ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН
GAS CONTROL VALVE

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на создание конструкций клапанов, работающих при высоких температурах и давлениях и используемых для управления летательным аппаратом по каналам крена.
Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, седло и заслонку, контактирующие друг с другом по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям, заслонка соединена с валом, а в заслонке и седле выполнены расходные отверстия (патент RU №2079023 С1, кл. F16K 5/04, 5/12, 10.05.1997).
Недостаток этой конструкции заключается в том, что наличие одного выходного патрубка не обеспечивает реверса тяги.
Известна конструкция газораспределительного клапана горячего газа, содержащая корпус с входным и двумя выходными патрубками, в каждый выходной патрубок установлено седло с расходным отверстием, контактирующее с заслонкой по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям, а каждая заслонка кинематически связана с собственным валом, а расходные отверстия в седле выполнены прямоугольной формы одна из сторон которого расположена в плоскости, перпендикулярной оси вала (патент RU 2355931 С1, кл. F16K 5/12, F16K 5/04, 20.05.2009).
Данная конструкция обеспечивает реверс тяги, но имеет недостаток, заключающийся в том, что требуется наличие двух рулевых машинок для регулирования расхода рабочего тела через седла, а это в свою очередь приводит к увеличению массы всего изделия, а в некоторых случаях это невозможно выполнить по условиям компоновки летательного аппарата.
Целью предлагаемого изобретения является уменьшения массы изделия.
Указанная цель достигается тем, в газораспределительном клапане, состоящем из корпуса, входного и двух выходных патрубков, в каждый из которых установлено седло с расходным отверстием, выполненным прямоугольной формы, одна из сторон которого проходит через плоскость, перпендикулярную оси вала, заслонок, контактирующих с седлами по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям, перпендикулярным оси вала, а ось входного патрубка и оси расходных отверстий седел расположены в одной плоскости, обе заслонки соединены с одним валом, в котором выполнена П-образная выборка со стороны входного патрубка, при этом П-образная выборка вала охватывает внутренний диаметр входного патрубка с обеих сторон, в валу выполнены прямоугольные выемки, оси симметрии которых расположены в той же плоскости, что ось входного патрубка и оси расходных отверстий седел, одна пара сторон выемки перпендикулярна оси вала, а в них установлены по посадке заслонки, причем заслонки выступают за наружную поверхность вала и одинаково перекрывают расходные отверстия седел, длина заслонки превышает более чем в два раза длину перекрытого заслонкой расходного отверстия седла, а торец П-образной выборки расположен дальше от входного патрубка, чем заслонка, при этом в заслонках выполнены выборки со стороны входного патрубка, ширина которых не меньше выборки вала и меньше ширины прямоугольных выемок вала.
На фиг.1 изображена конструкция газораспределительного клапана.
На фиг.2 сечение В-В.
На фиг.3 сечение А-А.
На фиг.4 сечение Б-Б.
На фиг.5 вариант установки заслонки, не перекрывающей полностью расходное отверстие седла.
Газораспределительный клапан состоит из корпуса 1 с входным 2 и двумя выходными патрубками 3. В выходные патрубки 3 установлены седла 4 с расходными отверстиями 5. С седлами 4 контактируют по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям 6 и 7, центр которых проходит через ось 8 вала 9, заслонки 10. Заслонки установлены в прямоугольные выемки 11, выполненные в валу 9. Одна пара сторон выемки 11 выполнена перпендикулярно оси 8 вала 9. Заслонка 10 установлена с минимальным зазором в выемку 11. Наружный диаметр вала в месте установки заслонок выполнен меньше диаметра цилиндрической поверхности контакта заслонки и седла. В валу выполнена П-образная выборка 12, боковые поверхности которой перпендикулярны оси 8 вала 9. Ширина выборки Н превышает величину внутреннего диаметра ⌀Д входного патрубка 2 и охватывает его с обеих сторон. В заслонках 10 также выполнены выборки 13, ширина которых не меньше ширины Н выборки 12 вала 9 и меньше, чем ширина прямоугольных выемок вала, в которых установлены заслонки. Торец 14 П-образной выборки 12 расположен дальше от входного патрубка, чем заслонка. Расходные отверстия 5 седел 4 выполнены прямоугольной формы, одна из сторон которого проходит через плоскость, перпендикулярную оси 8 вала 9. В плоскости, перпендикулярной оси 8 вала 9, длина L заслонки 10 превышает длину l перекрытого заслонкой расходного отверстия 5 седла 4 более чем в два раза. На фиг.1 показан вариант, когда заслонка полностью перекрывает расходное отверстие 5 седла 4, а на фиг.5 показан вариант частичного перекрытия расходного отверстия седла. В исходном положении заслонки 10 одинаково перекрывают расходные отверстия 5 седел 4. Седла 4 и заслонки 10 выполнены соответственно одинаковыми. Корпус 1 облицован изнутри эрозионностойким прессматериалом 15. Вал установлен в подшипники 16 и соединен с поводком 17 привода. Между торцом заслонки и обращенным к ней торцом выемки вала выполнен торцевой зазор 18.
При работе продукты сгорания поступают внутрь клапана и через расходное отверстие 5 при повороте вала 9 в одну из сторон истекают наружу, создавая тягу. Так как размер L превышает более чем в два раза размер l, когда одно расходное отверстие 5 полностью открывается, не происходит открытие другого отверстия 5. Благодаря тому, что ширина Н выборки превышает диаметр ⌀Д внутреннего диаметра входного патрубка 2 и торец П-образной выборки расположен дальше, чем заслонка, а в заслонке также выполнена выборка, которая не меньше ширины Н, осуществляется более плавный подвод продуктов сгорания к расходным отверстиям 5 седел 4, что в свою очередь увеличивает коэффициент расхода отверстия седла. Вследствие того, что заслонки установлены по посадке в вал и с торцевым зазором не происходит заклинивания заслонок из-за тепловых расширений вала, седел и заслонок.
Таким образом, благодаря наличию одного общего вала, приводящего в движение обе заслонки, снижается не только вес блока, но и всего изделия, а также упрощается компоновка.