КЛАПАН ПЕРЕПУСКА РАБОЧЕГО ТЕЛА Российский патент 1994 года по МПК F02C9/18 

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к выполнению клапана перепуска рабочего тела для регулирования расхода топлива через форсунки основной и форсажной камер сгорания газотурбинного двигателя.

Известен клапан перепуска рабочего тела, содержащий заслонку, соединенную посредством тяги с подпружиненным поршнем, установленным в цилиндрическом корпусе с образованием полости, соединенной с топливной системой. При повышении давления топлива в системе заслонка открывается и подвод воздуха увеличивается. Если давление топлива в системе (регуляторе) падает, заслонка прикрывается [1] .

Однако в связи с большими температурами, имеющими место при регулировании расхода топлива в камерах сгорания двигателя, клапан вынесен из зоны высоких температур. Такое выполнение снижает температуру, при которой работает клапан, но в запоршневой области образуется застойная зона, где нет циркуляции воздуха или топлива, что повышает его теплонапряженность.

Известен также клапан перепуска рабочего тела, содержащий цилиндрический корпус, на оси которого установлен поршень со штоком, разделяющий полость корпуса на предпоршневую и запоршневую полости [2] .

Однако в связи с недостаточно эффективным охлаждением штока и поршня (охлаждается только с наружной стороны) надежность данного регулятора недостаточно высока.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения охлаждения штока и поршня с наружной и внутренней сторон.

Указанная цель достигается тем, что клапан перепуска рабочего тела, содержащий установленный в корпусе поршень со штоком с образованием штоковой и поршневой полостей, дополнительно содержит дефлектор с кольцевым выступом, имеющий осевой и радиальный каналы, крышку с входными отверстиями, закрытыми фильтровальной сеткой, и предохранительную пружинную шайбу, поршень со штоком имеет центральный канал, в котором установлен дефлектор, образующий кольцевой канал со стенкой штока, имеющей жиклерное отверстие, соединяющее кольцевой канал со штоковой полостью, крышка установлена на кольцевом выступе дефлектора в поршневой полости и соединена с пружинной шайбой, установленной между поршнем и крышкой.

На фиг. 1 представлен продольный разрез клапана перепуска рабочего тела; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1.

Клапан перепуска рабочего тела содержит установленный в корпусе 1 поршень 2 со штоком 3 с образованием штоковой и поршневой полостей 4 и 5. Клапан дополнительно содержит дефлектор 6 с кольцевым выступом 7, имеющий осевой и радиальный каналы 8 и 9, крышку 10 с входными отверстиями 11, закрытыми фильтровальной сеткой 12, и предохранительную пружинную шайбу 13. Поршень 2 со штоком 3 имеет центральный клапан 14, в котором установлен дефлектор 6, образующий кольцевой канал 15 со стенкой штока 3, имеющей жиклерное отверстие 16, соединяющее кольцевой канал 15 со штоковой полостью 4. Крышка 10 установлена на кольцевом выступе 7 дефлектора 6 в поршневой полости 5 и соединена с пружинной шайбой 13, установленной между поршнем 2 и крышкой 10.

Для подвода и отвода рабочего тела в корпусе 1 выполнены соответственно отверстия 17 и 18, а поршень 2 подпружинен пружиной 19.

При работе регулятора перепуска рабочего тела в поршневую полость 5 поступает топливо с определенным давлением, которое, действуя на стенку поршня 2, перемещает его в сторону штоковой полости 4 (если давление топлива высокое). При этом шток 3 открывает заслонку для прохода воздуха (не показана). Если давление топлива в поршневой полости 5 снижается, то поршень 2 перемещается в прежнее положение при помощи пружины 19.

Как показали экспериментальные исследования шток 3 и поршень 2 находятся в напряженных по температуре условиях работы.

Для улучшения условий работы часть топлива из поршневой полости 5 через фильтровальную сетку 12, отверстия 11, радиальные каналы 9 поступает в осевой канал 8 дефлектора 6, омывает его с двух сторон и выходит через жиклерное отверстие 16 на слив. На режимах работы клапана, когда нагрузки особенно велики или засорена фильтровальная сетка 12, пружинная шайба 13 отклоняется от стенки поршня 2 и она охлаждается. Далее топливо через радиальные каналы 9, осевой канал 8, жиклерное отверстие 16 выходит на слив, охлаждая дополнительно элементы клапана.

Фильтровальная сетка 12 необходима для очистки топлива, для предотвращения засорения жиклерного отверстия 16.

Необходимо также отметить, что жиклерное отверстие 16 и выходной торец дефлектора 6 расположены у разных концов штока 3. Это обеспечивает интенсивность охлаждения за счет петлеобразного прохода рабочего тела по каналам.

Топливо проходит через фильтровальную сетку 12, отверстия 11, радиальные каналы 9, осевой канал 8 дефлектора 6, а далее движется в обратную сторону по кольцевому каналу 15 к жиклерному отверстию 16, чем обеспечивается отсутствие застойных зон внутри штока 3 и охлаждение его с двух сторон.

Использование: авиадвигателестроение, в регуляторе перепуска рабочего тела. Сущность изобретения: при засорении фильтровальной сетки повышается давление в поршневой полости, пружинная шайба упруго деформируется, образуя зазор между крышкой и поршнем, через который топливо проходит в штоковую полость. Предохранительная пружинная шайба используется также для компенсации неточности изготовления входящих в размерную цепь деталей. 3 ил.

КЛАПАН ПЕРЕПУСКА РАБОЧЕГО ТЕЛА, содержащий установленный в корпусе поршень со штоком с образованием штоковой и поршневой полостей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он содержит дефлектор с кольцевым выступом, имеющий осевой и радиальный каналы, крышку с входными отверстиями, закрытыми фильтровальной сеткой, и предохранительную пружинную шайбу, поршень со штоком имеет центральный канал, в котором установлен дефлектор, образующий кольцевой канал со стенкой штока, имеющей жиклерное отверстие, соединяющее кольцевой канал со штоковой полостью, крышка установлена на кольцевом выступе дефлектора в поршневой полости и соединена с пружинной шайбой, установленной между поршнем и крышкой.