ОТСЕЧНОЙ КЛАПАН
SHUT-OFF VALVE

Настоящее изобретение относится к авиационной технике, а именно к отсечным клапанам, регулирующим выработку топлива из баков летательных аппаратов.
На существующих летательных аппаратах порядок выработки топлива из баков осуществляется, как правило, при помощи струйных датчиков уровня топлива вместо применявшихся ранее поплавковых клапанов. Поскольку струйные датчики уровня при выработке топлива давление за собой повышают, а поплавковые клапаны понижают, появилась необходимость создания клапана, который управляется командным давлением, поступающим со струйного датчика.
Из уровня техники известен отсечной клапан (патент RU №166610, опубл. 10.12.2016 г.). Недостатком указанного технического решения является то, что внутренние его элементы образуют с корпусом пару трения металл-металл, что при попадании посторонних частиц в указанную пару трения может привести к заклиниванию клапана и привести к нарушениям работы всей топливной системы.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка. Техническим результатом предлагаемого отсечного клапана является предотвращение его заклинивания и повышение надежности топливной системы летательного аппарата.
Заявленный технический результат достигается отсечным клапаном, содержащим корпус, в верхней части корпуса расположена рабочая полость, в нижней части корпуса расположен основной рабочий канал, выполненные на нижней части корпуса штуцер входного командного давления и штуцер слива, соединенные своими каналами с рабочей полостью, на верхней наружной части корпуса клапана установлен полый цилиндрический поршень, в рабочей полости расположен подпружиненный клапан, имеющий шток и тарелку, при этом подпружиненный рабочий клапан своим штоком соединен с полым цилиндрическим поршнем и выполнен с возможностью регулировки усилия пружины, тарелка рабочего клапана выполнена с возможностью перекрытия канала от штуцера командного давления и канала от штуцер слива, между корпусом отсечного клапана и внутренней поверхностью полого цилиндрического поршня в верхней его части установлен уплотнительный элемент с манжетой, а в нижней части полого цилиндрического поршня между его внутренней поверхностью корпусом отсечного клапана установлены по меньшей мере четыре металлических шарика.
Штуцер подвода командного давления и штуцер слива выполнены с возможностью вращения вокруг своей оси.
Выполнение рабочего клапана с возможностью регулировки усилия пружины позволяет установить необходимое усилие в зависимости от величины командного давления топливной системы.
Наличие между корпусом отсечного клапана и полым цилиндрическим поршнем в верхней его части уплотнительного элемента, закрытого с внешней стороны манжетой, выполненной например из фторопласта, позволяет создать пару трения манжета-поршень с низким коэффициентом трения, а наличие между корпусом отсечного клапана и полым цилиндрическим поршнем в нижней его части по меньшей мере четырех металлических шариков позволяет создать пару качения вместо пары трения, что в совокупности повышает надежность клапана и снижает риск его заклинивания.
Выполнение штуцера подвода командного давления и штуцера слива с возможностью вращения вокруг своей оси позволяет упростить монтаж подходящих к ним трубопроводов на летательном аппарате.
Сущность изобретения поясняется фигурой 1, содержащей общий вид с разрезом корпуса отсечного клапана.
Отсечной клапан состоит из цилиндрического корпуса 1 с расположенной в его верхней части рабочей полостью 2, а в нижней его части выполнен рабочий канал 3. На корпусе 1 в нижней его части выполнен штуцер 4 подвода командного давления и штуцер 5 слива, сообщенные с рабочей полостью 2 каналами 6 и 7 соответственно. На верхней наружной части корпуса 1 установлен полый цилиндрический поршень 8. В верхней части полого цилиндрического поршня 8 соосно отсечному клапану установлена втулка 9, в которую на резьбовом соединении установлен шток 10 подпружиненного тарельчатого клапана. На нижнем конце штока 10 установлена тарелка 11 с возможностью перекрытия канала 6 штуцера 4 подвода командного давления и канала 7 штуцера 5 слива.
На верхней части корпуса 1 установлена гайка 12, соединенная с корпусом при помощи резьбового соединения. Между гайкой 12 и тарелкой 11 установлена пружина 13. На верхнем торце штока 10 выполнен паз для возможности вращения штока 10 по резьбе.
В верхней части полого цилиндрического поршня 8 между его стенкой и стенкой корпуса 1 установлен уплотнительный кольцевой элемент 14, выполненный например из резины. Снаружи уплотнительный кольцевой элемент 14 закрыт манжетой 15, выполненной например из фторопласта, и создающей пару трения фторопласт-металл. В нижней части полого цилиндрического поршня 8 между его стенкой и стенкой корпуса 1 установлены по меньшей мере четыре металлических шарика 16, создающие пару качения.
Гайка 12 фиксируется контровочным винтом 17. Между гайкой и проходящей через нее втулкой 9 выполнен зазор для выравнивания давления в рабочей полости 2 и в полости, образующейся между полым цилиндрическим поршнем 8 и гайкой 9 при открытии подпружиненного тарельчатого клапана.
Цилиндрический поршень 8 установлен на наружной части корпуса 1 с зазором, образующим проходную полость 18, соединенную с рабочим каналом 3 по меньшей мере тремя проходными каналами (не показаны, схематическое расположение дренажных каналов обозначено стрелками). На нижнем торце корпуса полого цилиндрического поршня 8 выполнена острая кромка (не показана), а в месте ее примыкания к наружной части корпуса 1 отсечного клапана выполнена кольцевая цилиндрическая расточка (не показано), в которую установлен кольцевой уплотнительный элемент 19, взаимодействующий с указанной острой кромкой, и выполненный например из резины.
Штуцер 4 подвода командного давления и штуцер 5 слива выполнены с возможностью вращения вокруг своих осей для удобства монтажа трубопроводов на объекте.
При подаче командного давления в штуцер 4 топливо поступает по каналу 6 к тарелке 11 и при достижении заданного давления далее в рабочую полость 2. Тарелка 11 через шток 10 и втулку 9 двигает полый цилиндрический поршень 8 на заданных ход, который устанавливается регулировкой усилия пружины 13 посредством вращения штока 10 в нужном направлении с последующим его стопорением. При движении полого цилиндрического поршня 8 вверх, острая кромка на нижнем его торце перестает взаимодействовать с кольцевым уплотнительным элементом 19, вследствие чего между торцом полого цилиндрического поршня 8 и корпусом 1 образуется зазор. Через образовавшийся зазор топливо, проходя по рабочему каналу 3, проходным каналам и проходной полости 18, попадает в трубопровод топливной магистрали. Командное топливо из рабочей полости 2 по каналу 7 попадает на штуцер 5 слива и далее возвращается в топливную систему.
При падении командного давления на штуцере 4 пружина 13 воздействует на тарелку 11, которая перекрывает каналы 6 и 7. Одновременно с этим тарелка 11 через шток 10 опускает полый цилиндрический поршень к корпусу 1, вследствие чего острая кромка на нижнем его торце взаимодействует с кольцевым уплотнительным элементом 19, перекрывая таким образом зазор между корпусом 1 и торцом полого цилиндрического поршня 8 и прекращая поступление топлива из проходной полости 18 и рабочего канала 3 соответственно.