×
20.02.2019
219.016.be4a

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЕЛЕНИЯ ПОТОКА ЖИДКОСТИ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002342582
Дата охранного документа
27.12.2008
Аннотация: Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в системах терморегулирования изделий авиационной и космической техники, а также и в других областях техники. Устройство деления потока жидкости содержит корпус с расточкой, одним входным патрубком и двумя выходными патрубками, отверстия которых выполнены выходящими на цилиндрическую поверхность расточки. В корпусе установлен вал с переключающим элементом. Этот элемент снабжен сегментом. В расточке неподвижно установлено контактирующее с ее цилиндрической поверхностью кольцо. На наружной поверхности кольца выполнены два паза. Каждый из пазов выполнен охватывающим отверстия одного из выходных патрубков. На наружной цилиндрической поверхности переключающего элемента выполнен паз постоянной глубины. В пазу установлен сегмент с возможностью ограниченного перемещения в осевом и угловом относительно оси вала направлениях. В корпусе установлен шаговый двигатель. Его ротор соединен с валом. На кольце выполнены радиальные отверстия для сообщения внутренней поверхности кольца с его пазами. Угловые расстояния между соседними отверстиями выполнены равными или кратными шагу ротора шагового двигателя. Изобретение направлено на обеспечение стабильности характеристики и повышение надежности работы устройства деления потока. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и космической техники, а также в других областях техники.

Известно устройство деления потока жидкости, содержащее корпус с входным и выходным патрубками и запорный клапан, золотник, расположенный внутри корпуса [Заявка Японии №63-303277, кл. F16К 11/085, 1988 г.]. Недостатком этого устройства является невозможность плавно регулировать расход жидкости в делимых потоках.

Этого недостатка лишено выбранное в качестве прототипа устройство деления потока жидкости, содержащее корпус с расточкой, одним входным патрубком, отверстие которого сообщено с внутренней полостью расточки, и двумя выходными патрубками, отверстия которых выполнены выходящими на цилиндрическую поверхность расточки, установленный в корпусе соосно расточке вал с переключающим элементом, имеющим наружную цилиндрическую поверхность и снабженным сегментом из эластичного материала [Патент РФ №2047803, кл. F16К 11/085, 1995 г.].

Недостатком этого устройства деления потока жидкости является нестабильность его характеристики - зависимости соотношения расходов жидкости через выходные патрубки, т.к. это соотношение зависит помимо положения переключающего элемента и от давления рабочей среды в переключающем элементе (на участке точной регулировки, т.е. когда сегмент из эластичного материала находится напротив отверстия одного из выходных штуцеров). Подобная зависимость усложняет конструкцию всего изделия, куда входит устройство деления потока жидкости, так как требует источника давления с регулирующим устройством для подачи рабочей среды в переключающий элемент. При этом для использования устройства в космических аппаратах создание такого источника представляется крайне неоправданным. Кроме того, снижается надежность устройства деления потока за счет наличия дополнительного источника давления с регулирующим элементом и возможности его отказа. Указанные недостатки делают неприемлемым применение прототипа в системах терморегулирования космических объектов, для которых стабильность характеристики устройства - зависимости соотношения расходов жидкости через выходные патрубки и его надежность являются определяющими техническими требованиями.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленного изобретения, является обеспечение стабильности характеристики зависимости соотношения расходов жидкости через выходные патрубки от положения переключающего элемента и повышение надежности устройства деления потока жидкости.

Этот результат достигается за счет того, что в известном устройстве деления потока жидкости, содержащем корпус с расточкой, одним входным патрубком, отверстие которого сообщено с внутренней полостью расточки, и двумя выходными патрубками, отверстия которых выполнены выходящими на цилиндрическую поверхность расточки, установленный в корпусе соосно расточке вал с переключающим элементом, имеющим наружную цилиндрическую поверхность и снабженным сегментом, согласно изобретению в расточке неподвижно установлено контактирующее с ее цилиндрической поверхностью кольцо, на наружной поверхности которого выполнены два паза, каждый из которых выполнен охватывающим отверстия одного из выходных патрубков, на наружной цилиндрической поверхности переключающего элемента выполнен паз постоянной глубины, а сегмент установлен в этом пазе с ограничением его перемещения в осевом и угловом относительно оси вала направлениях, в переключающем элементе выполнены глухие радиальные отверстия, в которых размещены пружины сжатия, поджимающие сегмент к внутренней поверхности кольца, в корпусе установлен шаговый двигатель, ротор которого соединен с валом, а на кольце выполнены радиальные отверстия, сообщающие внутреннюю поверхность кольца с его пазами, при этом угловые расстояния между соседними отверстиями выполнены равными или кратными шагу ротора шагового двигателя. Для максимального расширения диапазона регулирования отверстие входного патрубка сообщено с внутренней полостью расточки через выполненный в корпусе канал, выходящий в расточку со стороны ее торца.

На фиг.1 приведен пример конкретного выполнения устройства деления потока жидкости, поперечный разрез, на фиг.2 - то же, разрез по А-А, на фиг.3 и 4 - то же, поперечные разрезы для разных положений исполнительного элемента.

Устройство деления потока жидкости содержит корпус 1 с расточкой 2, одним входным патрубком 3, отверстие 4 которого сообщено с внутренней полостью 5 расточки 2, и двумя выходными патрубками 6 и 7, отверстия 8 и 9 которых соответственно выполнены выходящими на цилиндрическую поверхность 10 расточки 2. В корпусе 1 соосно расточке 2 установлен вал 11 с закрепленным на нем неподвижно посредством шпонки 12 переключающим элементом 13, имеющим наружную цилиндрическую поверхность 14 и снабженным сегментом 15, представляющим собой часть тонкостенного кольца. В расточке 2 неподвижно установлено контактирующее с ее цилиндрической поверхностью 10 кольцо 16 (в данном примере - запрессовано), на наружной поверхности 17 которого выполнены два паза 18 и 19, каждый из которых выполнен охватывающим отверстия одного из выходных патрубков: паз 18 охватывает отверстие 8 выходного патрубка 6, а паз 19 охватывает отверстие 9 выходного патрубка 7. На наружной цилиндрической поверхности 14 переключающего элемента 13 выполнен паз 20 постоянной глубины, а сегмент 15 установлен в пазе 20 с ограничением его перемещения в осевом и угловом относительно оси вала 11 направлениях: в осевом направлении перемещения сегмента 15 ограничивают стенки 21 паза 20, а в угловом - стенки 22 паза 20. В переключающем элементе 13 выполнены глухие радиальные отверстия 23, в которых размещены пружины 24 сжатия, поджимающие сегмент 15 к внутренней поверхности кольца 16. В корпусе 1 установлен шаговый двигатель 25, ротор 26 которого неподвижно соединен с валом 11, а на кольце 16 выполнены радиальные отверстия 27, сообщающие внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазами 18 и 19. Угловые расстояния α между соседними отверстиями 27 выполнены равными или кратными шагу ротора шагового двигателя. Отверстие 4 входного патрубка 3 сообщено с внутренней полостью 5 расточки 2 через выполненный в корпусе 1 канал 28, выходящий во внутреннюю полость 5 расточки 2 со стороны ее торца 29. Вал 11 установлен в корпусе 1 на подшипниках 30.

Устройство деления потока жидкости работает следующим образом: при поступлении жидкости от внешнего источника через входной патрубок 3 поток жидкости через отверстие 4 и канал 28 поступает во внутреннюю полость 5 расточки 2, сегмент 15, первоначально поджимаемый к внутренней поверхности кольца 16 пружинами 24 сжатия, поджимается к ней также гидростатическим давлением жидкости в полости 5. Толщина сегмента 15 выполнена меньшей, чем расстояние от цилиндрической поверхности 10 расточки 2 до дна паза 20, что обеспечивает отсутствие заклинивания сегмента 15 между кольцом 16 и переключающим элементом 17. Далее жидкость поступает в паз 19 через радиальные отверстия 27, не закрытые сегментом 15. На фиг.1 и 2 показано положение переключающего элемента 13, при котором все отверстия 27, сообщающие внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазом 18, перекрыты сегментом 15, а все отверстия 27, сообщающие внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазом 19, открыты. Таким образом, поток жидкости из полости 5 поступает только в паз 19 и из него - в отверстие 9 выходного патрубка 7. При подаче импульса напряжения на шаговый двигатель 25 его ротор поворачивается по часовой стрелке (по фиг.1) на один шаг - на угол α. На этот же угол поворачивается и переключающий элемент 13 с сегментом 15, и устройство переходит в положение, показанное на фиг.3. При этом открывается одно из отверстий 27, сообщающих внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазом 18, и жидкость через него поступает также в паз 18 и из него - в отверстие 8 выходного патрубка 6. Соотношение расходов через патрубки 8 и 9 определяется геометрическими характеристиками (количеством и площадью) открытых отверстий 27, сообщающих внутреннюю полость 5 с пазами 18 и 19 соответственно. При дальнейшей подаче импульсов на шаговый электродвигатель 5 будут происходить дальнейшие повороты вала 11, переключающего элемента 13 с сегментом 15, при этом число открытых отверстий 27, сообщающих внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазом 18, будет увеличиваться, а число открытых отверстий 27, сообщающих внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазом 19 уменьшаться, что приведет к относительному возрастанию расхода через патрубок 6 и относительному снижению через патрубок 7. При отработке 16 шагов от положения, показанного на фиг.1, устройство перейдет в положение, показанное на фиг.4, при этом весь расход жидкости будет протекать через патрубок 6, а расход через патрубок 7 будет равен нулю.

В результате использования изобретения обеспечивается стабильность характеристики зависимости соотношения расходов жидкости через выходные патрубки от положения переключающего элемента. Так как ротор шагового двигателя перемещается на дискретные величины, то указанная характеристика зависит только от соотношения площадей открытых радиальных отверстий, сообщающихся с пазами 18 и 19, что определяется числом и диаметрами этих отверстий, а эти величины постоянные и не меняются в процессе эксплуатации устройства. Характеристика устройства представляет собой ряд соотношений расходов через патрубки 6 и 7 в зависимости от положения ротора шагового двигателя. Нетрудно представить, что заявленная конструкция позволяет реализовать любой тип монотонно возрастающей характеристики. При этом число положений ротора на диапазоне регулирования определяет число различных точек характеристики (число радиальных отверстий), поэтому для увеличения возможного диапазона регулирования, другими словами, числа точек характеристики число положений ротора следует максимально увеличить количеством радиальных отверстий. Поэтому в приведенном примере конкретного исполнения отверстие входного патрубка сообщено с внутренней полостью расточки через выполненный в корпусе канал, выходящий во внутреннюю полость расточки со стороны ее торца. Возможно также сообщение отверстия входного патрубка непосредственно с цилиндрической поверхностью расточки, как в прототипе, однако это приведет к снижению числа радиальных отверстий и снижению точек характеристики, что, впрочем, может быть допустимо для решения определенных задач, поэтому сообщение отверстия входного патрубка с внутренней полостью расточки через выполненный в корпусе канал, выходящий во внутреннюю полость расточки со стороны ее торца, представляет возможный частный случай исполнения. Для реализации незначительных приращений характеристики возможно потребуется отсутствие в некоторых положениях радиальных отверстий тогда при переходе от одного положения ротора к следующему число открытых отверстий 27, сообщающих внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазом 18, останется неизменным, а число открытых отверстий 27, сообщающих внутреннюю поверхность кольца 16 с его пазом 19 уменьшится, что приведет к незначительному относительному возрастанию расхода через патрубок 6 и относительному снижению через патрубок 7. Поэтому заявляется выполнение угловых расстояний между соседними отверстиями равными или кратными шагу ротора шагового двигателя, что обеспечивает в любом положении ротора двигателя полное открытие радиальных отверстий. Естественно, диаметры самих отверстий для этого должны быть увязаны с величиной шага шагового двигателя и точностью отработки шагов ротором при движении в прямом и обратном направлениях, однако это является задачей обычного проектирования и не отражено в описании изобретения. Кроме того, достигается повышение надежности устройства деления потока жидкости за счет устранения необходимости в источнике давления с регулирующим элементом. Указанные преимущества позволяют рекомендовать заявленное изобретение к применению в качестве регулирующего органа систем терморегулирования космических летательных аппаратов.

1.Устройстводеленияпотокажидкости,содержащеекорпуссрасточкой,однимвходнымпатрубком,отверстиекоторогосообщеносвнутреннейполостьюрасточки,идвумявыходнымипатрубками,отверстиякоторыхвыполненывыходящиминацилиндрическуюповерхностьрасточки,установленныйвкорпусесоосносрасточкойвалспереключающимэлементом,имеющимнаружнуюцилиндрическуюповерхностьиснабженнымсегментом,отличающеесятем,чтоврасточкенеподвижноустановленоконтактирующеесеецилиндрическойповерхностьюкольцо,нанаружнойповерхностикотороговыполненыдвапаза,каждыйизкоторыхвыполненохватывающимотверстияодногоизвыходныхпатрубков,нанаружнойцилиндрическойповерхностипереключающегоэлементавыполненпазпостояннойглубины,асегментустановленвэтомпазусограничениемегоперемещениявосевомиугловомотносительноосиваланаправлениях,впереключающемэлементевыполненыглухиерадиальныеотверстия,вкоторыхразмещеныпружинысжатия,поджимающиесегментквнутреннейповерхностикольца,вкорпусеустановленшаговыйдвигатель,роторкоторогосоединенсвалом,анакольцевыполненырадиальныеотверстия,сообщающиевнутреннююповерхностькольцасегопазами,приэтомугловыерасстояниямеждусоседнимиотверстиямивыполненыравнымииликратнымишагуроторашаговогодвигателя.12.Устройстводеленияпотокажидкостипоп.1,отличающеесятем,чтоотверстиевходногопатрубкасообщеносвнутреннейполостьюрасточкичерезвыполненныйвкорпусеканал,выходящийвовнутреннююполостьрасточкисостороныееторца.2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 370 items.
27.06.2013
№216.012.5285

Установка для плазменно-дуговой плавки

Изобретение относится к области вакуумных установок для плазменной дуговой плавки металлов и сплавов в космосе и предназначена для проведения экспериментов преимущественно по плавке наиболее перспективных металлов (вольфрам, ниобий) и композитов на металлической основе в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486718
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.54e0

Способ определения местоположения негерметичного участка замкнутой гидравлической магистрали, снабженной побудителем расхода и гидропневматическим компенсатором температурного изменения объема рабочего тела

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на создание простого и безопасного для операторов, работающих в герметично изолированных от внешних сред обитаемых помещениях, оперативного способа определения местонахождения негерметичного участка гидравлической магистрали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487331
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.554b

Фотоэлемент приемника-преобразователя лазерного излучения в космосе

Изобретение относится к области беспроводной передачи электрической энергии между космическими аппаратами (КА) на основе направленного электромагнитного излучения с одного КА на приемник-преобразователь, на основе фотоэлектрического преобразователя (ФЭП), второго КА. Фотоэлемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487438
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.57c5

Устройство для выбора астрономических объектов наблюдения с орбитального космического аппарата

Устройство для выбора астрономических объектов наблюдения с орбитального космического аппарата (КА) относится к космической технике. Устройство для выбора астрономических объектов наблюдения с орбитального КА, включает глобус с нанесенной на него картой звездного неба, два охватывающих глобус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488077
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.597a

Орбитальная космическая система

Изобретение относится к системам космических объектов (КО) с передачей между ними энергии и импульса посредством лазерного излучения и может быть использовано для КО, на борту которых создаются условия микрогравитации на уровне ~10…10 ускорения на поверхности Земли. Система включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488527
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a4d

Термокомпрессионное устройство

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации компрессионных термических устройств (термокомпрессоров). Термокомпрессионное устройство содержит источник газа высокого давления с подключенным к нему баллоном-компрессором, устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488738
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a7a

Способ определения уровня диэлектрического вещества

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к системам измерения уровня заправки ракетно-космической техники. Сущность: формируют синусоидальное напряжение на емкостном датчике уровня, измеряют комплексный ток через сухой емкостной датчик уровня и измеряют комплексный ток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488783
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.5a80

Герметизированное устройство и способ подвода текучей среды в полость герметизированного устройства с ее герметизацией

Группа изобретений относится к области испытательной техники и направлена на повышение технологичности и увеличение ресурса использования, что обеспечивается за счет того, что герметизированное устройство содержит корпус с расточкой, сообщенной с внутренней полостью корпуса, установленный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488789
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.5fe5

Способ управления движением активного космического объекта, стыкуемого с пассивным космическим объектом

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для стыковки двух космических объектов, один из которых активный, а другой - пассивный. На опорную орбиту выводят активный космический объект (АКО), определяют характеристики импульсов сближения (ХИС) по номинальным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490181
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6bf9

Устройство для электролиза воды и способ его эксплуатации

Группа изобретений относится к энергетике, и может использоваться в автономных энергоустановках. Устройство для электролиза воды содержит электролизер с пневматически изолированными полостями для водорода и кислорода, подключенный к блоку питания, который электрически связан с системой контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493292
Дата охранного документа: 20.09.2013
Showing 21-30 of 49 items.
25.08.2017
№217.015.d358

Герметизированное устройство

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники. Заявлено герметизированное устройство, содержащее корпус, с торца которого имеется расточка, сообщенная с внутренней полостью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621472
Дата охранного документа: 06.06.2017
26.08.2017
№217.015.dda6

Электропривод

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к электроприводам. Электропривод содержит корпус с расточкой, подшипниковый щит, кронштейн с электродвигателем с шестерней и цилиндрический зубчатый редуктор. Кронштейн выполнен в виде двух фланцев, соединенных друг с другом аксиальными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624886
Дата охранного документа: 07.07.2017
17.02.2018
№218.016.2aa2

Электронасосный агрегат

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Электронасосный агрегат содержит корпус (1) и установленные в нем электродвигатель (4) и двухопорный полый вал (5) насоса с по крайней мере одним рабочим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642877
Дата охранного документа: 29.01.2018
09.06.2018
№218.016.5b16

Герметизированное устройство

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники. Сущность: устройство содержит корпус (1) с внутренней полостью (2) и расточкой (3). В расточке (3) установлена крышка (4),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655675
Дата охранного документа: 29.05.2018
09.06.2018
№218.016.5b6c

Герметизированное устройство

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники. Сущность: устройство содержит корпус (1), с наружного торца (2) которого имеется расточка (3), сообщенная с внутренней полостью (4) корпуса (1). На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655743
Дата охранного документа: 29.05.2018
11.10.2018
№218.016.8fce

Герметизированное устройство

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники. Сущность: устройство содержит корпус (1), состоящий из стационарной (5) и съемной (6) частей, между которыми размещено эластомерное уплотнение (19). С...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669161
Дата охранного документа: 08.10.2018
13.10.2018
№218.016.91b0

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактному электродвигателю постоянного тока, и может быть использовано в составе агрегатов терморегулирования и приводов изделий космической техники. Технический результат – снижение массы, повышение технологичности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669373
Дата охранного документа: 11.10.2018
26.02.2019
№219.016.c7f0

Электронасосный агрегат

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники. Электронасосный агрегат содержит корпус, установленные в нем электродвигатель и двухопорный полый вал насоса с рабочим колесом, связанный с валом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680635
Дата охранного документа: 25.02.2019
11.03.2019
№219.016.d842

Привод

Изобретение может быть использовано в качестве приводов автоматики изделий авиационной и ракетной техники. Привод содержит корпус (1), размещенный в нем двигатель (2), связанный с выступающим из корпуса со стороны его первого торца (3) выходным валом (4), а также датчик (16) угла поворота. Вал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002391583
Дата охранного документа: 10.06.2010
11.03.2019
№219.016.d941

Радиальный вентилятор

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники. Технический результат заключается в повышении надежности радиального вентилятора за счет устранения возможности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002354850
Дата охранного документа: 10.05.2009
+ добавить свой РИД