РЕГУЛЯТОР РАСХОДА Российский патент 1997 года по МПК G05D7/00 F02K9/58 

Изобретение относится к ракетной технике и может найти широкое применение при создании агрегатов регулирования, в частности ЖРД, работающих на криогенных компонентах.

В настоящее время при создании агрегатов регулирования находят применение регуляторы, значительно уменьшающие гидродинамические силы, воздействующие на пустотелую с острой фаской на конце гильзу (а.с. N 221445), но из-за отсутствия уплотнительных элементов они не обеспечивают полную отсечку компонента при больших (порядка 35МПа (350кгс/см²) перепадах давлений на гильзе.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, повышение устойчивости и уменьшение утечек в закрытом положении.

Это достигается тем, что во внутренней полости втулки выполнен канал для подвода компонента к дросселирующей щели, острая фаска выполнена на конце наружной поверхности гильзы, а седло выполнено с профилированной наружной поверхностью. Внутренняя поверхность стенки корпуса расположена за профилированным седлом и выполнена в виде прямого торца, переходящего в коническую поверхность.

В корпусе коаксиально плунжеру установлена перфорированная полая гильза, перекрывающая острую кромку не менее чем на 1/2 хода гильзы.

Указанная совокупность признаков проявляет в предлагаемом регуляторе расхода новые свойства, заключающиеся в устранении влияния эжекции, что повышает устойчивость и позволяет снизить утечки.

Таким образом, предлагаемое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Регулятор расхода представлен на чертеже, где:
1 корпус, 2 втулка, 3 профилированное седло, 4 канал, 5 - направляющие пояски втулки, 6 гильза, 7 острая фаска гильзы, 8 пружина, 9 входная втулка, 10 перфорированная полая гильза, 11 манжета, 12 - профилированный отражатель корпуса.

В корпус 1 установлены втулка 2 с профилированным седлом 3, каналом 4 для протока компонента и поясками 5 разного диаметра на наружной поверхности, которые служат направляющими для цилиндрической полой гильзы 6 с наружной острой фаской 7, пружина 8, входная втулка 9, перфорированная полая гильза 10, перекрывающая острую кромку гильзы не менее чем на 1/2 хода гильзы, подпружиненная манжета 11. За торцом профилированного седла 3 втулки 2 выполнен профилированный отражатель корпуса 12.

При запуске двигателя компонент подается на вход корпуса 1 и через входную втулки 9, канал 4 во втулке 2, дросселирующую щель между профилированным седлом 3 и гильзой 6 с острой фаской на конце после взаимодействия с профилированным отражателем корпуса попадает на выход регулятора.

При повышении перепада давлений между входом и выходом до заданного значения усилие от перепада давления компонента на эффективной площади гильзы, образованной разницей диаметров направляющих поясков 5 втулки 2, преодолевает усилие пружины 8 и гильза перемещается, перекрывая проходное сечение регулятора по заданному закону в зависимости от увеличения перепада давлений на гильзе.

Постоянная подпитка компонентом зоны острой фаски гильзы компенсирует унос компонента вследствие эжекции из зоны, расположенной за фаской. Поэтому эжекция не оказывает существенного влияния на устойчивую работу регулятора.

В определенной степени на повышение устойчивости влияет наличие профилированного отражателя 12, который служит, во-первых, для гашения энергии струи, а во-вторых, для симметричного и равномерного выхода компонента из зоны профилированного седла 3 втулки 2 и гильзы 6.

Возможные пульсации давления на выходе регулятора гасятся на отверстиях перфорированной полой гильзы 10 и не достигают острой фаски 7 гильзы 6, что также повышает устойчивость регулятора.

Создание регулятора расхода данной конструкции позволяет повысить устойчивость регулятора расхода за счет уменьшения влияние эжекции при работе в широком диапазоне перепадов давлений и регулируемых расходов и уменьшить диаметр отсечки гильзы, что способствует уменьшению утечки через закрытый регулятор.

Использование: в ракетной технике для создания агрегатов регулирования, в частности ЖРД, работающих на криогенных компонентах. Сущность изобретения: регулятор расхода, содержащий корпус, в котором размещена втулка с направляющими поясками, коаксиально которым установлена цилиндрическая подпружиненная полая гильза с острой кромкой на конце, образующей с поверхностью профилированного седла дросселирующую щель. При этом направляющие пояски на втулке выполнены на ее наружной поверхности. Гильза с острой кромкой на конце расположена снаружи втулки. Во втулке выполнен сквозной канал. Острая кромка выполнена на конце гильзы со стороны ее наружной поверхности, а седло размещено внутри гильзы и выполнено с профилированной наружной поверхностью. Внутренняя поверхность стенки корпуса может быть размещена за седлом и выполнена в виде прямого торца, переходящего в коническую поверхностью. А дополнительно к пружине может быть коаксиально установлена перфорированная полая гильза. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Регулятор расхода, содержащий корпуc, в котором размещена втулка с направляющими поясками, коаксиально которым установлена цилиндрическая подпружиненная полая гильза с острой кромкой на конце, образующей с поверхностью профилированного седла дросселирующую щель, отличающийся тем, что направляющие пояски на втулке выполнены на ее наружной поверхности, гильза с острой кромкой на конце расположена снаружи втулки, во втулке выполнен сквозной канал, причем острая кромка выполнена на конце гильзы со стороны ее наружной поверхности, а седло размещено внутри гильзы и выполнено с профилированной наружной поверхностью. 2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность стенки корпуса размещена за профилированным седлом и выполнена в виде прямого торца, переходящего в коническую поверхность. 3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что коаксиально пружине дополнительно установлена перфорированная полая гильза, перекрывающая острую кромку гильзы на расстояние, равное не менее половины ее хода.