БЛОК КЛАПАНОВ Российский патент 2002 года по МПК F16K1/00 

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к агрегатам автоматики жидкостных ракетных двигателей.

В гидравлических системах управления агрегатами иногда наряду с опережением открытия одного из клапанов требуется обеспечение надежного открытия второго клапана с определенной скоростью при задержке роста управляющего давления, а также задержка закрытия клапана в момент останова ракетного двигателя при спаде управляющего давления до величины более низкой, чем та, при которой происходило начало открытия.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является устройство по SU 211980 А, кл. F 16 К 15/00, 1968 г., в котором блок клапанов для агрегатов автоматики жидкостных ракетных двигателей содержит корпус с двумя парами входных и выходных штуцеров, два нормально закрытых подпружиненных затвора с гидротормозом и общим гидроприводом.

Задачей изобретения является расширение границ применения блока клапанов при сохранении преимуществ разновременности срабатывания клапанов и преимуществ блочного исполнения (меньшие масса и габариты, сокращение количества стыков).

Технический результат изобретения достигается тем, что управляющее давление подводится к поршню привода, имеющему две различные чувствительные площади, с разных сторон: через канал в корпусе и через отверстие подвижного штока, на одном конце которого выполнено седло, в процессе движения поршня совместно с жестко связанным с ним затвором одного из клапанов, после открытия этого клапана перекрывается отверстие в штоке, вследствие чего снимается воздействие управляющего давления на одну из чувствительных площадей поршня.

Это решение позволяет обеспечить задержку закрытия одного из двух затворов при отключении гидравлической установки, после закрытия первого затвора, а также безостановочное движение двух затворов в случае прекращения роста управляющего давления при включении установки.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого блока клапанов, в разрезе; на фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сверху, частичный разрез.

Блок имеет привод (поршень) 8, жестко связанный с затвором 10, гидротормоз, образованный направляющей 6 и тем же поршнем 8 с жиклером Б, подвижный шток, выполненный заодно с затвором 7, в котором выполнены каналы, подводящие управляющее давление, и седлом А, корпус 11 с соединительными штуцерами, пружины 5 и 9, обратный клапан, вмонтированный в крышку 1 и состоящий из затвора 3, направляющей 4, пружины 2.

Блок клапанов работает следующим образом.

К штуцеру крышки 1 от агрегата питания подводится рабочая жидкость, которая, воздействуя на затвор 3, открывает обратный клапан и через штуцер В корпуса выходит из блока к агрегатам - потребителям системы, а затем с пониженным давлением возвращается к штуцеру Г корпуса и, пройдя через седло Д, выходит из блока и поступает на вход в агрегат питания.

Рабочая жидкость, подведенная к штуцеру Е от другого агрегата питания, по каналам в корпусе и затворе подводится к поршню с разных сторон и создает усилие, направленное на открытие и равное разности усилий, полученных от действия давления на чувствительную площадь поршня диаметром 3 и площадь поршня диаметром Ж.

При достижении открывающим усилием значения усилия пружины 9 поршень совместно с затвором 10 перемещается, сообщая сливную полость со штуцером дренажа.

При дальнейшем перемещении поршень упирается в седло затвора 7, доступ рабочей жидкости к поршню по каналу в затворе прекращается и давление, действующее на чувствительную площадь Ж поршня, падает, так как полость гидротормоза через жиклер Б сообщена с дренажной полостью. Происходит быстрое нарастание усилия, направленного на открытие, и поршень привода движется в сторону открытия практически без дальнейшего повышения управляющего давления, преодолевая усилие пружины 5 и усилие от перепада давления на затворе 7, при этом затвор 10 садится на седло Д корпуса, тем самым разобщая дренаж со сливной линией, а затвор 3 обратного клапана - с нагнетательной линией первого агрегата питания.

Темп движения системы регулируется жиклером Б.

Рабочая жидкость, подведенная к штуцеру Е, пройдя через седло И, через штуцер В выходит из блока к агрегатам - потребителям системы и возвращается к штуцеру Г блока и далее уходит в дренаж.

При включении ракетного двигателя по мере спада давления рабочий жидкости подвижная система возвращается в исходное положение, причем возврат затвора 10 произойдет при давлении существенно более низком, чем его начало движения на открытие, так как до момента отрыва поршня от седла А затвора 7 отключен доступ рабочей жидкости высокого давления к чувствительной площади Ж поршня.

Реализация предлагаемого изобретения приведет к существенному сокращению количества агрегатов, автоматики, и, следовательно, к уменьшению массы установки и к снижению ее стоимости.

Изобретение предназначено для управления агрегатов автоматики жидкостных ракетных двигателей. Блок клапанов содержит корпус с двумя парами входных и выходных штуцеров, два нормально закрытых подпружиненных затвора с гидротормозом и общим гидроприводом. Общий привод выполнен в виде дифференциального поршня. Поршень снабжен затвором и двумя уплотнительными поясами. Затвор совместно с взаимодействующими элементами образуют три полости. Одна из них постоянно заполнена управляющим рабочим телом. Вторая полость постоянно сообщена со сливом. Третья полость перед открытием блока сообщена со входом в клапан через выполненный в подвижном затворе канал с седлом. Седло взаимодействует в процессе открытия с затвором на дифференциальном поршне и постоянно сообщено через выполненный в подвижном затворе жиклер меньшего диаметра, чем диаметр канала в подвижном затворе, со сливом. Изобретение позволяет расширить область применения блока клапанов, снизить его габариты и вес. 2 ил.

Блок клапанов преимущественно агрегатов автоматики жидкостных ракетных двигателей, содержащий корпус с двумя парами входных и выходных штуцеров, два нормально закрытых подпружиненных затвора с гидротормозом и общим гидроприводом, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, снижения габаритов и веса, общий привод выполнен в виде дифференциального поршня, который снабжен затвором и двумя уплотнительными поясами, образующими совместно с взаимодействующими элементами три полости, одна из которых постоянно заполнена управляющим рабочим телом, вторая постоянно сообщена со сливом, а третья перед открытием блока сообщена со входом в клапан через выполненный в подвижном затворе канал с седлом, взаимодействующим в процессе открытия с затвором на дифференциальном поршне, и постоянно сообщена через выполненный в подвижном затворе жиклер меньшего диаметра, чем диаметр канала в подвижном затворе, со сливом.