Піроклапан

Піроклапан для гідравлічних систем двигунів ракет і космічних апаратів з агресивною робочою рідиною, що містить корпус з проточною частиною, яка має вхідний і вихідний канали та конусо Винахід, що заявляється, належить до клапанів гідравлічних систем ракетних двигунів, ракет і космічних апаратів, а більш конкретно, до клапанів одноразової дії, що спрацьовують за командою системи управління, мають автономне джерело енергії - піропатрон - для свого спрацювання і може бути застосований для одноразового швидкого відключення подачі рідини у багатьох галузях техніки, наприклад, при аварійній ситуації Відомий піроклапан, приведений у книзі «Б В Кармугин, В Л Кисель, А Г Лазебник Современные конструкции малогабаритной пневмоарматуры Киев, «Техника» 1980» на рис 43а, стор 227, що містить корпус з конічним сідлом та з вхідним і вихідним каналами, конічний запірний орган зі штоком, піропатрон Відомий піроклапан, приведений у книзі «А И Едельман Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей Москва «Машиностроение» 1970г» на рис 2 16, який має основні риси піроклапана, приведеного вище Відомий також піроклапан по авторському свідоцтву СРСР №187463 від 13 лютого 1965р , що містить корпус із проточною частиною, яка виконана у вигляді циліндра з конічним сідлом, з вхідним та вихідним каналами, споряджений ущільнюючим пояском запірний орган, що має форму циліндра з усіченим конусом, і керуючий піроклапаном піро подібне сідло, запірний орган з ущільнюючим буртиком, піропатрон, перехідник, в якому розташований поршень з тонкостінним ущільнюючим обідком, що ізолює порожнину, де встановлено піропатрон, від проточної частини з агресивною робочою рідиною, гайку, що з'єднує корпус, перехідник і запірний орган, який відрізняється тим, що у поршні утворена порожнина, яка ізольована від проточної частини ущільнюючим буртиком запірного органа, а у корпусі виконано канал, який їх з'єднує, причому об'єм порожнини у поршні виконано близьким до об'єму циліндра з діаметром, рівним діаметру запірного органа у МІСЦІ ЙОГО ущільнення по поверхні, де він направляється, і з висотою, яка дорівнює ходу запірного органа патрон У всіх цих трьох піроклапанах порохові гази, що утворюються при спрацюванні піропатрона, діють безпосередньо на торець запірного органу чи штока, зв'язаного з ним Запірний орган під дією тиску порохових газів зривається зі свого початкового положення, при якому він не перешкоджає проходженню через піроклапан робочої рідини, сідає на посадкове місце корпусу і герметично роз'єднує вхід і вихід піроклапана Недоліком цих піроклапанів є можливість прориву гарячих газів, що мають несгорівші частки пальних речовин, у проточну частину піроклапана при русі запірного органу і у випадку роботи піроюіапана на агресивних робочих тілах із кислою основою, якими є окислювачі для ракетних двигунів, можливе їхнє займання з наступним прогорянням запірного орган}' і корпусу, що неприпустимо, тому що у такому випадку відбувається відказ у роботі всього устрою, де застосовано піроклапан Відомий піроклапан, приведений у книзі «А И Едельман Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей Москва «Машиностроение» 1970г» на рис 2 15, що містить корпус з конічним сідлом та вхідним і вихідним каналами, конічний запірний орган, зв'язаний зі штоком та поршнем, на який при спрацюванні діють порохові гази В цьому піроклапані усунено згаданий недолік - мо О Ю 51744 зменшення його зростання, залежно від фактичної жливість прориву гарячих газів - шляхом постановеличини об'єму цієї додаткової порожнини При ви в простір між порожниною, в яку спрацьовують русі запірного органу піроклапана ця порожнина порохові гази, і торцем запірного органу, який споізолюється від порожнини, де утворюється гарячий лучається з проточною частиною, ущільнюючого газ, тонкостінним ущільнюючим обідком поршня металевого поршня Об'єм додаткової незаповненої порожнини визнаАле спільним недоліком приведених вище пічається об'ємом рідини, яку запірний орган при роклапанів (в п 2 та у цьому) є те, що завдяки насвоєму русі виштовхує із проточної частини на вхід явності зусилля, що діє на запірний орган, значно і вихід піроклапана, і забезпечується довжиною і більшого ніж потрібно при повільному русі запірнодіаметром розточки поршня го органу після зрізу елемента, на якому він тримається до спрацювання, але же потрібне на моКонструкція піроклапана, що пропонується, мент зрізу його та при русі для швидкого закриття, представлена на креслені, що додається (Фіг) з'являється значний ріст тиску робочої рідини, ж Піроклапан складається з корпусу 1, який має на вході у піроклапан, так і на виході його проточну частину з вхідним В та вихідним Г каналами та конусоподібне сідло 11, запірного органу Додатково, при різкій зупинці запірного органу 2, перевідника 3, в середині якого розміщений поі робочої рідини, що рухаються із значною швидкіршень 4 з тонкостінним ущільнюючим обідком 7, стю, виникає класичний гідравлічний удар Це догайки 5 з правою та лівою різьбами, стягуючої кордатково збільшує тиск робочого тіла на вході в пус 1 і перехідник 3, між торцями яких затиснутий піроклапан ущільнюючий буртик 8 запірного органу 2, що заЗначне збільшення тиску ж на виході піроклабезпечує герметизацію проточної порожнини піропану, так і на вході при його спрацюванні є небаклапана У перехідник 3 на різьбі встановлюється жаним, бо може призвести до виходу з ладу устпіропатрон 6 У поршні 4 виконані порожнини Б і Д, рою, де застосовано піроклапан, і потребує або які каналами 9 з'єднані між собою, до спрацюванзастосування спеціального пристрою для гасіння ня піроклапана ізольовані від проточної частини зростання тиску, або збільшення МІЦНОСТІ СТІНОК піроклапана і з'єднуються з нею під час руху запірмагістралей, піроклапана та інших елементів, розного органу через канал 10 Від порожнини А, в ташованих у магістралі з піроклапаном якій утворюються порохові гази при спрацюванні Відомий піроклапан, приведений у книзі «А И піроклапана, порожнини Б і Д ізольовані тонкостінЕдельман Топливные клапаны жидкостных ракетним ущільнюючим обідком 7 Сумарний об'єм цих ных двигателей Москва «Машиностроение», порожнин повинен бути близьким до об'єму цилін1970г» на рис 2 18, який має основні риси піродра з діаметром, що дорівнює діаметру запірного клапанів, наведених вище у п 2 і який має недолік, органу у МІСЦІ його ущільнення і з висотою, яка обумовлений можливістю прориву газів, але в жодорівнює ходу запірного органу му усунено другий недолік всіх приведених піроклапанів - приріст тиску робочого тіла при закритті піроклапана Це досягається тим, що у піроклапані, чи у магістралі з ним, уторена порожнина, яка ізольована від проточної частини мембраною і яка заповнюється після її прориву при зростанні тиску більше певної величини у момент руху запірного органу Цей піроклапан взято за прототип Але порожнина ця утворюється за рахунок ускладнення конструкції піроклапана чи системи ускладнення корпусу, застосування додаткових деталей - мембрани, заглушки та інших Це збільшує витрати на виготовлення піроклапана, зменшує його надійність у зв'язку з появою додаткового з'єднання, яке може бути негерметичним, збільшує його габарити та вагу, що є небажаним, особливо для космічних апаратів Задачею винаходу є збільшення надійності роботи гідравлічної системи ракетного двигуна апарата, де використовується піроклапан Така задана вирішується виключенням або суттєвим зниженням приросту тисну робочої рідини при спрацюванні піроклапана, причому без зростання ваги і габаритів його, без ускладнення конструкції, за допомогою відключення додаткової незаповненоі порожнини, утвореної розточкою у поршні, до проточної частини піроклапана в момент його спрацювання До початку руху запірного органу ця порожнина ізольована від проточної частини ущільнюючим буртиком запірного органу При русі запірного органу вона з'єднується з проточною частиною каналом у корпусі і це забезпечує або відсутність зростання тиску робочої рідини, або Функціонує піроклапан слідуючим чином При спрацюванні піропатрона в порожнині А перехідника 3 з'являється високий тиск порохових газів, що значно перевищує тиск робочого тіла у проточній частині піроклапана Під дією зусилля, що з'явилось від різниці тиску у порожнині А і у проточній частині піроклапана, ущільнюючий буртик 8 запірного органу 2 зрізається Кулеподібний запірний орган рухається до упора його у конічну поверхню 11 корпусу 1, де він деформується, заклинюється і герметично ізолює вхідну порожнину В від вихідної Г, при цьому ущільнюючий буртик 8 продовжує герметизувати місце стику корпусу 1 з перевідником 3, забезпечуючи зовнішню герметичність піроклапана Після зрізу ущільнюючого буртика 8 у момент руху запірного органу 2 рідина з проточної частини, яка виштовхується запірним органом, по зазору між корпусом 1 і запірним органом 2 і по каналу 10 у корпусі 1 попадає у порожнини Б і Д, що включає або значно зменшує приріст тиску робочого тіла у проточній порожнині піроклапана і у магістралі, де він стоїть До порожнини А агресивне робоче тіло потрапити не може, бо у ній тиск значно вищий, ніж тиск робочого тіла 3 порожнини А при русі запірного органу 2 порохові гази не можуть вийти і потрапити до порожнин Б, Д і далі у проточну частину піроклапана , бо тонкостінний ущільнюючий обідок 7 поршня 4 під дією пружних сил та високого тиску порохових газів притиснутий до поверхні переходника 3, що направляє його, і герметизує це рухоме 51744 сполучення чення її до проточної частини клапана при його Сукупність ознак прототипу, таких як наявність спрацюванні дозволили отримати новий технічний корпусу з проточною частиною, яка має вхідний та результат підвищення надійності піроклапана і вихідний канали і конусоподібне сідло, запірного гідросистеми, де він використовується, за рахунок органу у вигляді кулі, перехідника, у якому закріпзменшення або виключення приросту тиску роболений піропатрон, поршня з тонкостінним ущільчого тіла при його закритті без збільшення його нюючим обідком та ознак запропонованого винаскладності, вага та габаритів ходу, таких як обладнання піроклапана Запропонований винахід перевірено у піроізольованою порожниною певного об'єму, утвореклапанах, розроблених у ДКБ «Південне», і поканою у поршні за рахунок його розточки, та підклюзав свою високу надійність ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71