КЛАПАН ТОПЛИВНЫЙ ПНЕВМОУПРАВЛЯЕМЫЙ Российский патент 2024 года по МПК F16K31/126 F16K1/06 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, к арматуре систем подачи топлива из баков низкого давления.

Известны дистанционно пневмоуправляемые клапаны, состоящие из корпуса с входным и выходными патрубками, седла, подпружиненного запорного органа со штоком и пневматического поршневого привода (см. книгу Добровольский М.В. «Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования.», МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005 г., стр. 301, Рис. 6. 12а). Приведенный отсечной пневматический клапан прямого действия с поршневым приводом применяется для перекрытия магистралей.

Применение поршневого привода ограничивает применение клапана при криогенных температурах с рабочим телом - жидкий кислород и т.д.

Известны конструкции клапанов для открытия, в которых установлен сильфонный привод. Схему клапана такого типа, взятого за прототип изобретения, см. в книге Эдельман А.И. «Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей», «Машиностроение», 1970, Рис. 2.5, стр. 51. Клапан нормально закрыт с сильфонным приводом, седло перекрыто тарельчатым запорным органом со штоком, который жестко соединен с сильфоном. При подаче управляющего давления сильфон сжимается, перемещает шток и отрывает - запорный орган от седла.

Недостатком этого клапана является следующие:

- после открытия проходного сечения запорный орган находится в потоке рабочего тела и создает дополнительное гидросопротивление к сопротивлению поворота потока;

- большое время закрытия, так как клапан закрывается от усилия пружины при спаде управляющего давления до определенной величины;

- в открытом положении большое гидравлическое сопротивление, т.к. запорный орган, находится в потоке рабочего тела и кроме этого гидросопротивление увеличивается из-за поворота потока рабочего тела в клапане;

- клапан имеет значительный вес при больших проходных сечениях входного патрубка, а также наличие резьбовых соединений крышек с корпусом с применением неметаллических (мягких) уплотнений, которые ограничивают применение клапана при криогенных температурах рабочей среды.

Целью предлагаемого изобретения является создание клапана с минимальным весом и соответственно габаритами, работающего при криогенных температурах рабочего тела и с минимальным гидравлическим сопротивлением.

Поставленная цель достигается тем, что клапан установлен в баке с рабочим телом с криогенной температурой и состоит из сильфонного привода с патрубками, который крепится опорами над седлом, выполненным вокруг заборника. Седло закрыто запорным органом в виде тарели, соединенной штоком с сильфоном, установленным в корпусе привода. В сильфоне установлена пружина, поджимающая запорный орган со штоком к седлу. Седло в виде кольцевого плоского выступа выполнено вокруг заборника бака. Корпус сильфонного привода герметично соединен с выходящим из него подвижным штоком дополнительным уплотняющим сильфоном.

Установка клапана в баке облегчает суммарный вес изделия и уменьшает гидравлическое сопротивление.

Сущность изобретения поясняется чертежом Фиг. 1, где представлен общий вид клапана с сильфонным приводом.

Клапан топливный пневмоуправляемый (см. Фиг. 1) установлен в баке 1 над заборником 2 бака и состоит из: корпуса сильфонного привода 3 с патрубком на «открытие» 4 и с патрубком на «закрытие» 5 и с сильфоном 6, установленном на опоре 7 над седлом 8, выполненным вокруг заборника 2. Седло 8 перекрыто тарелью 9, поджатой через шток 10 пружиной И, установленной в сильфоне 6. Корпус 3 сильфонного привода герметично соединен со штоком, уплотненным сильфоном 12.

Клапан нормально закрыт и при подаче управляющего давления в штуцер 4 на «открытие» сильфон 6 сжимается и перемещает шток, отрывая тарель 9 от седла 8, и рабочее тело выходит из бака с минимальным гидравлическим сопротивлением, так как тарель не находится в потоке рабочего тела, выходящего из бака. Для быстрого закрытия клапана, не сбрасывая давления в полости на «открытие», допускается подавать соответствующее давление газа в полость на «закрытие» через патрубок 5.

Таким образом, установка клапана в топливном баке:

- уменьшило гидравлическое сопротивление при истечении рабочего тела из бака;

- уменьшило суммарный вес клапана и бака, уменьшило количество корпусных узлов и деталей клапана;

- клапан работает при криогенных температурах рабочего тела.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, к арматуре системам подачи топлива из баков низкого давления в различных областях техники. Клапан топливный пневмоуправляемый содержит сильфонный привод с патрубками для подачи управляющего давления, в корпусе которого установлена пружина с сильфоном, шток с установленным на нем запорным органом, седло. Причем сильфонный привод со штоком и запорным органом установлен в топливном баке и крепится опорами над седлом, выполненным вокруг заборника бака, а корпус сильфонного привода герметично соединен уплотняющим сильфоном с выходящим из него штоком. Изобретение направлено на уменьшение гидравлического сопротивления при истечении рабочего тела из бака, уменьшение суммарного веса клапана и возможности работы при криогенных температурах рабочего тела. 1 ил.

Клапан топливный пневмоуправляемый, содержащий сильфонный привод с патрубками для подачи управляющего давления, в корпусе которого установлена пружина с сильфоном, шток с установленным на нем запорным органом, седло, отличающийся тем, что сильфонный привод со штоком и запорным органом установлен в топливном баке и крепится опорами над седлом, выполненным вокруг заборника бака, а корпус сильфонного привода герметично соединен уплотняющим сильфоном с выходящим из него штоком.