусе 1 боковая полость 3 выполнена в виде ступенчатого цилиндрического отверстия с конической поверхностью перехода между ступенями, в нее установлена ступенчатая перекрывная пробка 2 с отверстием 5, через которое пропущена тонкостенная труба 6. Тонкостенная труба 6 пропущена через отверстие пробки 5 и отверстие корпуса 1 с зазором, не превышающим возможности неразрушающей деформации тонкостенной трубы при высоких давлениях управляющего газа, и герметично закреплена по торцам к корпусу 1 с помощью сварки. В ступенчатой перекрывной пробке со стороны торца малой ступени по оси выполнено отверстие, соосно оси тонкостенной трубы выполнена проточка 4, перпендикулярно ступенчатой перекрывной пробке со стороны выходного патрубка клапана на расстоянии от оси отверстия трубы, равном ходу ступенчатой перекрывной пробки, выполнено отверстие, при этом отверстия и проточка ступенчатой перекрывной пробки сообщаются между собой. Для обеспечивания стыковочных мест пироклапана к корпусу 1 приварены переходники 6.

Для исключения разрушения элементов двигателя, расположенных в зоне выброса управляющего газа из отверстия 9 корпуса, и защиты боковой полости 3 от попадания в нее посторонних частиц в большую проточку боковой полости корпуса установлен фильтр 10. На наружную поверхность боковой полости корпуса 1 противоположно ступенчатой перекрывной пробке 2 установлена заглушка 8 для исключения попадания влаги в боковую полость 3 пироклапана. Для качественного среза тонкостенной трубы, заполненной управляющим газом, по местам ее среза выполнены проточки 11. На цилиндрической части заглушки возле дна выполнена канавка 12 для среза и выброса наименьшей по массе части заглушки только дна.

Пироклапан работает следующим образом.

При подаче электрического импульса на пиропатрон, ввернутый в корпус 1, газы, образовавшиеся при его срабатывании, практически мгновенно перемещают ступенчатую перекрывную пробку 2, которая при своем движении в корпусе 1 срезает одновременно по проточкам тонкостенную трубу 6 по всему периметру. Ступенчатая перекрывная пробка 2 заклиниваясь средней ступенью в меньшей ступени отверстия корпуса, упруго деформирует корпус и герметично перекрывает проходное сечение пироклапана со стороны входа, который соединен магистралью с ЭПК, при этом срезанная часть трубы остается в отверстии 5 ступенчатой перекрыбной пробки, а отверстие ступенчатой перекрывной пробки, выполненное перпендикулярно ее оси, устанавливается напротив выхода пироклапана, и управляющий газ, находящийся в пневмоклапане ГГ, мгновенно сбрасывается через отверстия, проточку 4 в ступенчатой перекрывной пробке и отверстие 9 корпуса 1. Управляющий газ, проходя через фильтр 10, распыляется на большую площадь истечения, что исключает разрушение элементов двигателя, расположенных в зоне выброса управляющего газа, при этом дно заглушки 8 под действием давления управляющего газа отрывается по канавке заглушки, открывая проходное сечение для управляющего газа.

Время срабатывания пироклапана от момента подачи напряжения равно ~0,01 с, и в случае выброса управляющего газа из пневмоклапана ГГ позволяет исключить возгорание ЖРД. Особенно это важно при разработке блочных ЖРД, в которых при потере работоспособности одного из ЖРД, например в случае возникновения высокочастотных колебаний, задача выполняется оставшимися ЖРД.

Так как использование пироклапана планируется в ракетной технике, его детали выполнены из следующих материалов:

сталь 07X16Н6 - корпус, ступенчатая перекрывная пробка, патрубки;

сталь 12Х18Н10Т - тонкостенная труба, фильтр;

смесь резиновая 51-2072 - заглушка.

Таким образом, применение указанного изобретения позволяет обеспечить быстрый сброс управляющего газа из пневмоклапана ГГ ЖРД при аварийном выключении ЖРД.

1. Пироклапан для перекрытия магистралей, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси, между которыми герметично вмонтирована тонкостенная труба, боковую полость в виде ступенчатого цилиндрического отверстия с конической поверхностью перехода между ступенями, со ступенчатой перекрывной пробкой с отверстием, через которое пропущена тонкостенная труба, отличающийся тем, что в корпусе в боковой полости противоположно ступенчатой перекрывной пробке выполнено отверстие и ступенчатые проточки, в ступенчатой перекрывной пробке со стороны торца малой ступени по оси выполнено отверстие, соосно оси тонкостенной трубы выполнена проточка, перпендикулярно оси ступенчатой перекрывной пробки со стороны выходного патрубка клапана на расстоянии от оси отверстия трубы, равном ходу ступенчатой перекрывной пробки, выполнено отверстие, при этом отверстия и проточка ступенчатой перекрывной пробки сообщаются между собой, в большую проточку боковой полости корпуса установлен фильтр, а на наружную поверхность боковой полости корпуса противоположно ступенчатой перекрывной пробке установлена заглушка.

2. Пироклапан по п. 1, отличающийся тем, что на тонкостенной трубе по местам среза выполнены проточки.

3. Пироклапан по п. 1, отличающийся тем, что на цилиндрической части заглушки возле дна выполнена канавка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования. Взрывозащитный клапан содержит корпус клапана, теплоизолирующий и разрывной элементы, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом клапана.

Изобретение относится к взрывозащитным устройствам и предназначено для взврывозащиты технологического оборудования в случае возникновения чрезвычайной ситуации (ЧС).

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

Группа изобретений относится к средствам транспортирования вязких и очень чувствительных к температуре текучих сред по трубопроводу, состоящему из участков теплообменных трубопроводов, соединительных деталей, промежуточных деталей, отводящих деталей, распределительных деталей, насосов, фильтров.

Устройство включает нормально открытый главный предохранительный клапан, выполненный в виде прямоточного пробкового крана, пробка 3 которого соединена через передаточный механизм 5 с дифференциальным поршнем 6 сервопривода 7 двухстороннего действия.

Изобретение относится к запорным устройствам одноразового (взрывного) действия и предназначено для аварийной отсечки трубопроводов, через которые возможен выход в окружающую среду продуктов аварии.

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.

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.

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 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.

Изобретение относится к взрывозащитным устройствам. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной, содержащее корпус, разрывной элемент мембранного типа, футерованный грузовой затвор. Подвижное соединение футерованного грузового затвора с корпусом защищаемого объекта выполнено в виде трех направляющих стержней, средняя часть которых подвижно размещена во втулках, а нижний конец каждого из которых жестко соединен с корпусом посредством фланца, при этом на другом конце стержней закреплены упорные пластины, на которых закреплены взрывозащитные элементы взрывозащитного устройства. Корпус взрывозащитного устройства выполнен в виде нижней цилиндрической части, средней конической части и верхней цилиндрической части. В нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор. К верхней цилиндрической части корпуса взрывозащитного устройства крепится узел разрывной мембраны с герметизирующей прокладкой. Футерованный грузовой затвор защищает корпус взрывозащитного устройства от прогорания. Между взрывозащитными элементами и футерованным грузовым затвором установлены быстроразрушающиеся под воздействием первичного импульса взрывной волны элементы с датчиками для оповещения начальной фазы ЧС. Достигается повышение надежности защиты технологического оборудования от взрывов. 1 ил.

Изобретение относится к взрывозащитным устройствам. Взрывозащитное устройство с разрывной мембраной содержит корпус, разрывной элемент мембранного типа, футерованный грузовой затвор, подвижно соединенный с корпусом защищаемого объекта. Подвижное соединение футерованного грузового затвора с корпусом защищаемого объекта выполнено в виде по крайней мере, трех направляющих стержней, на другом конце стержней закреплены упорные пластины, на которых закреплены взрывозащитные элементы взрывозащитного устройства. Корпус взрывозащитного устройства выполнен в виде нижней цилиндрической части, средней конической части и верхней цилиндрической части. В нижней цилиндрической части размещен футерованный грузовой затвор, а к верхней цилиндрической части корпуса взрывозащитного устройства крепится узел разрывной мембраны с герметизирующей прокладкой посредством крепежных элементов. Между взрывозащитными элементами и футерованным грузовым затвором установлены быстроразрушающиеся под воздействием первичного импульса взрывной волны элементы, выполненные в виде втулок. На быстроразрушающихся элементах закреплены датчики системы оповещения начальной фазы чрезвычайной ситуации. Достигается повышение эффективности и надежности защиты технологического оборудования от взрывов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх