РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН Российский патент 2023 года по МПК F16K11/44 F16K31/126 

Изобретение относится к системам автоматического управления для регулирования расходов газогенераторного газа в составе ракетных двигателей.

Известны конструкции золотниковых распределительных клапанов, предназначенных для изменения направления движения среды в трубопроводах или одновременного регулирования нескольких потоков среды, например конструкция пневмоуправляемого распределительного клапана - см. google клапан пневмоуправляемый - DIN - «ЭКОМАШ», в котором между неподвижными седлами, выполненными в форме отверстия в корпусе, на штоке, проходящий через одно из седел, закреплен запорный орган, взаимодействующий с седлом, а на другом конце шток жестко закреплен с подпружиненным управляющим поршнем.

Недостатками такого клапана являются узкое целевое назначение - с малым давлением рабочего тела и узким рабочим температурным диапазоном.

Известно близкое по технической сущности к предлагаемому распределительному клапану трехходовое распределительное устройство, см. его схему а.с. 666351, содержащее корпус с каналами и седла и установленный между ними на штоках исполнительный орган - золотник при этом штоки проходят через седла: один для жесткого соединения с поршневым приводом в управляющей полости, а другой для опоры в направляющем отверстии в стенке корпуса. Золотник переходит с одного седла на другое при перемещении поршня при подаче управляющего давления в одну из двух имеющихся полостей управления, разделяемых поршнем.

Недостатками трехходового распределительного устройства являются:

- сложность конструкции из-за наличия перепускных связей в системе управления подачи и сброса давления из управляющих полостей;

- узкий рабочий температурный диапазон и не возможность применения поршневого управления при работе с высокотемпературным газогенераторным газом (сложности в уплотнении двух имеющихся полостей управления, разделяемых поршнем).

Цель изобретения - расширение температурного диапазона при работе регулирования расходов газогенераторного газа.

В предлагаемом распределительном клапане, который работает при высоких температурах, на торцах по оси цилиндрического корпуса имеется два переходника с полостями, в которые противоположно установлены мембранные приводы. При подаче управляющего давления на один из мембранных приводов мембрана привода прогибается и перемещает опору со штоком и закрепленном на нем золотник с одного седла на другое, открывая проход через седло и перекрывая другое, перераспределяя таким образом поток рабочего тела в нужный выходной патрубок. Применение мембран предохраняет утечку рабочего тела из корпуса в управляющую полость, повышая надежность в эксплуатации распределительного клапана. Кроме этого, в конструкции имеется соединение входного канала с одним из выходных каналов, минуя проход через седло, при этом при открытии седла расход через канал увеличится. Для уменьшения температурной нагрузки на мембранные приводы изнутри корпуса стенки переходников защищаются при помощи шайб теплоизоляционных.

Такое исполнение предлагаемого распределительного клапана обеспечивает надежную работу при регулировании расходов высоко - температурного газогенераторного газа в ракетном двигателе.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид распределительного клапана.

Распределительный клапан состоит: из полого цилиндрического корпуса 1 с тремя полостями и с входным патрубком - каналом 2 для центральной входной полости и выходными патрубками - каналами 3 и 4 для боковых выходных полостей. В центральной полости на противоположных стенках корпуса выполнены седла 8 и 9, установлен золотник 5 на штоке 6 между седлами и концы штока проходят через седла и в направляющие отверстия переходников 10 и 14. В переходники установлены приводы мембранные 11 и 12 с мембранами 13 и 18 взаимодействующие с опорами 7 и 15 на концах штоков. Стенки полости переходников, соединенных с полостью выходных каналов, защищены шайбами теплоизоляционными 16 и 17.

При работе газогенератора, газ из него поступает в центральный патрубок - канал 2 и расходится, одна часть газа проходит в центральную входную полость и далее через открытое седло 9 поступает через патрубок -канал 3 к одному из потребителей, другая часть газогенераторного газа идет через обводную трубку и через патрубок - канал 4 к другому потребителю. При подаче управляющего давления в мембранный привод 11 мембрана его перемещает золотник от седла 8 к седлу 9, увеличивая расход через патрубок - канал 4 и уменьшая расход через седло 9 в патрубок - канал 3. При сбросе давления в управляющей полости мембранного привода 11 и при подаче управляющего давления в мембранный привод 12 его мембрана 13 перемещает золотник от седла 9 к седлу 8, т.е. в первоначальное положение золотника, обеспечивая надежную работу при регулировании расхода высокотемпературного газогенераторного газа в ракетном двигателе.

Изобретение относится к системам автоматического управления для регулирования расходов газогенераторного газа в составе ракетных двигателей. Распределительный клапан имеет два мембранных привода 11 и 16, установленных в переходники 10 и 14, соединенных с корпусом 1, и действующие на тарельчатые опоры 7 и 15 концов штока 6, проходящими в направляющих отверстиях переходников через седла 8 и 9, между которыми расположен золотник 5. При подаче управляющего давления в мембранный привод, мембрана которого, прогибаясь, перемещает шток с золотником от одного седла к другому. Применение мембран предохраняет утечку рабочего тела из корпуса в управляющую полость, повышая надежность в эксплуатации распределительного клапана. Кроме этого в конструкции имеется соединение входного канала с одним из выходных каналов, минуя проход через седло, при этом при открытии седла расход через канал увеличится. Для уменьшения температурной нагрузки на мембранные приводы изнутри корпуса стенки переходников защищены теплоизоляционными шайбами. Такое исполнение предлагаемого распределительного клапана обеспечивает надежную работу при регулировании расходов высокотемпературного газогенераторного газа в ракетном двигателе. 1 ил.

Распределительный клапан, содержащий цилиндрический корпус с тремя патрубками и тремя полостями в центральной входной полости между седел, выполненных на стенках корпуса, размещен золотник, установленный на штоке, концы которого проходят через седла в направляющие отверстия, отличающийся тем, что по краям цилиндрического корпуса в переходниках установлены противоположно мембранные приводы, действующие на тарельчатые опоры, закрепленные на концах штока, и концы которого расположены в направляющих отверстиях переходников, причем золотник перекрывает проход в одну выходную полость, которая соединена дополнительно с входным патрубком, а стенки переходников со стороны корпуса защищены теплоизоляционными шайбами.