КЛАПАН ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГОРЯЧЕГО ГАЗА
CONTROL VALVE FOR HOT GAS

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование конструкций клапанов, работающих в условиях высоких температур до 2300К и давлений до 10 Мпа и используемых для управления летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания и крена.
Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, седло с расходным отверстием и двумя выступами, расположенными с обеих сторон от расходного отверстия седла и имеющими общее сквозное цилиндрическое отверстие, в которое установлена цилиндрическая заслонка с расходным отверстием, заслонка соединена кинематически с валом привода (патент РФ №2121098 кл. 6 F16K 5/12, 1995 г.).
Недостаток такой конструкции заключается в том, что в процессе работы в щель между цилиндрическими поверхностями попадают твердые частицы продуктов сгорания твердых топлив (это может быть сажа или окислы металлов). Наличие частиц в зазоре приводит к увеличению нагрузочной характеристики, что в свою очередь требует увеличения мощности привода и увеличения размеров всех деталей кинематической цепи клапана.
Известна аналогичная конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, в которой на наружной цилиндрической поверхности регулирующего элемента (заслонки) выполнена кольцевая проточка на всю ширину расходного окна (отверстия) регулирующего элемента (патент РФ №2194206 кл.7 F16K 5/04 1997 г.).
Хотя эта конструкция позволила снизить величину нагрузочной характеристики, но все же она оставалась значительной из-за наличия щелей в местах контакта заслонки с выступами седла. Путь увеличения зазора между цилиндрическими поверхностями выступов заслонки был исключен, т.к. это приводило к нарушению регулирования расхода продуктов сгорания через клапан и увеличению утечек через закрытый клапан.
Целью изобретения является снижение нагрузочной характеристики клапана.
Указанная цель достигается тем, что в клапане для регулирования расхода горячего газа, состоящем из корпуса с входным и, по крайней мере, с одним выходным патрубком, в котором установлено седло с двумя выступами, расположенными с обеих сторон от расходного отверстия седла и выполненными с общим цилиндрическим отверстием, в которое установлена цилиндрическая заслонка, кинематически связанная с валом привода, на обоих выступах со стороны, наиболее удаленной от расходного отверстия седла, выполнены срезы, проходящие по плоскостям, перпендикулярным оси расходного отверстия седла, и через их цилиндрические отверстия, при этом расстояние между крайними точками по цилиндрическому отверстию выступов равно 0,8…0,9 минимального диаметра d заслонки, контактирующего с выступами седла.
На фиг.1 изображен общий вид клапана.
На фиг.2 изображено сечение А-А.
На фиг.3 изображено седло клапана.
На фиг.4 изображен вид Б на седло.
Клапан состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками (клапан может иметь два выходных патрубка), в выходной патрубок установлено седло 4, выполненное с двумя выступами 5, расположенными с обеих сторон от расходного отверстия 6 седла 4. В выступах 5 выполнено общее цилиндрическое отверстие 7, в которое установлена цилиндрическая заслонка 8 с расходным отверстием 9. Заслонка 8 кинематически соединена с валом 10 привода. На обоих выступах 5 выполнены срезы 11, проходящие по плоскостям, перпендикулярным оси 12 расходного отверстия 6 седла 4, и через их цилиндрические отверстия 7. Расстояние Н между крайними точками 13 и 14 по цилиндрическому отверстию 7 выступов 5 равно 0,8…0,9 минимального диаметра d заслонки 8, контактирующего с выступами 5 седла 6. Такой разброс объясняется допусками на изготовление. Нижний предел, чтобы как можно больше было открытой поверхности заслонки, верхний предел - чтобы заслонка не выпала из седла.
При работе клапана продукты сгорания поступают внутрь корпуса, подходят к седлу и при совмещении их расходных отверстий истекают наружу. Благодаря тому что выступы выполнены одинаковыми, при вращении заслонки в различных направлениях обеспечиваются одинаковые условия для снятия налипшей сажи. Из-за того что на выступах седел выполнены срезы, сажа не препятствует свободному вращению заслонки и не происходит увеличения нагрузочной характеристики в паре заслонка - седло. Помимо снижения нагрузочной характеристики снижается вес и уменьшаются габариты клапана, особенно при наличии двух выходных патрубков.
Таким образом, достигаются положительные эффекты, а именно снижается нагрузочная характеристика клапана, снижаются вес и габариты клапана.