ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН СИСТЕМЫ СМАЗКИ

Предлагаемая полезная модель относится к запорным клапанам систем смазки, например, газотурбинного двигателя.
Известна система смазки (см. Авиационный турбовинтовой двигатель ГТД - 3Ф, «Техническое описание», М., В/О «Авиаэкспорт», стр.56) газотурбинного двигателя, в магистрали нагнетания масла к подшипниковым опорам которого, после фильтра установлен запорный (отсечной) клапан, состоящий из конического элемента с хвостовиком, перемещающимся в цилиндрическом седле.
В хвостовике имеются сектора, для протока масла, а уплотнение происходит по конической поверхности элемента и кольцевой конической опорной поверхности седла. Уплотнительная коническая поверхность элемента и опорная поверхность седла имеют угол 90°.
Давление открытия клапана и усилие прижима к седлу обеспечиваются пружиной с регулировочными шайбами.
3
Недостатком известного запорного клапана является недостаточная герметичность из-за неплотного прилегания конических металлических поверхностей, при этом утечки составляют, приблизительно, до 2 кап/мин, т.е. 3,6 см/час.
В результате недостаточной герметичности, при создании избыточного (над атмосферным) давления, происходят перетечки масла на остановленном двигателе из маслобака к подшипниковым опорам, их переполнение и, как следствие, попадание масла в камеру сгорания, что приводит к факелению на запуске и повышенному расходу масла.
Техническим результатом, на решение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание запорного клапана, устраняющего перетечки масла из бака к подшипниковым опорам на
неработающем двигателе при повышенном давлении в маслобаке, способного использоваться при повышенной (до 170°С) температуре масла.
Технический результат достигается тем, что в запорном клапане системы смазки ГТД, содержащем конический элемент с хвостовиком, поджатый пружиной к опорной поверхности цилиндрического седла и установленный в нем с возможностью перемещения, причем угол конуса элемента составляет 90°, на коническом элементе выполнена кольцевая канавка, заполненная завулканизированной в ней резиновой смесью, а уплотнительная кромка и опорная поверхность седла образуют угол 100°. Резиновая смесь может быть выполнена на основе фторкаучука.
Отличительными признаками является наличие кольцевой канавки на коническом элементе, заполненной завулканизированной в ней резиновой смесью, а уплотнительная кромка и опорная поверхность седла образуют угол 100°. Резиновая смесь может быть выполнена на основе фторкаучука.
Отличительные признаки позволяют, за счет разности углов поверхностей α - седла клапана равный 100° и β - конуса элемента равный 90°, и усилия пружины, создавать необходимый натяг по температуро-устойчивой резине на основе фторкаучука, заполняющей канавку на коническом элементе, и выдерживать температуры до 170°С.
Продольный разрез запорного клапана представлен на чертеже, и описан ниже.
Запорный клапан состоит из конического элемента 1 с хвостовиком, имеющего угол конуса 90°, и седла 2. На поверхности конуса выполнена кольцевая канавка «К», заполненная завулканизированной в ней резиновой смесью, в частности, на основе фторкаучука. Конический элемент 1 установлен с возможностью перемещения в седле 2. Седло 2 имеет уплотнительную кромку «Л» и опорную поверхность «М», образующие угол 100°. Для создания усилия прижима к седлу 2 и натяга по резине конического элемента 1 установлена пружина 3. Для настройки давления открытия
клапана, предусмотрены регулировочные шайбы 4, размещенные в корпусе 5.
Конический элемент 1 с седлом 2 и пружиной 3 зафиксированы с двух сторон в корпусе 5 стопорными кольцами 6.
На корпусе 5 выполнены канавки под уплотнительные кольца, благодаря чему запорный клапан, как отдельный модуль, может быть использован в маслосистемах ГТД.
При работе нагнетающей ступени маслонасоса, масло подается на вход клапана. Конический элемент 1 совершает рабочий ход и остается открытым в течение всего запуска и режимов работы в условиях повышенных температур до 170°С.
2
2
В момент отключения двигателя, когда давление на выходе из маслонасоса падает, клапан, настроенный на определенное давление открытия (например 0,55...0,7 кгс/см), закрывается, предотвращая переполнение подшипниковых опор, на выбеге и в течение всего периода останова двигателя, в том числе и в момент повышенного давления в баке (наддува бака) до 0,3 кгс/см выше атмосферного, обеспечивает герметичность масляной системы и предотвращает перетекание масла из бака к подшипниковым опорам и предохраняет их от переполнения, повышая надежность работы ГТД.
Угол α=100° на седле 2 обеспечивает вначале возможность, касания конического элемента 1 поверхностью, заполненной резиновой смесью, и создания необходимого натяга 0,13...0,3 мм по уплотняющей кромке «Л»,а также для обеспечения герметичности, пока коническая поверхность элемента 1, имеющая угол β=90°, не коснется опорной поверхности «М» седла клапана и не ограничит натяг по резиновой смеси.
В дальнейшем, независимо от прикладываемых к клапану усилий, натяг по резине увеличиться не может, что предохраняет резиновую смесь от разрушения.
3
3
3
Экспериментальные исследования показали, что за счет выполнения кольцевой канавки на коническом элементе, заполненной резиновой смесью и угла 100°, образованного опорной поверхностью и уплотнительной кромкой седла, герметичность запорного клапана выросла в 10 раз, т.к. герметичность запорного клапана, выбранного в качестве прототипа, составляла 3,6 см/час, а герметичность запорного клапана, согласно предложенной полезной модели, составляет 0,0036 см/час.