×
10.07.2019
219.017.ada7

Результат интеллектуальной деятельности: РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ГОРЯЧЕГО ГАЗА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для использования в качестве регулятора расхода горячего газа, работающего на продуктах сгорания твердых топлив с высокой температурой и давлением при управлении полетом ракеты по плоскостям стабилизации. Регулятор расхода горячего газа содержит корпус с входным и выходным патрубками, установленное в выходной патрубок седло с расходным отверстием, контактирующий с цилиндрическими поверхностями седла регулирующий элемент. Ось расходного отверстия седла перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла. Седло выполнено составным. Контактирующая с регулирующим элементом часть седла выполнена из изотропного углерода и установлена по посадке на адгезионном составе в глухое прямоугольное отверстие другой части седла. Эта другая часть седла выполнена из жаропрочного металлического сплава. Одна из сторон прямоугольного отверстия седла перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла. Обе части седла контактируют своими торцами по взаимообращенным идентичным поверхностям. Расходное отверстие части седла из изотропного углерода расположено внутри расходного отверстия части седла из жаропрочного металлического сплава. Изобретение направлено на снижение нагрузки на привод за счет снижения коэффициента трения между седлом и регулирующим элементом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к ракетной технике, а именно к регуляторам расхода, работающим на продуктах сгорания твердых топлив с температурой до 2500°К и давлением порядка 10 МПа и обеспечивающим управление полетом ракеты по плоскостям стабилизации.

Известна конструкция вращающегося клапана для горячего газа, состоящая из корпуса с расходным отверстием, в котором установлен с возможностью вращения стакан, при этом наружная поверхность стакана установлена по отношению к внутренней поверхности корпуса с кольцевым зазором (патент США №3276466 НКИ 137-339, 1966).

Недостаток такой конструкции заключается в том, что наличие кольцевого зазора приводит к непроизводительным утечкам продуктов сгорания топлива, что требует увеличения массы топлива, а следовательно, и всего двигателя, что является существенным недостатком.

Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, опорный узел в виде двух выступов, выполненных на седле и имеющих соосные с валом сквозные отверстия, образующие цилиндрических поверхностей которых совмещены с цилиндрической поверхностью седла, а регулирующий элемент установлен в сквозные отверстия опорного узла (патент РФ №2079023, кл.6 F16K 5/04, 1997).

Недостаток такой конструкции заключается в том, что обычно седло и регулирующий элемент в зависимости от температуры продуктов сгорания изготавливаются из жаропрочных вольфрамомолибденовых сплавов, которые обладают значительным коэффициентом трения, порядка 0,4…0,5, что в свою очередь приводит к повышенному шарнирному моменту в паре деталей, регулирующих минимальное сечение клапана, а это в свою очередь приводит к усилению всех узлов клапана и увеличению мощности привода, а это вес изделия, что для ракетной техники не приемлемо.

Одной из основных задач для конструкций регуляторов расхода, работающих на продуктах сгорания твердых топлив, является снижение нагрузки на привод, так называемого шарнирного момента, который в регуляторах расхода зависит от коэффициента трения материалов в регулирующей паре: седло - регулирующий элемент.

Тенденция развития регуляторов расхода направлена на применение для регулирующей пары деталей материалов с низким коэффициентом трения, таких как различные марки пироуглеродов, изотропные углероды, графиты и т.д. (углеродосодержащие материалы).

Предлагаемое изобретение направлено на увеличение надежности работы за счет уменьшения величины шарнирного момента, что в свою очередь уменьшает вес привода.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе расхода горячего газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седло с расходным отверстием, установленное в выходной патрубок, регулирующий элемент, контактирующий с седлом по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям, при этом ось расходного отверстия седла перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла, седло выполнено составным, часть седла, контактирующая с регулирующим элементом, выполнена из изотропного углерода, и установлена по посадке на адгезионном составе в глухое прямоугольное отверстие части седла, выполненной из жаропрочного металлического сплава, одна из сторон прямоугольного отверстия седла перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла, обе части седла контактируют своими торцами по взаимообращенным идентичным поверхностям, а расходное отверстие части седла из изотропного углерода расположено внутри расходного отверстия части седла из жаропрочного металлического сплава.

На фиг.1 изображен регулятор расхода горячего газа. На фиг.2, 3 изображен вариант конструкции составного седла и его сечение.

Регулятор расхода горячего газа (фиг.1) состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, седла 4 с расходным отверстием 5, установленного в выходной патрубок 3 регулирующего элемента 6 и контактирующего с седлом 4 по взаимообращенным цилиндрическим поверхностям 7 и 8. Регулирующий элемент 6 кинематически соединен с валом 9, который в свою очередь соединен с приводом. Ось 10 расходного отверстия седла 4 перпендикулярна цилиндрической поверхности контакта регулирующего элемента и седла. Корпус 1 защищен изнутри от прогрева деталями 11 из эрозионно стойкого теплозащитного пресс-материала. Седло 4 выполнено составным. Часть седла 12, контактирующая с регулирующим элементом 6, выполнена из изотропного углерода, и установлена по посадке на адгезионном составе в глухое прямоугольное отверстие 13 части 14 седла, выполненной из жаропрочного металлического сплава. Одна из сторон 15 (см. фиг.3) прямоугольного отверстия 13 седла перпендикулярна цилиндрической поверхности 7 контакта регулирующего элемента и седла. Обе части седла 12 и 14 контактируют своими торцами 16 и 17 (см. фиг.2) по взаимообращенным идентичным поверхностям, например плоским. Расходное отверстие 5 части 12 седла 4 из изотропного углерода расположено внутри расходного отверстия 18 части седла 4 из жаропрочного сплава.

Обе части 12 и 14 седла 4 (фиг.2, 3) могут соединяться между собой штифтами 19, выполненными из той же марки изотропного углерода, что и часть 12 седла 4. Они установлены в отверстия 20 и 21 с зазором 22 на адгезионном составе. Зазор между штифтом 19 и отверстиями 20 и 21 рассчитывается по следующим зависимостям:

где δ - зазор между штифтом и отверстием под него;

d1 - диаметр отверстия под штифт;

d2 - диаметр штифта;

α1 - коэффициент температурного расширения жаропрочного металлического сплава;

α2 - коэффициент температурного расширения изотропного углерода;

- максимальная температура части седла из жаропрочного металлического сплава;

- максимальная температура части седла из изотропного углерода.

Разброс вызван допусками на изготовление диаметров отверстий и штифтов.

Штифты 19 устанавливаются в ту часть седла, которая соприкасается с деталями 11. Таким образом, штифты дополнительно фиксируются.

В процессе хранения и до вступления в работу регулятора соединение обеих частей седла при помощи адгезионного состава исключает их возможность взаимного перемещения относительно друг друга. Дополнительная их фиксация при помощи штифтов позволяет и в работе повысить надежность соединения.

При поступлении продуктов сгорания в регулятор за счет того, что расходное отверстие седла, выполненное в части седла из изотропного углерода, расположено внутри расходного отверстия части седла из жаропрочного металлического сплава, давлением продуктов сгорания часть 12 седла 4 все время поджимается к части 14 седла 4.

Благодаря тому, что часть 14 седла 4 изготовлена из жаропрочного металлического сплава, обладающего повышенными прочностными характеристиками, не происходит разрушение седла, а выполнение соединения обеих частей седла по глухому прямоугольному отверстию исключает проворот частей седла относительно друг друга.

Контакт частей 12 и 14 седла 4 по взаимообращенным идентичным поверхностям позволяет уменьшить утечки продуктов сгорания.

Если и регулирующий элемент 6 выполнять из изотропного углерода, то можно получить значительное снижение шарнирного момента, потому что коэффициент трения изотропного углерода по изотропному углероду достигает величины порядка 0, 1. Это в свою очередь приводит к снижению нагрузки на регулирующий элемент.

Благодаря тому, что штифты выполнены из той же марки изотропного углерода, что и регулирующий элемент и установлены в отверстия 20 и 21 с определенным зазором, исключается их разрушение из-за нагрева обеих частей седла 4.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, обеспечивается увеличение надежности работы за счет уменьшения величины шарнирного момента, достигается еще один положительный эффект, а именно за счет уменьшения величины шарнирного момента можно уменьшить вес конструкции, что является для ракетной техники основным.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 101-110 of 631 items.
20.08.2015
№216.013.6f67

Способ пассивной радиолокации

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многопозиционных системах пассивной радиолокации для определения местоположения и скорости движения радиоизлучающих объектов. Достигаемый технический результат - обеспечение измерения скорости движения объекта при одновременном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560089
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f6f

Газораспределительный клапан

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено в качестве газораспределительных клапанов управлять летательными аппаратами по плоскостям тангажа, рыскания и крена. Газораспределительный клапан состоит из корпуса с входным и двумя выходными патрубками, в которых выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560097
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f70

Способ радиоконтроля

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиоконтроле для определения пространственно-энергетических характеристик наземных объектов по их радиоизлучениям в диапазоне коротких волн. Достигаемый технический результат - определение мощности излучения, увеличение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560098
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6f95

Поворотная заслонка

Изобретение относится к области трубопроводной арматуры и предназначено для перекрытия и открытия магистралей для потока рабочей среды в гидравлических, пневматических трубопроводах различных отраслей промышленности. Поворотная заслонка снабжена приводом, содержащим цилиндрический полый корпус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560135
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6fd2

Комплекс средств автоматизации системы управления силами и средствами

Комплекс средств автоматизации системы управления силами и средствами ракетно-космической обороны содержит каналы связи, управляющую подсистему, подсистему приема и передачи данных, управляемую подсистему, подсистему информационной поддержки принятия решения, интеллектуальной подсистемы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560196
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.6feb

Способ постановки аэрозольного облака

Изобретение относится к способам постановки искусственно создаваемых оптических преград для скрытия объектов. Способ постановки аэрозольного облака с применением ракет, в головной части которых размещают дымовые приборы, включает расчет координат точки и времени начала постановки аэрозольного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560221
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7199

Динамически устойчивый дренажно-предохранительный клапан

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и предназначено в качестве динамически устойчивого дренажно-предохранительного клапана (ДПК) для обеспечения сброса избыточного давления газов из емкостей и трубопроводов. Динамически устойчивый дренажно-предохранительный клапан...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560651
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.71f8

Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки повышенной диапазонности

Изобретение относится к антенной технике. Излучающий элемент малогабаритной фазированной антенной решетки содержит вибратор, согласующий трансформатор, токопроводящий рефлектор, соединитель и диэлектрические элементы. При этом диэлектрические элементы выполнены из радиопрозрачного материала с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560746
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.08.2015
№216.013.74e0

Радиопередающее устройство

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при построении устройств радиосвязи. Достигаемым техническим результатом полезной модели является повышение излученной мощности сигнала при работе радиопередающих устройств в радиолиниях с псевдослучайной перестройкой рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561495
Дата охранного документа: 27.08.2015
27.08.2015
№216.013.74ef

Способ проверки функционирования интегрированного запросчика-ответчика

Изобретение относится к области активной радиолокации и может быть использовано при проведении проверки, самодиагностики бортовых радиолокационных систем опознавания объектов. Достигаемый технический результат - обеспечение проверки функционирования запросчика с помощью собственного ответчика,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561510
Дата охранного документа: 27.08.2015
Showing 51-57 of 57 items.
22.10.2019
№219.017.d90a

Способ сборки газораспределительного клапана с двумя выходными патрубками и сёдлами с расходными отверстиями, контактирующими с заслонками, установленными на приливы одного вала

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на повышение точности установки регулирующих элементов относительно расходных отверстий газораспределительного клапана с линейной расходной характеристикой. Данный способ предназначен для сборки газораспределительных клапанов, у...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703556
Дата охранного документа: 21.10.2019
24.10.2019
№219.017.da1b

Способ выведения полезного груза на околоземные орбиты с помощью космической ракеты-носителя

Изобретение относится к ракетной технике, а более конкретно к выведению на орбиту груза ракетой-носителем. Способ выведения полезного груза на околоземные орбиты с помощью космической ракеты-носителя включает последовательную работу разгонных ступеней и отделение полезного груза с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703763
Дата охранного документа: 22.10.2019
30.10.2019
№219.017.dbac

Способ определения площадей утечек газа в двухстороннем регуляторе расхода с регулируемыми расходными отверстиями

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способу определения площадей утечек газа в двухстороннем регуляторе расхода с регулируемыми расходными отверстиями. Данный способ позволяет с высокой степенью точности определять непроизводительные утечки газа при перекрытых расходных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704367
Дата охранного документа: 28.10.2019
18.12.2019
№219.017.ee92

Твёрдотопливная двигательная установка многократного включения и способ ее многократного включения

Изобретение относится к области ракетостроения, а именно к созданию разгонных блоков на базе твердотопливных двигательных установок, и направлено на совершенствование их конструкции. Твердотопливная двигательная установка многократного включения ракеты космического назначения содержит основную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709117
Дата охранного документа: 16.12.2019
24.07.2020
№220.018.3689

Торцевой стык деталей

Изобретение относится к соединению неподвижных друг относительно друга деталей через уплотнительный элемент. Торцевой стык состоит из двух соединяемых деталей, на одной из которых выполнена канавка, в которую установлен уплотнительный элемент, выполненный в виде резинового кольца круглого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727297
Дата охранного документа: 21.07.2020
23.05.2023
№223.018.6f0e

Клапан для регулирования расхода горячего газа и способ его сборки

Группа изобретений относится к области машиностроения и направлена на создание клапанов для регулирования расхода горячего газа, работающих на продуктах сгорания, имеющих высокое давление и температуру. Клапан для регулирования расхода горячего газа состоит из корпуса с входным и выходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002743507
Дата охранного документа: 19.02.2021
27.05.2023
№223.018.7220

Герметизирующее устройство

Изобретение относится к герметизации различных узлов, которые должны быть герметичны при длительном хранении, а при поступлении в них рабочего тела герметизирующее устройство при достижении определенного давления должно вскрыться. Герметизирующее устройство трубопровода, установленное в месте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002743672
Дата охранного документа: 24.02.2021
+ добавить свой РИД