Результат интеллектуальной деятельности: ЗАСЛОНКА

Изобретение относится к области энергетических установок, размещенных на летательных аппаратах, например самолетах.

В энергетических установках имеются газодинамические тракты выброса горячего газа. Выходная часть газодинамического тракта после работы энергетической установки герметизируется от попадания загрязнителей съемными заглушками или агрегатами автоматики, например заслонками.

Известна запорная заслонка (патент RU 2062378 МПК F16K 1/226), содержащая корпус, ленточный уплотняющий элемент, натяжной механизм и поворотный дисковый запорный орган. Недостатками указанной заслонки являются сложность конструкции уплотнения поворотного запорного органа и трудность обеспечения герметичности по всей уплотнительной поверхности дискового запорного органа.

Известна поворотная заслонка (А.С. SU 1718601 МПК F16K 1/226), содержащая корпус и установленный в нем на наклонном приводном валу дисковый запорный орган с уплотнительным элементом, выполненным в виде двух одинаковых разрезных колец. Недостатком поворотной заслонки является неплотное прилегание двух одинаковых разрезных колец по всей поверхности уплотнения дискового запорного органа.

Известна задвижка с заслонкой (заявка FR 2606484 МПК F16K 1/42, МПК F16K 1/46, МПК F16K 1/22), содержащая корпус, заслонку, кольцо с уплотнительной кромкой, контактирующей с заслонкой и уплотнительными кромками, установленными в кольцевую канавку корпуса. Недостатками задвижки с заслонкой являются сложная конструкция кольца с уплотнительными кромками и отсутствие на уплотнительной кромке поверхности, подобной поверхности заслонки, имеющей скос назад.

Известно регулировочное и запорное устройство для потоков сред, в частности клапан с поворотным конусом (заявка DE 3818805 МПК F16K 5/20), содержащее корпус, вал, запорный элемент, выполненный в виде шарового сегмента, седло с круглым проходным отверстием, при этом вал расположен с эксцентриситетом относительно центральной оси проходного отверстия. К недостатку устройства можно отнести сложность конструкции при обеспечении плотного запирания устройства в связи с жесткой связью деталей запорного устройства. Известна поворотная заслонка для трубопроводов, перемещающих горячие газы (заявка DE 3815404 МПК F16K 1/226), держащая поворотную лопатку, неподвижное уплотнительное седло с деформирующимся элементом. К недостатку поворотной заслонки следует отнести трудность получения плотного прилегания лопатки заслонки к деформирующемуся элементу по всей поверхности уплотнения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является заслонка поворотная дисковая (см. патент RU 2146782 МПК ⁷F16K 1/22 опубликован 2000.03.20 - прототип), содержащая патрубок, корпус с размещенным в нем седлом, поворотный диск, приводной вал, уплотнение приводного вала, подшипники, крышки. К недостаткам заслонки, принятой в качестве прототипа, следует отнести сложность изготовления уплотнительной поверхности седла, сложность конструкции в связи с наличием трех эксцентриситетов (приводной вал диска смещен относительно оси линии уплотнения, приводной вал диска смещен относительно оси симметрии проходного отверстия корпуса, цилиндрическая уплотняющая поверхность седла выполнена с наклоном относительно проходного отверстия корпуса). Перечисленные недостатки прототипа снижают надежность и эффективность получения плотного запирания заслонки, а также усложняют ее изготовление и эксплуатацию.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности, увеличение ресурса и плотности запирания заслонки газодинамического тракта после работы энергетической установки.

Поставленная задача решается следующим образом. В поворотном диске по наружной поверхности выполнена сферическая поверхность с двумя отверстиями, седло выполнено в виде манжеты Г-образного сечения с уплотнительной кромкой, в корпус установлены подпружиненный упор манжеты с конической поверхностью, взаимодействующий с уплотнительной кромкой манжеты, на торце патрубка выполнен уплотнительный выступ, взаимодействующий с торцом манжеты, а на наружной поверхности патрубка установлены два обратных клапана. Уплотнительная кромка манжеты имеет сферическую поверхность, контактирующую со сферической поверхностью поворотного диска. Вал разделен на приводной вал и опорный вал, которые установлены в отверстия приводного диска, уплотнение приводного вала выполнено в виде втулки с коническими наружной и внутренней поверхностями, в корпус установлен подпружиненный упор, взаимодействующей с наружной конической поверхностью втулки, при этом втулка взаимодействует с приводным валом по внутренней цилиндрической поверхности, а по торцу - с крышкой. Торцевая поверхность опорного вала выполнена сферической, а в корпус установлена регулировочная шайба, взаимодействующая со сферической поверхностью опорного вала. Поворотный диск зафиксирован винтами с приводным валом и опорным валом. На наружной поверхности патрубка выполнено седло одного обратного клапана, а седло другого обратного клапана выполнено в корпусе обратного клапана, при этом затвор одного обратного клапана взаимодействует с седлом патрубка, а затвор другого клапана - с седлом корпуса обратного клапана. Корпус, диск, валы, манжета, упоры, подшипники, шайба, втулка, крышки, затворы обратных клапанов выполнены из алюминиевого сплава, например АК6, патрубок и корпусы обратных клапанов - из АМг6.

Предлагаемая заслонка представлена на чертеже,

где 1 - патрубок;

2 - корпус;

3 - поворотный диск;

4 - приводной вал;

5 - опорный вал;

6 - втулка;

7 - крышка;

8 - упор;

9 - манжета;

10 - упор манжеты;

11 - пружины;

12 - опора;

13 - регулировочная шайба;

14 - винты;

15 - подшипники;

16 - крышка;

17, 18 - корпуса обратных клапанов;

19 - затвор.

Заслонка содержит патрубок 1, корпус 2, поворотный диск 3, в котором по наружной поверхности выполнена сферическая поверхность с двумя отверстиями, приводной вал 4 и опорный вал 5, установленные в отверстия поворотного диска 3, уплотнение приводного вала выполнено в виде втулки 6 с наружной и внутренней коническими поверхностями; при этом втулка взаимодействует с приводным валом 4 по внутренней цилиндрической поверхности, а по торцу - с крышкой 7, в корпус установлен подпружиненный упор 8, взаимодействующий с наружной конической поверхностью втулки 6, седло в виде манжеты 9 Г-образного сечения, подпружиненный упор 10 с конической поверхностью, взаимодействующей с уплотнительной кромкой манжеты 9, пружины 11, опору 12, регулировочную шайбу 13, взаимодействующую со сферической поверхностью опорного вала 5, поворотный диск 3, зафиксированный винтами 14 с приводным валом 4 и опорным валом 5, которые взаимодействуют с подшипниками 15, крышку 16. Для выравнивания давления во входной полости заслонки относительно внешнего давления при неработающей установке установлены два обратных клапана, корпуса которых 17, 18 приварены к патрубку аргонодуговой сваркой, при этом на наружной поверхности патрубка 1 выполнено седло одного обратного клапана, а седло другого обратного клапана выполнено в корпусе 18 обратного клапана, при этом затвор 19 одного обратного клапана взаимодействует с седлом патрубка 1, затвор 19 другого клапана - с седлом корпуса обратного клапана 18.

Заслонка работает следующим образом. При вращении приводного вала 4 на открытие поворачивается диск 3, открывая проходное сечение, в открытом положении кромка манжеты 9, упруго деформируясь, контактирует со сферической поверхностью диска на двух длинах ширины диска.

При вращении вала 4 в обратном направлении диск 3 заслонки возвращается в исходное положение, при этом кромка манжеты 9, упруго деформируясь, плотно охватывает сферическую поверхность диска по всему диаметру. При изменении внешнего давления относительно внутреннего давления со стороны входа, внутреннее давление выравнивается с помощью обратных клапанов, которые открываются при разнице внутреннего и внешнего давлений.

Так как использование заслонки предполагается в энергетических установках, расположенных на самолетах и имеющих газодинамические тракты диаметром 0,6 метра и более, детали: корпус, диск, валы, манжета, упоры, подшипники, шайба, втулка, крышки, затворы обратных клапанов - выполнены из алюминиевого сплава, например АК6; патрубок и корпуса обратных клапанов выполнены также из алюминиевого сплава, например АМг6, который хорошо сваривается аргонодуговой сваркой.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет повысить надежность плотного запирания заслонки, что достигается использованием манжеты с кромкой, имеющей сферическую поверхность, которая, упруго деформируясь, плотно охватывает сферическую поверхность диска, повышая плотность запирания и увеличивая ресурс работы заслонки.