Отсечной клапан Российский патент 2018 года по МПК F16K17/40 

Изобретение относится к области отсечки тяги РДТТ и направлено на совершенствование отсечных клапанов, работающих на продуктах сгорания ракетных топлив.

Известна конструкция отсечного клапана, состоящего из корпуса, соединенного жестко с комбинированной заглушкой, содержащей сферическую и цилиндрическую части, сопла, кольцевого детонирующего заряда, охватывающего цилиндрическую часть заглушки, электродетонатора, установленного напротив кольцевого детонирующего заряда, выполненного с кольцевой кумулятивной канавкой, направленной в сторону цилиндрической части заглушки, при этом внутренняя часть корпуса и комбинированная заглушка защищены теплоизолятором (А.М. Липанов, А.В. Алиев. Проектирование ракетных двигателей твердого топлива. Москва. Машиностроение. 1995 г. Стр. 306. Рис. 8.36), принятого за прототип.

Недостаток такой конструкции заключается в том, что не достигается необходимая надежность срабатывания узла отсечки тяги. Кроме того, при длительном нахождении в вакууме или в агрессивной среде, например в морских условиях, необходимо обеспечить герметизацию полости, в которой находится детонирующий заряд, а это не обеспечивается. Таким образом снижается надежность работы отсечного клапана.

Задачей изобретения является повышение надежности работы отсечного клапана.

Указанная задача достигается тем, что в отсечном клапане, состоящем из корпуса, соединенного жестко с комбинированной заглушкой, содержащей сферическую и цилиндрическую части, сопла, кольцевого детонирующего заряда, охватывающего цилиндрическую часть заглушки, электродетонатора, установленного напротив кольцевого детонирующего заряда, выполненного с кольцевой кумулятивной канавкой, направленной в сторону цилиндрической части заглушки, при этом внутренняя часть корпуса и комбинированная заглушка защищены теплоизолятором, кольцевой детонирующий заряд поджат втулкой из эрозионного пресс-материала, корпус и втулка выполнены в месте контакта с детонирующим зарядом в форме кольцевой канавки, радиус которой равен радиусу поперечного сечения детонирующего заряда, расстояние между торцевыми поверхностями корпуса и втулки, ближайшими к цилиндрической части заглушки, равно ширине кумулятивной канавки детонирующего заряда, в корпусе расположен фиксатор, выполненный в виде штифта с головкой в форме заостренной пластины, на которую с натягом установлены концы детонирующего заряда, при этом расстояние от торца электродетонатора, ближайшего к детонирующему заряду, составляет величину от 0,22 до 0,85 величины наружного диаметра детонирующего заряда, расстояние от детонирующего заряда до цилиндрической части комбинированной заглушки составляет величину от 0,78 до 1,2 величины наружного диаметра детонирующего заряда, за комбинированной заглушкой со стороны детонирующего заряда установлена герметизирующая заглушка, дополнительно установлен электродетонатор, расположенный симметрично относительно оси симметрии пластины фиксатора, которая выполнена в продольном сечении заостренной.

На фиг. 1 изображен общий вид отсечного клапана.

На фиг. 2 изображены укладка детонирующего заряда и расположение электродетонатора.

На фиг. 3 изображены выноска «Б» в увеличенном масштабе взаимного расположения детонирующего заряда, заглушки и электродетонатора.

На фиг. 4 изображены выноска «В» в увеличенном масштабе и установка фиксатора детонирующего заряда.

На фиг. 5 изображены сечение «Д-Д» в увеличенном масштабе (установка фиксатора детонирующего заряда относительно детонирующего заряда).

Отсечной клапан (фиг. 1, 2) содержит корпус 1, жестко соединенный с комбинированной заглушкой, содержащей сферическую 2 и цилиндрическую 3 части, в корпусе 1 расположен кольцевой детонирующий заряд 4, охватывающий цилиндрическую часть 3 комбинированной заглушки.

В корпусе 1, напротив кольцевого детонирующего заряда 4, установлен электродетонатор 5. Внутренняя часть корпуса 1 и комбинированная заглушка защищены теплоизолятором 6. В корпус 1 установлен вкладыш 7 из эрозионно-стойкого пресс-материала. Кольцевой детонирующий заряд 4 поджат к торцевой стенке 8 корпуса 1 втулкой 9 из эрозионно-стойкого пресс-материала, на которой выполнена кольцевая канавка, в которую установлено уплотнительное кольцо 10. Втулка 9 установлена в корпус 1 на герметике и соединена с соплом 11, также выполненным из эрозионно-стойкого пресс-материала, при помощи гайки 12. В сопло 11 установлена на адгезионном составе герметизирующая заглушка 13. Кольцевой детонирующий заряд 4 (фиг. 3) выполнен с кумулятивной канавкой 14, направленной в сторону цилиндрической части 3 комбинированной заглушки. Торцевая поверхность 15 втулки 9 в месте контакта с кольцевым детонирующим зарядом 4 выполнена в форме кольцевой канавки, радиус которой равен радиусу поперечного сечения детонирующего заряда 4. Таким же образом выполнена торцевая стенка 8 корпуса 1 в месте контакта с детонирующим зарядом 4. Торцевые поверхности 8 и 15 переходят в параллельные поверхности 16 и 17, расстояние между которыми равно ширине кумулятивной канавки 14. Между концами 18 и 19 кольцевого детонирующего заряда 4 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5) с натягом установлен фиксатор 20, который выполнен в виде штифта с головкой в форме заостренной пластины 21, установленного заподлицо в цилиндрическое отверстие корпуса 1 на адгезионном составе или запрессован в него. Дополнительно установлен еще один электродетонатор 5, расположенный симметрично оси симметрии пластины 21 (фиг. 2). Расстояние h от торца 22 электродетонатора 5, ближайшего к детонирующему заряду 4, составляет величину от 0,22 до 0,85 величины его наружного диаметра, полученное экспериментально. Расстояние Н от детонирующего заряда 4 до перерубаемой преграды составляет величину от 0,78 до 1,2 величины его наружного диаметра, также полученное экспериментально.

Соединение втулки 9 с соплом 11 при помощи гайки 12 предотвращает вылет втулки 9 под действием усилий от взрыва детонирующего заряда 4.

Установка герметизирующей заглушки 13, уплотнительного кольца 10 и втулки 9 в корпус 1 на герметике обеспечивает герметизацию детонирующего заряда.

Выполнение втулки 9 из эрозионно-стойкого материала защищает корпус от разрушения продуктами сгорания топлива.

Установка фиксатора исключает сдвиг детонирующего заряда 4. Выполнение торцевых поверхностей 8, 15, 16 и 17 определенной формы обеспечивает не только исключение осевого перемещения, но также уменьшает воздействие взрыва детонирующего заряда 4 при разрушении его оболочки.

Установка двух электродетонаторов 5 обеспечивает повышение надежности срабатывания детонирующего заряда 4.

В процессе работы через входной патрубок продукты сгорания топлива, имеющие высокую температуру и давление, поступают во внутреннюю полость отсечного клапана и благодаря тому, что внутренняя полость защищена теплоизолятором 6, не происходит преждевременного вскрытия заглушки. При подаче электрического сигнала на электродетонатор 5 происходит передача детонации к кольцевому детонирующему заряду 4, комбинированная заглушка разрушается и под действием давления продуктов сгорания вылетает из корпуса. Под действием давления разрушается герметизирующая заглушка 13 и также вылетает из сопла.

Таким образом, предложенная конструкция отсечного клапана обеспечивает повышение надежности работы отсечного клапана за счет исключения осевого и радиального перемещения детонирующего заряда и герметизации полости, в которую установлен детонирующий заряд.

Изобретение относится к области отсечки тяги РДТТ. Отсечной клапан состоит из корпуса, соединенного жестко с комбинированной заглушкой, содержащей сферическую и цилиндрическую части, сопла, кольцевого детонирующего заряда, охватывающего цилиндрическую часть заглушки, электродетонатора, установленного напротив кольцевого детонирующего заряда, выполненного с кольцевой кумулятивной канавкой, направленной в сторону цилиндрической части заглушки. Внутренняя часть корпуса и комбинированная заглушка защищены теплоизолятором. Кольцевой детонирующий заряд поджат втулкой из эрозионного пресс-материала, корпус и втулка выполнены в месте контакта с детонирующим зарядом в форме кольцевой канавки, радиус которой равен радиусу поперечного сечения детонирующего заряда. Расстояние между торцевыми поверхностями корпуса и втулки, ближайшими к цилиндрической части заглушки, равно ширине кумулятивной канавки детонирующего заряда, в корпусе расположен фиксатор, выполненный в виде штифта с головкой в форме заостренной пластины, на которую с натягом установлены концы детонирующего заряда. Таким образом повышается надежность работы отсечного клапана. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Отсечной клапан, состоящий из корпуса, соединенного жестко с комбинированной заглушкой, содержащей сферическую и цилиндрическую части, сопла, кольцевого детонирующего заряда, охватывающего цилиндрическую часть заглушки, электродетонатора, установленного напротив кольцевого детонирующего заряда, выполненного с кольцевой кумулятивной канавкой, направленной в сторону цилиндрической части заглушки, при этом внутренняя часть корпуса и комбинированная заглушка защищены теплоизолятором, отличающийся тем, что кольцевой детонирующий заряд поджат втулкой из эрозионно-стойкого пресс-материала, корпус и втулка выполнены в месте контакта с детонирующим зарядом в форме кольцевой канавки, радиус которой равен радиусу поперечного сечения детонирующего заряда, причем расстояние между торцевыми поверхностями корпуса и втулки, ближайшими к цилиндрической части заглушки, равно ширине кумулятивной канавки детонирующего заряда, в корпусе расположен фиксатор, выполненный в виде штифта с головкой в форме заостренной пластины, на которую с натягом установлены концы детонирующего заряда.

2. Отсечной клапан по п. 1, отличающийся тем, что расстояние от торца электродетонатора, ближайшего к детонирующему заряду, составляет величину от 0,22 до 0,85 величины наружного диаметра детонирующего заряда, расстояние от детонирующего заряда до цилиндрической части комбинированной заглушки составляет величину от 0,78 до 1,2 величины наружного диаметра детонирующего заряда.

3. Отсечной клапан по п. 1, отличающийся тем, что втулка из эрозионно-стойкого пресс-материала, поджимающая детонирующий заряд, установлена в корпус на герметике и соединена с соплом гайкой и уплотнительным кольцом, а в сопло установлена герметизирующая заглушка.

4. Отсечной клапан по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно установлен электродетонатор, расположенный симметрично относительно оси симметрии пластины фиксатора.

5. Отсечной клапан по п. 1, отличающийся тем, что пластина фиксатора выполнена в продольном сечении заостренной.