Авариестойкий клапан слива

Полезная модель относится к оборудованию топливных систем летательных аппаратов (ЛА), связанному со сливом топлива из топливного бака.
Известен клапан слива отстоя, представленный в книге: «Проектирование топливных систем самолетов», Л.Б. Лещинер, И.Е. Ульянов, В.А. Тверецкий изд. «Машиностроение» 1991 г., стр. 208 (рис. 7.1 б). Известный клапан содержит корпус с выполненной на нем резьбой, с помощью которой кран устанавливаются на стенке топливного бака. В корпусе клапана установлен шток, на одном конце которого расположена тарелка с одним уплотнительным элементом. На другом, противоположном конце штока, закреплен элемент, при нажатии на который происходит открытие клапана.
Учитывая, что клапан должен быть установлен в самой нижней точке бака, для его установки на ЛА необходимо иметь свободное пространство между нижней стенкой топливного бака и обшивкой самолета или вертолета, т.е. потребный внебаковый установочный объем. Это требование к установке клапана слива отстоя приводит либо к уменьшению объема топливного бака) либо к увеличению поперечного сечения фюзеляжа, что является недостатком указанного клапана.
Наиболее близким аналогом является клапан летательного аппарата для слива жидкости патент РФ №2602027, предназначенный для взятия проб топлива. Недостатком этого клапана является то, что уплотнительные элементы клапана установлены один над другим и, как следствие этого, имеется вынужденное поднятие сливных окон от нижней стенки топливного бака вверх до уровня выше верхнего уплотнительного элемента. По причине высокого расположения сливных окон предложенная конструкция не обеспечивает слива топлива из самой нижней части топливного бака.
Предлагаемым изобретением решается задача снятия необходимости наличия потребного внебакового установочного объема и обеспечение полного слива топлива из самой нижней части топливного бака с сохранением при этом надежности работы клапана.
Заявленный технический результат достигается тем, что:
авариестойкий клапан слива состоящий из корпуса и подпружиненного пружиной штока с тарелкой с уплотняющим элементом, отличающийся тем, что в конструкцию авариестойкого клапана слива введен дополнительный, подпружиненный пружиной и расположенный концентрично штоку, стакан с уплотняющим элементом, на корпусе дополнительно выполнен кольцевой выступ, обращенный к уплотнительному элементу стакана, а снаружи в нижней части корпуса расположен плоский фланец большого диаметра.
В частном случае на нижней поверхности стакана, выполнены выступы в которые упирается тарелка штока, а на боковой поверхности самой тарелки штока выполнены пазы, расположенные параллельно продольной оси штока.
Устройство предлагаемого авариестойкого клапана слива представлено на фиг. 1. На фиг. 2 изображена нижняя часть авариестойкого клапана слива с сопряжением уплотняющих элементов с соответствующими седлами корпуса в закрытом положении авариестойкого клапана слива. На фиг. 3 изображена нижняя часть авариестойкого клапана слива с сопряжением уплотняющих элементов с соответствующими седлами корпуса в открытом положении авариестойкого клапана слива. На фиг. 4 изображено расположение авариестойкого клапана слива внутри бака на его нижней стенке.
Авариестойкий клапана слива состоит из корпуса 1, с выполненными в нем сливными окнами 2. В корпусе 1 размещены шток 3 с тарелкой 4, пружина штока 5, стакан 6, пружина стакана 7. На нижних поверхностях тарелки 4 и стакана 6 выполнены канавки 8 с завулканизированными в каждую из них уплотняющими элементами из бензостойкой резины. На нижней внутренней поверхности корпуса оппозитно каждой из канавок 8 выполнены кольцевые острые выступы 9, которые упираются в уплотнительные элементы канавок 8 при посадке тарелки на нижнюю стенку корпуса. На нижней поверхности центральной части стакана 6 выполнены упоры 10, а на боковой поверхности тарелки 4 - параллельные продольной оси штока пазы 11. В нижней части корпуса 1 выполнен фланец 12 для установки авариестойкого клапана слива на нижнюю стенку топливного бака.
Корпусом 1, тарелкой 4 и стаканом 6 внутри корпуса 1 образованы две условно герметичные полости: полость 13 - полость между тарелкой 4 штока 3 и стаканом 6 и полость 14 - полость над стаканом 6.
Авариестойкий клапан слива работает следующим образом.
При наличии механического воздействия (нажатие снизу на тарелку 4) последняя, преодолевая сопротивление пружины 5, поднимается вверх до касания своей верхней поверхностью упоров 10. Далее происходит преодоление сопротивления пружины 7 и поднятие стакана 6 вверх. При подъеме штока 3 и стакана 6 открываются сливные окна 2 корпуса 1 и отстой топлива сливается из бака. При движении тарелки 4 и стакана 6 вверх уменьшается суммарный объем полостей 13 и 14, что может привести к увеличению силы, потребной для перемещения указанных элементов. В полостях 13 и 14 находится некий объем топлива или воздуха. При уменьшении суммарного объема этих полостей избыточный объем топлива или воздуха из указанных полостей выходит через канал 15, образованный зазором между стаканом 6 и штоком 3. Далее через канал 16, образованный зазором между верхней поверхностью тарелки 4 и стаканом 6 в результате упора тарелки 4 в упоры 10 стакана 6. А затем через пазы 11 на боковой поверхности тарелки 4.
Для закрытия авариестойкого клапана слива необходимо снять механическое воздействие (нажатие снизу на тарелку 4), после чего шток 3 и стакан 6 под действием пружин 5 и 7 садятся каждый на свои седла, обеспечивая герметичность.
Разработанный авариестойкий клапан слива обладает следующими качествами:
- наличие двух последовательно работающих уплотняющих элементов (завулканизированнаяв канавку в тарелке штока и в канавку в стакане бензостойкая резина) и расположенных в одной плоскости позволяет сохранить герметичность авариестойкого клапана слива при повреждении одного из них, что увеличивает степень надежности авариестойкого клапана слива, с обеспечением полного слива топлива из самой нижней части топливного бака без необходимости иметь внебаковый объем для установки авариестойкого клапана слива.