седло регулятора расхода горячего газа

Классы МПК:F16K5/12 устройства для видоизменения участка канала с целью изменения расхода в процессе поворачивания крана 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (ОАО "Корпорация "МИТ") (RU),
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-09-14
публикация патента:

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования регуляторов расхода горячего газа, работающих на продуктах сгорания ракетных топлив. Седло регулятора расхода горячего газа выполнено из эрозионностойкого металлического сплава и имеет расходное отверстие. Входная часть седла вокруг расходного отверстия выполнена прямоугольной формы и облицована втулкой из углеродного материала. Поверхность втулки из углеродного материала, контактирующая с заслонкой, и входная поверхность входной части седла выполнены эквидистантными. Эквидистантная поверхность втулки из углеродного материала выступает относительно эквидистантной поверхности седла, выполненной из эрозионностойкого металлического сплава. Изобретение направлено на повышение надежности за счет уменьшения эрозионного уноса расходного отверстия седла. 5 ил. седло регулятора расхода горячего газа, патент № 2464472

седло регулятора расхода горячего газа, патент № 2464472 седло регулятора расхода горячего газа, патент № 2464472 седло регулятора расхода горячего газа, патент № 2464472 седло регулятора расхода горячего газа, патент № 2464472

Формула изобретения

Седло регулятора расхода горячего газа, выполненное из эрозионно-стойкого металлического сплава и имеющее расходное отверстие, отличающееся тем, что входная часть седла вокруг расходного отверстия выполнена прямоугольной формы и облицована втулкой из углеродного материала, а поверхность втулки из углеродного материала, контактирующая с заслонкой, и входная поверхность входной части седла выполнены эквидистантными, а эквидистантная поверхность втулки из углеродного материала выступает относительно эквидистантной поверхности седла, выполненной из эрозионно-стойкого металлического сплава.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к регуляторам расхода горячего газа, работающим на продуктах сгорания ракетных топлив и обеспечивающих управление летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания и крена.

Одной из основных задач для конструкций регуляторов расхода, работающих на продуктах сгорания твердых топлив, является снижение нагрузки на привод, которая зависит от коэффициента трения в паре, регулирующей минимальное расходное сечение регулятора.

Известна конструкция регулятора расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и, по крайней мере, одним выходным патрубками, седло с расходным отверстием, установленное в каждый выходной патрубок, заслонку, контактирующую с седлом по одинаковым поверхностям, при этом седло выполнено составным, часть седла, контактирующая с заслонкой, выполнена из углеродного материала, а остальная - из жаропрочного металлического сплава (п. № 2376518, кл. F16K 5/12, F16K 5/04, G05D 7/00, 2009 г.).

Недостатком этой конструкции является тот факт, что наблюдается унос боковых кромок расходного отверстия части седла, изготовленного из углерода, из-за наличия вихревых течений.

Известна конструкция газораспределительного клапана, содержащего корпус с входным и выходным патрубками с расходными отверстиями, расположенную в корпусе заслонку, кинематически связанную с валом и установленную по отношению к валу и выходному патрубку с зазором, при этом заслонка и выходной патрубок контактируют между собой по одинаковым поверхностям (п. № 2377460, кл. F16K 11/085, F16K 5/12, F16K 5/04, 2009 г.).

Недостаток такой конструкции заключается в том, что обычно заслонки и выходные патрубки изготавливаются из жаропрочных вольфрамомолибденовых сплавов, обладающих значительным коэффициентом трения, порядка 0,4седло регулятора расхода горячего газа, патент № 2464472 0,5, что приводит к повышенному шарнирному моменту в паре деталей, регулирующих минимальное расходное сечение регулятора, а это, в свою очередь, приводит к увеличению массы всех узлов регулятора и мощности привода, что для ракетной техники неприемлемо.

Задачей изобретения является создание конструкции седла с требуемой надежностью работы за счет исключения эрозионного уноса расходного отверстия седла при обеспечении минимального шарнирного момента.

Указанная задача решается тем, что в седле регулятора расхода горячего газа, выполненном из эрозионностойкого металлического сплава и имеющем расходное отверстие, входная часть седла вокруг расходного отверстия выполнена прямоугольной формы и облицована втулкой из углеродного материала, а поверхность втулки из углеродного материала, контактирующая с заслонкой, и входная поверхность входной части седла выполнены эквидистантными, а эквидистантная поверхность втулки из углеродного материала выступает относительно эквидистантной поверхности седла, выполненной из эрозионностойкого металлического сплава.

На фиг.1 изображен общий вид регулятора расхода горячего газа.

На фиг.2 изображено сечение А-А.

На фиг.3 изображено седло (выноска Б).

На фиг.4 изображено сечение В-В седла.

На фиг.5 изображено сечение В-В варианта исполнения седла.

Седло 1 установлено в корпус 2, который имеет входной 3 и выходной 4 патрубки. Также в корпус 2 установлена заслонка 5, кинематически соединенная с валом 6. Заслонка по отношению к седлу и валу установлена с радиальным зазором для обеспечения постоянного контакта с седлом за счет поджатия ее к седлу давлением продуктов сгорания (фиг.1, 2).

Седло 1 (фиг.3, 4, 5) выполнено из эрозионностойкого металлического сплава и имеет расходное отверстие 7, входная часть 8 седла вокруг отверстия 7 выполнена прямоугольной формы и облицована втулкой 9 из углеродного материала (графита различных марок, пироуглерода, изотропного пироуглерода и т.д.).

Расходное отверстие 7 седла 1 выполняется обычно прямоугольной формы для обеспечения линейной расходной характеристики регулятора расхода.

Втулка 9, выполненная из углеродного материала, установлена снаружи входной части 8 седла, выполненной из металлического сплава. Поверхность 10 втулки 9, контактирующая с заслонкой 5, и входная поверхность 11 входной части 7 седла выполнены эквидистантными, а эквидистантная поверхность втулки из углеродного материала выступает относительно эквидистантной поверхности седла, выполненной из эрозионностойкого металлического сплава, на величину «седло регулятора расхода горячего газа, патент № 2464472 ».

При работе горячие газы поступают к седлу 1 и истекают наружу. Заслонка контактирует по цилиндрической или сферической поверхности с втулкой 9, выполненной из углеродного материала, тем самым обеспечивается минимальный коэффициент трения, а следовательно, и минимальный шарнирный момент.

Благодаря тому, что минимальное сечение седла выполнено из жаропрочного эрозионностойкого металлического сплава (молибдена, вольфрама и т.д.), на кромках которого происходит вихревое течение продуктов сгорания, отсутствует унос кромок входной части 7 седла.

Выполнение входной части 8, расположенной вокруг расходного отверстия 7 седла 1, прямоугольной формы и облицовка втулкой 9 из углерода обеспечивает исключение поворота входной части 8 и втулки 9 относительно друг друга.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, решена задача - увеличена надежность работы за счет отсутствия эрозионного уноса кромок седла при обеспечении минимального шарнирного момента.

Класс F16K5/12 устройства для видоизменения участка канала с целью изменения расхода в процессе поворачивания крана 

высокотемпературное дроссельное устройство -  патент 2527807 (10.09.2014)
шаровой затвор из кермета и способ его изготовления -  патент 2525965 (20.08.2014)
узел пары заслонка и седло регулятора расхода горячего газа -  патент 2520798 (27.06.2014)
газораспределительный клапан -  патент 2497034 (27.10.2013)
бифункциональный клапан "игр" -  патент 2493462 (20.09.2013)
клапан для регулирования расхода горячего газа -  патент 2493461 (20.09.2013)
газораспределительный клапан -  патент 2466320 (10.11.2012)
регулятор расхода горячего газа -  патент 2457382 (27.07.2012)
клапан для регулирования расхода горячего газа -  патент 2456494 (20.07.2012)
клапан "игр" -  патент 2453752 (20.06.2012)
Наверх