RU2699154C1 - Gas flow regulator - Google Patents
Gas flow regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699154C1 RU2699154C1 RU2018146581A RU2018146581A RU2699154C1 RU 2699154 C1 RU2699154 C1 RU 2699154C1 RU 2018146581 A RU2018146581 A RU 2018146581A RU 2018146581 A RU2018146581 A RU 2018146581A RU 2699154 C1 RU2699154 C1 RU 2699154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- shutter
- balls
- grooves
- seat
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и направлено на совершенствование регуляторов расхода газа, работающих в условиях высоких температур и давлений и обеспечивающих управление летательным аппаратом в плоскостях тангажа, рыскания и крена.The invention relates to the field of mechanical engineering and is aimed at improving gas flow controllers operating at high temperatures and pressures and providing control of the aircraft in pitch, yaw and roll planes.
Известна конструкция регулятора расхода газа, содержащего корпус с входным и выходным патрубками, седло с равномерно расположенными расходными отверстиями, установленное в выходной патрубок, кинематически связанные заслонку и вал, на заслонке выполнены расходные отверстия в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центры которых находятся на оси вала, при этом расходные отверстия заслонки выполнены одинаковыми с расходными отверстиями седла, торец седла, обращенный к заслонке, выполнен плоским также как и торец заслонки седла, заслонка седло контактирую между собой по плоским поверхностям и заслонка и седло загерметизированы при помощи уплотнительных колец (Патент РФ №2285184 С1, кл. F16K 39/04, опубл. 10.10.2006 г.).A known design of a gas flow regulator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle with uniformly arranged flow openings installed in the outlet pipe, kinematically coupled shutter and shaft, consumable holes are made in the form of a ring sector bounded by two cylindrical surfaces, the centers of which are on the axis of the shaft, while the flow openings of the flap are identical with the flow openings of the saddle, the end face of the saddle facing the flap is made flat also to As well as the end face of the damper, the damper is in contact with each other on flat surfaces and the damper and seat are sealed with O-rings (RF Patent No. 2285184 C1, CL F16K 39/04, published on 10/10/2006).
Недостаток такой конструкции состоит в том, что в паре заслонка-седло контакт происходит по плоским поверхностям, а установка заслонки с уплотнительными кольцами приводит к резкому увеличению шарнирного момента, что требует увеличения мощности привода, что, в свою очередь, приводит к увеличению массы всех узлов кинематической цепи привод-заслонка. Если для регуляторов расхода, применяемых на земле, это не играет решающей роли, то для регуляторов расхода газа, используемых в летательных аппаратах для управления по каналам тангажа, рыскания и крена, это не приемлемо.The disadvantage of this design is that in the damper-seat pair, contact occurs on flat surfaces, and the installation of the damper with o-rings leads to a sharp increase in the hinge moment, which requires an increase in drive power, which, in turn, leads to an increase in the mass of all nodes kinematic chain damper actuator. If for flow controllers used on the ground, this does not play a decisive role, for gas flow controllers used in aircraft to control the pitch, yaw and roll channels, this is not acceptable.
Задачей изобретения является повышение надежности работы за счет уменьшения величины шарнирного момента в паре заслонка-седло.The objective of the invention is to increase reliability by reducing the magnitude of the hinge moment in a pair of damper-seat.
Указанная задача достигается тем, что в регуляторе расхода газа, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седло с равномерно расположенными расходными отверстиями, установленное в выходной патрубок, кинематически связанные заслонку и вал, расходные отверстия выполнены на заслонке в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центры которых находятся на оси вала, при этом расходные отверстия заслонки выполнены одинаковыми с расходными отверстиями седла, торец седла, обращенный к заслонке, выполнен плоским также как смежный с ним торец заслонки, вал установлен в подшипники, между плоскими поверхностями седла и заслонки, обращенными друг к другу, выполнен равномерный зазор h, а на расстоянии большем, чем величина большего радиуса расходного отверстия заслонки, выполнены в поперечном сечении одинаковые кольцевые канавки в виде торовой поверхности, в канавки установлены шарики, величина диаметра которых равна 2⋅(0,92…1) радиуса поперечного сечения канавок, при этом канавки выполнены одинаковой глубины, равной величине Н=(dш-h)/2, гдеThis problem is achieved by the fact that in the gas flow regulator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a saddle with uniformly arranged flow openings, installed in the output pipe, kinematically coupled shutter and shaft, consumable openings are made on the shutter in the form of a ring sector bounded by two cylindrical surfaces whose centers are located on the axis of the shaft, while the flow openings of the shutter are made identical with the flow openings of the saddle, the end face of the saddle facing the shutter flat as well as the flap end adjacent to it, the shaft is mounted in bearings, between the flat surfaces of the seat and the flap facing each other, a uniform clearance h is made, and at a distance greater than the larger radius of the flow opening of the flap, identical cross-sections are made annular grooves in the form of a torus surface, balls are installed in the grooves, the diameter of which is equal to 2⋅ (0.92 ... 1) of the radius of the cross section of the grooves, while the grooves are made of the same depth equal to the value of H = (d w -h) / 2, Where
Н - глубина канавки,H is the depth of the groove,
dш - диаметр шарика,d W - the diameter of the ball,
h - величина зазора между плоскими торцами седла и заслонки,h is the gap between the flat ends of the saddle and the flap,
при чем заслонка выполнена с глухим отверстием, в которое заходит вал, заслонка по отношению к валу установлена с осевым зазором и кинематически соединена с валом с возможностью самоустановки, максимальная величина зазора между торцами глухого отверстия заслонки и вала равна (0,95…0,97)dш.moreover, the shutter is made with a blind hole into which the shaft enters, the shutter with respect to the shaft is mounted with an axial clearance and kinematically connected to the shaft with the possibility of self-installation, the maximum gap between the ends of the blind shutter and the shaft is (0.95 ... 0.97 ) d w
На фиг. 1 изображен общий вид регулятор расхода газа.In FIG. 1 shows a General view of the gas flow regulator.
На фиг. 2 изображен выносной элемент А регулятора расхода газа.In FIG. 2 shows a remote element A of a gas flow regulator.
На фиг. 3 изображено поперечное сечение Б-Б регулятора расхода газа.In FIG. 3 shows a cross section BB of a gas flow regulator.
Регулятор расхода газа (фиг. 1) состоит из корпуса 1, который содержит входной 2 и выходной 3 патрубки, седла 4, установленного в выходной патрубок и имеющего расходное отверстие 5, заслонку 6, кинематически связанную с валом 7. Торец 8 седла 4, обращенный к заслонке 6, выполнен плоским, а плоский торец 9 заслонки расположен с равномерным зазором по отношению к плоскому торцу 8 седла 4. Заслонка выполнена с глухим отверстием 10, в которое заходит вал, установлена по отношению к валу с осевым зазором и кинематически соединена с валом с возможностью самоустановки, например, при помощи эвольвентного соединения. Между торцом 11 вала и торцом 12 глухого отверстия заслонки установлена упругая прокладка 13, преимущественно, резины, в седле выполнен ряд регулируемых одинаковых расходных отверстий 14, расположенных равномерно и выполненных в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центры которых находятся на оси вала, при этом, на заслонке выполнены расходные отверстия 15, одинаковые с регулируемыми расходными отверстиями седла, на плоских поверхностях седла и заслонки, обращенных друг к другу, выполнены одинаковые радиальные кольцевые канавки 16 (фиг. 1, 2) в виде торовой поверхности (поверхности усеченного полутора) радиусом rk, а в канавки установлены шарики 17, величина диаметра которых 2⋅(0,92…1)rk (радиуса поперечного сечения канавок). Центр шариков находится на расстоянии, равном половине величины зазора h между плоскими поверхностями седла и заслонки. Максимальная величина зазора δ между торцом глухого отверстия заслонки и валом равна 0,95…0,97 величины диаметра шарика. Канавки 16 под шарики выполнены одинаковой глубины, равной величине Н=(dш-h)/2, гдеThe gas flow regulator (Fig. 1) consists of a
Н - глубина канавки,H is the depth of the groove,
dш - диаметр шарика,d W - the diameter of the ball,
h - величина зазора между плоскими торцами седла и заслонки.h is the gap between the flat ends of the seat and the flap.
Количество шариков N=πD/dш-1 (фиг. 3), округленных до целого числа в сторону уменьшения, где D - диаметр по центру канавки, в которой установлены шарики, dш - диаметр шарика.The number of balls N = πD / d W -1 (Fig. 3), rounded to the nearest integer downward, where D is the diameter at the center of the groove in which the balls are installed, d W is the diameter of the ball.
Вал 7 установлен в подшипники 18, которые зафиксированы стопорным кольцом 19. Выходной конец вала загерметизирован уплотнительными кольцами 20. Подшипники 18 установлены в крышку 21.The
Как вариант, шарики 17 могут быть установлены на антифрикционной смазке.Alternatively,
Заслонка, седло и шарики, как вариант, могут быть выполнены из антифрикционного материала типа графита или пироуглерода для уменьшения величины шарнирного момента.The damper, seat and balls, as an option, can be made of antifriction material such as graphite or pyrocarbon to reduce the magnitude of the hinge moment.
При поступлении в регулятор газа от системы управления подается сигнал на поворот вала и, поскольку он кинематически соединен с заслонкой, заслонка также поворачивается, открывая регулируемые расходные отверстия седла, и газ истекает из выходного патрубка, обеспечивая необходимый расход или тягу.When the gas enters the regulator from the control system, a signal is sent to rotate the shaft and, since it is kinematically connected to the damper, the damper also rotates, opening the adjustable flow openings of the saddle, and the gas flows out of the outlet pipe, providing the necessary flow or draft.
Благодаря тому, что заслонка опирается на шарики и контактирует с седлом по шарикам (точечный контакт), происходит значительное уменьшение величины шарнирного момента по сравнению с прототипом.Due to the fact that the valve rests on the balls and contacts the seat through the balls (point contact), there is a significant reduction in the magnitude of the hinge moment compared to the prototype.
Благодаря тому, что регулируемые расходные отверстия седла выполнены в форме сектора кольца, ограниченного двумя цилиндрическими поверхностями, центр которых находится на оси вала, заслонка, в которой выполнены расходные отверстия 15, одинаковые с регулируемыми расходными отверстиями 14 седла 4, перекрывает расходные отверстия седла, площади регулируемых расходных отверстий седла изменяются линейно в зависимости от угла поворота вала. Линейное изменение площади упрощает систему управления.Due to the fact that the adjustable feed openings of the saddle are made in the form of a sector of the ring bounded by two cylindrical surfaces, the center of which is located on the axis of the shaft, the shutter in which the
Благодаря тому, что между торцом вала и торцом глухого отверстия заслонки установлена упругая прокладка из быстро сгораемого материала, толщина которой превышает величину расчетного теплового зазора между торцами вала и глухого отверстия заслонки, а максимальная величина зазора между торцами глухого отверстия заслонки и валом равна 0,95…0,97 величины диаметра шарика, а канавки 16 под шарики выполнены одинаковой глубины, равной величине H=(d-h)/2, обеспечивается не только исключение соударения седла и заслонки при хранении и до включения регулятора в работу, но и исключается выпадение шариков 17.Due to the fact that between the shaft end and the end of the blind shutter hole an elastic gasket of quickly combustible material is installed, the thickness of which exceeds the calculated thermal gap between the ends of the shaft and the blind shutter hole, and the maximum gap between the ends of the blind shutter hole and the shaft is 0.95 ... 0.97 of the diameter of the ball, and the
Количество шариков N=πD/d-1, округленных до целого числа в сторону уменьшения, обеспечивает отсутствие заклинивания шариков при нагреве конструкции.The number of balls N = πD / d-1, rounded to an integer in the direction of decrease, ensures that the balls do not jam when the structure is heated.
Благодаря тому, что глубина канавок под шарики на седле и заслонке выполнена одинаковой упрощается технология их изготовления и уменьшаются утечки, т.к. шарики перекрывают максимально зазор h.Due to the fact that the depth of the grooves for the balls on the seat and valve is the same, the technology of their manufacture is simplified and leakage is reduced, because balls cover the maximum gap h.
Благодаря тому, что шарики установлены на антифрикционной смазке, а вал установлен в подшипники, а также выполнение заслонки, седла и шариков из антифрикционного материала дополнительно снижает величину шарнирного момента.Due to the fact that the balls are mounted on antifriction grease, and the shaft is installed in bearings, as well as the design of the shutter, seat and balls made of antifriction material additionally reduces the amount of articulated moment.
Таким образом обеспечивается повышение надежности работы регулятора расхода горячего газа за счет обеспечения минимального шарнирного момента в паре заслонка-седло, исключения соударения заслонки и седла до включения в работу, исключения выпадения шариков.In this way, the reliability of the hot gas flow controller is improved due to the minimum hinge moment in the damper-seat pair, elimination of collision of the damper and seat prior to operation, and exclusion of balls.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018146581A RU2699154C1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Gas flow regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018146581A RU2699154C1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Gas flow regulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2699154C1 true RU2699154C1 (en) | 2019-09-03 |
Family
ID=67851835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018146581A RU2699154C1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Gas flow regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2699154C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719172A (en) * | 2022-04-27 | 2022-07-08 | 海南航发科技有限公司 | Intelligent control device used based on bearing lubrication and control method thereof |
| RU2824735C1 (en) * | 2024-02-19 | 2024-08-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром" | Gas flow regulator |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4212236A1 (en) * | 1992-04-11 | 1993-10-14 | Grohe Armaturen Friedrich | Control and shut-off valve |
| RU144651U1 (en) * | 2014-04-10 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "МКТ-АСДМ" | CRANE |
| CN204533620U (en) * | 2015-04-07 | 2015-08-05 | 高永辉 | black water regulating valve |
| CN205260897U (en) * | 2015-12-18 | 2016-05-25 | 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司石油工程技术研究院 | Miniature high temperature high -tension electricity operation valve |
| US20170219103A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Maxitrol Company | Multifunction Valve |
| RU2634462C2 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-30 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Hot gas flow rate controller |
-
2018
- 2018-12-26 RU RU2018146581A patent/RU2699154C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4212236A1 (en) * | 1992-04-11 | 1993-10-14 | Grohe Armaturen Friedrich | Control and shut-off valve |
| RU144651U1 (en) * | 2014-04-10 | 2014-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "МКТ-АСДМ" | CRANE |
| CN204533620U (en) * | 2015-04-07 | 2015-08-05 | 高永辉 | black water regulating valve |
| CN205260897U (en) * | 2015-12-18 | 2016-05-25 | 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司石油工程技术研究院 | Miniature high temperature high -tension electricity operation valve |
| US20170219103A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Maxitrol Company | Multifunction Valve |
| RU2634462C2 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-30 | Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") | Hot gas flow rate controller |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114719172A (en) * | 2022-04-27 | 2022-07-08 | 海南航发科技有限公司 | Intelligent control device used based on bearing lubrication and control method thereof |
| CN114719172B (en) * | 2022-04-27 | 2023-10-03 | 海南航发科技有限公司 | Intelligent control device based on bearing lubrication and control method thereof |
| RU2824735C1 (en) * | 2024-02-19 | 2024-08-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром" | Gas flow regulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2641799C2 (en) | Valve cage without dead zones between noise suppression sections and high-throughput of flow | |
| RU2422709C1 (en) | Control valve for hot gas flow rate | |
| CN107588204B (en) | Cascade controllable fluid control valve and valve trim for fluid control valve | |
| RU2410622C2 (en) | Device for heat recovery | |
| JP2020085241A (en) | Fluid valve | |
| US20170306780A1 (en) | Floating, non-contact seal with rounded edge | |
| WO2016093271A1 (en) | Rotary valve, and quick exhaust valve for railway vehicle | |
| KR20120135466A (en) | Pressure independent control valve | |
| US4226263A (en) | Erosion control trim in a control mechanism for a ball valve | |
| US20140203201A1 (en) | Butterfly valves having multiple seals | |
| RU2699154C1 (en) | Gas flow regulator | |
| US3398763A (en) | Ball valve | |
| JP7254467B2 (en) | Adjusting overtravel in a two-part plug for use in a valve assembly | |
| JP2006506596A (en) | valve | |
| US6969044B2 (en) | Apparatus for controlling a fluid discharge | |
| US11143312B2 (en) | Eccentric rotary valve | |
| CN110425297A (en) | A kind of high regulating ratio cock regulating valve | |
| US20170102722A1 (en) | Temperature adjusting valve, a turbine pump assembly and method of adjusting flow through a valve | |
| RU2220347C2 (en) | Hot gas flow rate control valve | |
| RU2232328C2 (en) | Shut-off adjusting valve | |
| RU2746682C1 (en) | Hot gas flow controller | |
| RU2634462C2 (en) | Hot gas flow rate controller | |
| RU2663442C1 (en) | Hot gas flow rate control valve | |
| RU2329425C1 (en) | Final-control valve | |
| RU2527807C1 (en) | High temperature throttle device |