Устройство комбинированного газового клапана дирижабля

Изобретение относится к воздухоплаванию. Комбинированный газовый клапан дирижабля имеет корпус с отверстием проточной части для пропуска газа, тарелку клапана с герметичным посадочным поясом, механизм управления открытием и закрытием тарелки клапана. Он снабжен жесткими качалками, расположенными по периметру круга вокруг центральной оси под начальным углом не менее 3-х градусов между продольной осью качалки и вертикалью. Жесткие качалки закреплены одним концом в шарнире с двумя степенями свободы на поверхности тарелки клапана, а другим концом - в шарнире с тремя степенями свободы на поверхности основания корпуса. Степень свободы вертикального смещения качалки ограничена упругим элементом и регулировочным винтом момента начала открытия клапана. Изобретение направлено на повышение герметичности. 4 ил.

 

Изобретение относится к авиации, в частности к воздухоплаванию, а именно к устройству комбинированных газовых клапанов дирижабля.

Комбинированные газовые клапаны дирижабля используются для выпуска воздуха или несущего газа из оболочки как в автоматическом, так и в управляемом режиме. Такое объединение функций, реализованное в одной конструкции клапана, дает преимущества, уменьшая общее количество клапанов на дирижабле или аэростате. Поэтому комбинированные клапаны получили широкое распространение на всех типах дирижаблей и, главным образом, в мягких и полужестких. При необходимости, комбинированный клапан может быть трансформирован только в управляемый или только в автоматический. Для этого достаточно снять с него соответствующие детали.

Один из самых распространенных дефектов газовых клапанов в эксплуатации - снижение степени герметичности, что приводит к дополнительным потерям несущего газа из оболочки. Газовые клапаны дирижаблей имеют большие габаритные размеры и дефект снижения герметичности, главным образом, является следствием ударной посадки посадочного пояса тарелки клапана на седло корпуса. Из-за этого возникают условия для его микроотскока в момент касания, сопровождающегося микросмещениями и неплотным прилеганием.

Последнее время стали развиваться конструкции, у которых тарелке клапана придается совмещенное поступательное и вращательное движение, причем поступательное движение на закрытие клапана идет сначала с нарастанием скорости до максимума, а затем с убыванием до нуля или до определенного минимального значения. С началом поступательного движения клапана на закрытие одновременно нарастает скорость вращательного движения и она продолжает быстро расти до момента касания посадочного пояса клапана с седлом на его корпусе. Близкая к нулю поступательная скорость и максимальная окружная скорость в момент касания означает, что клапан в процессе рабочих циклов постоянно герметизируется, притираясь к седлу, и тем самым обеспечивается поддержание его необходимой герметичности.

Закон изменения скоростей при совмещенном поступательно-вращательном движении тарелки клапана легко обеспечивается отклонением конца продольного упругого элемента при его деформировании от вертикального положения. Однако возможны и другие варианты конструкций, обладающие своими существенными положительными качествами.

Известно устройство комбинированного газового клапана дирижабля (С.А. Лосик, И.А. Козлов. «Оборудование дирижаблей», М., ГИОП НКАП СССР, 1939, стр. 29, рис. 23б «Газовый клапан Гэметер 12» и стр. 29, рис. 23в «Конструктивная схема клапана Гуднир 18»), которое может открываться и закрываться автоматически под действием перепада давлений на тарелке клапана и принудительно посредством тросового управляемого привода.

Недостатком этих устройств комбинированных газовых клапанов является ударная посадка тарелки клапана на седло в момент закрытия проходного сечения, сложная приводная кинематика и большое количество деталей.

Известно устройство комбинированного клапана (Ю.С. Бойко. «Воздухоплавание в изобретениях», М., Транспорт, 1999, стр. 87, рис. 76. Авторское свидетельство СССР №497195), в котором для принудительного открытия клапана используется тросовой привод от электромеханизма, а автоматическое открытие осуществляется под действием перепада давления на тарелке клапана. При этом свободный участок троса между клапаном и электромеханизмом привода деформируется, не мешая отходу тарелки от седла в режиме автоматической работы.

Недостатком этого устройства комбинированного газового клапана также является ударная посадка тарелки клапана на седло в момент закрытия проходного сечения и большое количество деталей.

В качестве прототипа выбрано устройство комбинированного газового клапана дирижабля, приведенное в кн.: Ю.С. Бойко. «Воздухоплавание в изобретениях». М., Транспорт, 1999, стр. 87, рис. 76. Авторское свидетельство СССР №497195.

Задачей изобретения является создание устройства комбинированного газового клапана дирижабля с кинематикой, обеспечивающей совмещенное поступательное и вращательное возвратно-поступательное движение тарелки клапана.

Задача изобретения решается тем, что совмещенное поступательное и вращательное движение тарелки клапана реализуется с участием жестких качалок и цилиндрических пружин.

Технический результат характеризуется следующими существенными признаками.

С целью обеспечения совмещенного прямолинейного и вращательного возвратно-поступательного движения тарелки клапана он снабжен:

- не менее чем тремя жесткими качалками, расположенными по периметру круга вокруг центральной оси клапана под начальным углом не менее 3-х градусов между продольной осью качалки и вертикалью;

- жесткие качалки закреплены одним концом в шарнире с двумя степенями свободы, например, на поверхности тарелки клапана, а другим концом - в шарнире с тремя степенями свободы, например, на поверхности основания корпуса;

- степень свободы вертикального смещения качалки ограничена упругим элементом и регулировочным винтом момента начала открытия клапана;

- с целью обеспечения обратного хода тарелки клапана на закрытие качалки связаны с корпусом клапана регулируемыми пружинами.

На Фиг. 1 показан общий вид устройства комбинированного газового клапана в состоянии «Закрыт».

На Фиг. 2 показаны положение тарелки комбинированного газового клапана и его кинематики в состоянии «Открыт».

На Фиг. 3 показан вид на основание корпуса комбинированного газового клапана снизу.

На Фиг. 4 показан график изменения поступательной и окружной составляющей скорости клапана при его движении на закрытие.

Устройство комбинированного газового клапана дирижабля по Фиг. 1-4 включает в себя корпус (1), стойки корпуса (2), основание корпуса (3), тарелку клапана (4), качалки (5), пружины качалки (6), нижний шарнир качалки с тремя степенями свободы (7), упругий элемент нижнего шарнира (8), упор ограничения кругового движения (9), упор ограничения открытого положения клапана (10), посадочное место установки механизма управления открытием и закрытием клапана (11), регулировочный винт (12), верхний шарнир качалки с двумя степенями свободы (13).

Качалки (5) через нижний шарнир с тремя степенями свободы (7) связаны с основанием корпуса (3), а через верхний шарнир с двумя степенями свободы (13) с тарелкой клапана (4).

Регулируемые пружины качалки (6) одним концом связаны со стойками корпуса (2), а другим с качалками (5).

Устройство комбинированного газового клапана дирижабля работает следующим образом (Фиг. 1-4):

В момент достижения давления в оболочке выше давления настройки клапана, тарелка (4) отходит от посадочного седла корпуса (1), преодолевая усилие упругого элемента (8). Далее качалки (5), преодолевая усилие пружин (6), отклоняются от исходного положения в сторону и вниз так, что центры шарниров (7) и (13) качалок (5) все время остаются на поверхности воображаемого цилиндра, описанного вокруг них. Тем самым тарелке клапана (4) задается совмещенное поступательно-вращательное движение.

Шарниры (7) и (13) устраняют усилия скручивания качалок (5) при их движении. При этом момент начала открытия клапана можно регулировать винтом (12), изменяющим начальные усилия в упругом элементе (8).

После выпуска из оболочки дирижабля некоторого количества газа давление в ней снижается настолько, что на площади тарелки клапана (4) возникает сила, направленная в сторону закрытия клапана. Под действием силы от перепада давления и усилий пружин (6), воздействующих на качалки (5), тарелка клапана (4) начинает двигаться по траектории совмещенного поступательно-вращательного движения к посадочному седлу на корпусе (1). График изменения поступательной и окружной составляющих скоростей тарелки клапана (4) соответствует виду Фиг. 4.

В результате посадочный пояс тарелки клапана (4) касается седла на корпусе (1) с поступательной скоростью, близкой к нулю, и с максимальной окружной скоростью, с которой он входит в касательное торможение, т.е. герметизируется и, одновременно, притирается, обеспечивая равномерное прилегание сопрягаемых поверхностей. Повторение описанной операции при каждом срабатывании клапана на закрытие сохраняет герметичность клапана в течении всего срока его эксплуатации.

Изменение скоростей закрытия клапана осуществляется подбором начальных усилий пружин (6) при помощи регулировочных винтов.

Аналогично описанный процесс происходит при управляемом открытии или закрытии тарелки клапана (4) от встроенного механизма, который закрепляется по месту установки (11).

Однако в этом случае момент открытия клапана и скорости его движения определяются характеристикой механизма управления.

Предложенное устройство комбинированного газового клапана дирижабля позволило получить конструкцию, в которой совмещенное поступательно-вращательное движение тарелки клапана (4) получено путем использования жестких качалок (5) с отдельными пружинами (6), и обеспечить возможность раздельного регулирования момента открытия клапана и скоростей его движения.

Комбинированный газовый клапан дирижабля, имеющий корпус с отверстием проточной части для пропуска газа, тарелку клапана с герметичным посадочным поясом, механизм управления открытием и закрытием тарелки клапана, отличающийся тем, что с целью обеспечения совмещенного прямолинейного и вращательного возвратно-поступательного движения тарелки клапана он снабжен не менее чем тремя жесткими качалками, расположенными по периметру круга вокруг центральной оси клапана под начальным углом не менее 3-х градусов между продольной осью качалки и вертикалью, причем жесткие качалки закреплены одним концом в шарнире с двумя степенями свободы, например на поверхности тарелки клапана, а другим концом в шарнире с тремя степенями свободы, например на поверхности основания корпуса, при этом степень свободы вертикального смещения качалки ограничена упругим элементом и регулировочным винтом момента начала открытия клапана, а с целью обеспечения обратного хода тарелки клапана на закрытие качалки связаны с корпусом клапана регулируемыми пружинами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к воздухоплаванию. Устройство комбинированного газового клапана дирижабля имеет корпус с отверстием и проточной частью для пропуска воздуха, седло клапана с герметичным посадочным поясом, элементы конструкции, создающие возможность совмещенного прямолинейного и вращательного возвратно-поступательного движения тарелки клапана, поводок управления с возможностью углового перемещения посредством присоединенной к проушине поводка тяги приводного механизма.

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода среды (воздуха) и может быть использовано в промышленности и энергетике, в частности в системах отвода остаточных тепловыделений АЭС.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей отрасли, и может быть использовано в устьевом оборудовании для нефтегазовых скважин, в эксплуатации нефтепроводов, водоводов, газопроводов.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в устройствах запорных устьевого оборудования, как по своему функциональному назначению, так и как обратный клапан при аварийных остановках.

Изобретение относится к оборудованию топливных систем летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в качестве исполнительного устройства запорного клапана в бытовых газовых счетчиках на объектах жилищно-коммунального хозяйства.

Изобретение относится к предохранительным устройствам, установленным на трубопроводах. .

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к кранам с предохранительным устройством. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к гидропневмоавтоматике, и предназначено для управления подачей рабочей жидкости к исполнительным сервомеханизмам в гидро- или пневмоприводах различных машин.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования при разработке устройств для систем перекрытия и сброса давления в коммуникациях. Клапан запорный игольчатый картриджного монтажа содержит корпус, состоящий из двух взаимодействующих между собой частей.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для регулирования давления и расхода на нагнетательных трубопроводах, и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической и металлургической промышленности при регулировании процессов перекачки жидких и газовых сред.

Клапан // 2613796
Изобретение относится к арматуростроению, а именно к клапанам с пневматическим управлением, и предназначено для пуска и отсечки рабочего тела в широком диапазоне давлений, в том числе и в условиях низких температур.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, предназначенной для регулирования давления и расхода на нагнетательных трубопроводах, и может быть использовано в газовой, нефтяной химической и металлургической отраслях промышленности при регулировании процессов перекачки жидких и газовых сред.

Изобретение относится к запорной арматуре, применяющейся для газообразных сред, и может быть использовано, в частности, в пробоотборных емкостях. Клапан газоплотный содержит основание 1, корпус 2, по меньшей мере четыре уплотнительных кольца 5, 6, 7 и 8 из полимерного упругого материала и шпиндель 3 с золотником 3а.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано на магистральных трубопроводах для регулирования расхода газа и перекрытия потока газа с заданной герметичностью.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в гидравлических испытательных стендах и других устройствах. Пневмогидравлический клапан отсечной высокого давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками для подвода и отвода рабочей среды, подводными отверстиями 4, 5 для подачи воздуха, управляющего работой запирающего клапана.

Изобретение относится к регулирующим клапанам, а именно к составному устройству управления потоком для применения с клапанами для текучей среды. Элемент управления потоком для клапана содержит гильзу, имеющую первый и второй концы, причем первый конец включает в себя отогнутый край.

Изобретение относится к арматуростроению, в частности к клапанам, и предназначено для использования в радиаторе или теплообменнике в системе подогрева или охлаждения.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Устройство управляемого газового клапана дирижабля имеет корпус с отверстием и проточной частью для пропуска воздуха, седло клапана с герметичным посадочным поясом, элементы конструкции для совмещенного прямолинейного и вращательного возвратно-поступательного движения клапана.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Комбинированный газовый клапан дирижабля имеет корпус с отверстием проточной части для пропуска газа, тарелку клапана с герметичным посадочным поясом, механизм управления открытием и закрытием тарелки клапана. Он снабжен жесткими качалками, расположенными по периметру круга вокруг центральной оси под начальным углом не менее 3-х градусов между продольной осью качалки и вертикалью. Жесткие качалки закреплены одним концом в шарнире с двумя степенями свободы на поверхности тарелки клапана, а другим концом - в шарнире с тремя степенями свободы на поверхности основания корпуса. Степень свободы вертикального смещения качалки ограничена упругим элементом и регулировочным винтом момента начала открытия клапана. Изобретение направлено на повышение герметичности. 4 ил.

Наверх