РЕДУКЦИОННЫЙ КЛАПАН С ТЕРМОКОМПЕНСАТОРОМ Российский патент 2023 года по МПК F16K31/122 F16K31/70 

Изобретение относится к области гидро-газовых систем воздушных судов и может быть использовано, в частности, в главном редукторе масляной системы вертолета армейской авиации.

Данное направление сводится к внедрению усовершенствованной системы смазки (с регулируемым давлением масла, поступающего на подшипники), а также применению более термостабильных масел с повышенной вязкостью. Система смазки с регулируемым давлением позволяет обеспечить оптимальную прокачку масла через узел роликоподшипника на всех режимах работы двигателя, а также улучшает его смазку на запуске в условиях низких температур окружающей среды.

Изучив основные технические данные главного редуктора, была рассмотрена идея по повышению рабочего давления масла до максимального значения (с 3…4 кг/см² до 3,5…4 кг/см²). Тем самым, улучшив смазочные характеристики редуктора для предотвращения прорыва масляной пленки.

Для поддержания постоянного рабочего давления, а также для его увеличения в зависимости от температуры масла, был рассмотрен вопрос о замене редукционного клапана перед фильтром тонкой очистки на выходе из нагнетающей ступени масляного агрегата редуктора ВР-8А на редукционный клапан с термокомпенсатором (с биметаллическим регулятором) давления по температуре масла. В качестве прототипа редукционного клапан с термокомпенсатором был использован дозатор ГА-172-00-2, используемый в гидросистеме вертолета Ми-8. Редукционный клапан с термокомпенсатором (биметаллическим регулятором давления масла) был разработан на основе дозатора ГА-172-00-2, используемого в гидросистеме вертолета Ми-8. Применение редукционного клапана с термокомпенсатором позволяет стабилизировать и повысить среднее рабочее давление масла в масляной системе главного редуктора ВР-8А с 3,5 кг/см² при температуре масла 50°С до 4 кг/см² при температуре масла 80°С.

Известные редукционные клапаны, применяемые в гидро-газовых системах воздушных судов, содержащие в корпусе цилиндрической формы седло, чувствительный элемент с направляющей втулкой, нагрузочную пружину, три штуцера (входной, выходной и на слив), полости редукционного клапана, а так же передней и задней полости высокого и низкого давления.

Недостатком редукционного клапана является низкая эффективность работы клапана, обусловленная зависимостью температуры рабочей жидкости от ее вязкости. Так как, при увеличении температуры рабочей жидкости смазочные характеристики ухудшаются.

Техническим результатом является повышение эффективности работы редукционного клапана, за счет добавления в него термокомпенсатора, который увеличит и стабилизирует давление при повышении рабочей жидкости.

На фигуре-1 приведена схема редукционного клапана с термокомпенсатором, где обозначены: 1 - передний корпус; 2 - задний корпус; 3 - соединительные фланцы переднего и заднего корпусов; 4 - входной штуцер подачи масла от нагнетающей ступени масляного агрегата; 5 - выходной штуцер подачи масла к масляному фильтру тонкой очистки; 6 - штуцер подачи масла на слив (на вход в нагнетающую ступень масляного агрегата); 7 - передняя полость (высокого давления); 8 - задняя полость (низкого давления); 9 - кольцевая полость подачи масла в заднюю полость (на слив); 10 - окно между передним корпусом и редукционным клапаном (сливное окно); 11 - окно подвода масла в полость термокорректора давления; регулировочный винт термокорректора; 12 - масляная полость термокомпенсатора; 13 - биметаллическая пружина термокомпенсатора; 14 - передний фиксатор биметаллической пружины термокомпенсатора; 15 - редукционный клапан термокомпенсатора; 16 - задняя крышка термокомпенсатора; 17 - основной редукционный клапан; 18 - корпус редукционного клапана; 19 - пружина редукционного клапана; 20 - задний фиксатор пружины редукционного клапана; 21 - масляная полость редукционного клапана; 22 - крышка масляной полости редукционного клапана; 23 -дренажные каналы масляной полости редукционного клапана; 24 - стойки крепления корпуса редукционного клапана; 25 - уплотнительное кольцо; 26 - упорная крышка пружины редукционного клапана; 27 - крышка регулировочного винта редукционного клапана; 28 - регулировочный винт редукционного клапана; 29 - регулировочный винт клапана термокомпенсатора.

Принцип работы редукционного клапана с терморегулятором. Масло поступает от нагнетающей ступени масляного агрегата через входной штуцер 4 в полость, при этом давление, необходимое для сжатия пружины 13 прямо пропорционально зависит от температуры масла (т.е. при 50 градусах усилие для сжатия пружины составит 3,5 кг/см², а при 80 градусах уже 4 кг/см²), тем самым создается постоянное повышенное (4 кг/см²) давление в маслосистеме редуктора, усилие сжатия пружины при этом напрямую зависит от давления масла, если давление масла <4 кг/см², то оно проходит на прямую к масляному фильтру, если же давление масла возрастает и становится >4 кг/см², то через окно подвода масла 11, оно попадает в полость термокорректора 12, сжимая пружину и воздействуя на редукционный клапан 15, сжимается основная пружина 19 основного редукционного клапана, при этом между передним корпусом 1 и клапаном 15 открывается окно, через которое масло идет на слив, до тех пор пока давление снова не стабилизируется. Согласно закону упругости, у каждого тела своя жесткость. Чем больше жесткость тела (пружины, проволоки, стержня и т.д.), тем меньше оно изменяет свою длину под действием данной силы. Упругость биметаллической пружины также зависит от температурных расширений, на которые непосредственно влияет температура масла, проходящего через редукционный клапан.

Снижение толщины масляной пленки ниже определенного предела из-за недопустимого повышения температуры масла увеличивает опасность непосредственного контакта сопрягаемых поверхностей деталей. При повышении давления прокачки масла температура масла уменьшается, при этом толщина смазочной пленки увеличивается (т.к. с уменьшением температуры масла, его вязкость увеличивается). Тем самым при повышении давления прокачки масла в редукторе до 4 кг/см² (находясь при этом в ТУ), смазывающие свойства масла и его эффективность увеличиваются.

Изобретение относится к области гидрогазовых систем воздушных судов и может быть использовано, в частности, в главном редукторе масляной системы вертолета. Редукционный клапан содержит корпус цилиндрической формы, состоящий из двух частей, имеющий кольцевую полость. Одна часть снабжена входным и выходным штуцером и передней полостью высокого давления, а другая часть - одним выходным штуцером и задней полостью низкого давления. Внутри корпуса расположен стакан с регулятором давления и фиксатором упругого элемента в виде пружины, полостью и направляющей втулкой. Клапан содержит регулировочный механизм затяжки упругого элемента в виде пружины, который установлен на направляющую втулку, клапан термокомпенсатора с упругим элементом в виде биметаллической пружины и окном подвода масла в его масляную полость. Клапан термокомпенсатора содержит регулировочный винт, заднюю крышку, на которой зафиксирован упругий элемент в виде биметаллической пружины, связанный с редукционным клапаном термокомпенсатора. Обеспечивается поддержание постоянного рабочего давления, а также его увеличение в зависимости от температуры масла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Редукционный клапан, содержащий корпус цилиндрической формы, состоящий из двух частей, имеющий кольцевую полость, одна часть снабжена входным и выходным штуцером и передней полостью высокого давления, а другая часть - одним выходным штуцером и задней полостью низкого давления, внутри корпуса расположен стакан с регулятором давления и фиксатором упругого элемента в виде пружины, полостью и направляющей втулкой, отличающийся наличием регулировочного механизма затяжки упругого элемента в виде пружины, который установлен на направляющую втулку, дополнительно установлен клапан термокомпенсатора с упругим элементом в виде биметаллической пружины и окном подвода масла в его масляную полость.

2. Редукционный клапан по п.1, отличающийся тем, что термокомпенсатор содержит регулировочный винт клапана термокомпенсатора, заднюю крышку термокомпенсатора, на которой зафиксирован упругий элемент в виде биметаллической пружины, связанный с редукционным клапаном термокомпенсатора.