RU2660745C1

RU2660745C1 - Check valve

Info

Publication number: RU2660745C1
Application number: RU2017118983A
Authority: RU
Inventors: Сергей Иванович Копытин
Original assignee: Акционерное общество "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" (АО "РСК "МиГ")
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-07-09

Abstract

FIELD: regulating system.

SUBSTANCE: invention relates to regulating systems. Return valve comprises a casing made in the form of a cylindrical bush consisting of two stages of different diameters, interconnected by bridges, a valve seat with a working outlet channel, a spring-loaded conical disc cone with a shank. Valve seat is in a larger diameter stage. In the stage of smaller diameter, an internal cylindrical boring is made, into which the guide bush with an internal guide hole is pressed, in cross-section in the form of "chamomile". At the end of the shank a protective glass is installed, on the surface of the valve seat, a concentric groove is made on the side of the valve seat, into which the sealing element is mounted. In the valve seat itself, a concentric groove is made on the side of the valve seat, into which the sealing element is mounted. On the outer edge of the valve seat, a sharp edge is formed on the side of the valve seat to interact with the sealing element of the valve seat. On the outer edge of the valve seat, a sharp edge is formed on the side of the valve seat to interact with the sealing element of the platelike shutter.

EFFECT: invention is aimed at increasing the tightness of the return valve and the supercharging line as a whole.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам регулирования, в частности к обратным клапанам, широко применяющимся в машиностроении и авиастроении, и может быть использовано в магистрали наддува топливных баков самолета.The invention relates to control systems, in particular to non-return valves, widely used in mechanical engineering and aircraft construction, and can be used in the supercharging line of fuel tanks of an airplane.

Известен клапан обратный с плоским тарельчатым затвором модульной конструкции, содержащий корпус, седло, подпружиненный плоский тарельчатый затвор с возможностью осевого перемещения хвостовика в кольцевой расточке корпуса, седло клапана с рабочей уплотняемой поверхностью, выполненной в виде кольцевых концентричных притертых к рабочей поверхности тарельчатого затвора ножевых выступов (патент RU №2250405, опубл. 20.04.2005 г.).A known non-return valve with a flat plate valve of a modular design, comprising a housing, a seat, a spring-loaded flat plate valve with the possibility of axial movement of the shank in the annular bore of the body, a valve seat with a working sealing surface made in the form of concentric ring grinding protrusions of a blade protrusion ( RU patent No. 2250405, published on 04/20/2005).

Указанный клапан применяется в системах, в которых в качестве рабочего тела выступает жидкость. Однако конструкция клапана не исключает возможность применения его в системах, где в качестве рабочего тела выступает воздух.The specified valve is used in systems in which fluid acts as a working fluid. However, the design of the valve does not exclude the possibility of its use in systems where air acts as a working fluid.

В случае применения указанного клапана в качестве запорно-регулирующего элемента в системах с воздушной рабочей средой, например в магистрали наддува топливных баков самолета, конструкция клапана имеет ряд недостатков: поскольку воздух, отбираемый от компрессора двигателя, дополнительно не очищается, то со временем уплотнительные ножевые выступы могут получить износ от частиц, содержащихся в подаваемом на клапан воздухе, что может привести к образованию зазоров между рабочей поверхностью тарельчатого затвора и ножевыми выступами, и, как следствие, привести к ухудшению герметичности клапана. Кроме того, между кольцевой расточкой корпуса и хвостовиком тарельчатого затвора, согласно указанному изобретению, имеется гарантированный кольцевой зазор, который, в случае использования клапана данной конструкции в магистрали наддува топливных баков самолета, может со временем забиваться частицами, содержащимися в рабочем теле (воздухе), что отрицательно скажется на работе клапана и может привести к ухудшению движения хвостовика тарельчатого затвора в кольцевой расточке корпуса вплоть до его заклинивания.If the specified valve is used as a shut-off and regulating element in systems with an air working medium, for example, in the aircraft’s fuel tank pressurization line, the valve design has a number of disadvantages: since the air taken from the engine compressor is not additionally cleaned, then over time the knife protrusions can get worn from particles contained in the air supplied to the valve, which can lead to gaps between the working surface of the poppet and the blade protrusions, and, ak consequently, cause a deterioration of the valve seal. In addition, there is a guaranteed annular gap between the annular bore of the housing and the shank of the butterfly valve, according to the invention, which, if a valve of this design is used in the boost line of the fuel tanks of the aircraft, can eventually become clogged by particles contained in the working fluid (air), which will negatively affect the operation of the valve and may lead to a deterioration in the movement of the shank of the disk-shaped shutter in the annular bore of the body up to its jamming.

Задачей настоящего изобретения является создание надежного обратного клапана для магистралей самолета, в которых в качестве рабочего тела выступает воздух, например магистрали наддува топливных баков. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, - повышение герметичности и надежности обратного клапана.An object of the present invention is to provide a reliable non-return valve for aircraft lines in which air acts as a working medium, for example, lines for boosting fuel tanks. The technical result achieved by the present invention is to increase the tightness and reliability of the check valve.

Указанный технический результат достигается тем, что клапан обратный содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической втулки, состоящей из двух ступеней различного диаметра, связанных между собой перемычками, образующими между собой сквозные рабочие входные окна, седло клапана с рабочим выходным каналом, подпружиненный тарельчатый затвор конической формы с хвостовиком с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с седлом при обратном направлении потока, при этом седло клапана находится в ступени большего диаметра, а в ступени меньшего диаметра выполнена внутренняя цилиндрическая расточка, в которую запрессована направляющая втулка с внутренним направляющим отверстием, в поперечном сечении выполненным в форме «ромашки», для хвостовика тарельчатого затвора, а на конце хвостовика установлен защитный стакан, причем на поверхности тарельчатого затвора со стороны, обращенной к седлу клапана, выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент, а в самом седле клапана со стороны тарельчатого затвора выполнена концентрическая канавка, в которую установлен уплотнительный элемент, при этом по наружному краю тарельчатого затвора со стороны седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом седла клапана, а по внутренней окружности седла клапана выполнена острая кромка с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом тарельчатого затвора.The specified technical result is achieved by the fact that the check valve contains a housing made in the form of a cylindrical sleeve, consisting of two stages of different diameters, interconnected by jumpers, forming a through-through working inlet windows, a valve seat with a working output channel, a spring-loaded conical shaped poppet with a shank with the possibility of axial movement and interaction with the seat with a reverse flow direction, while the valve seat is in the step of a larger diameter, and in the mortar and a smaller diameter, an inner cylindrical bore is made, into which a guide sleeve with an internal guide hole is pressed in cross-section in the shape of a “camomile”, for a disk-shaped shutter shank, and a protective cup is installed on the end of the shank, and on the surface of the disk-shaped shutter from the side facing to the valve seat, a concentric groove is made in which the sealing element is installed, and in the valve seat itself, on the side of the valve plate, a concentric groove is made a ka into which the sealing element is installed, while a sharp edge is made along the outer edge of the poppet valve from the side of the valve seat with the possibility of interaction with the sealing element of the valve seat, and a sharp edge is made along the inner circumference of the valve seat with the ability to interact with the sealing element of the poppet.

В качестве уплотнительных элементов может быть использована, например, высокотемпературная резина.As sealing elements, for example, high temperature rubber can be used.

Направляющая втулка, запрессовываемая в цилиндрическую расточку ступени корпуса меньшего диаметра, предпочтительно выполняется из материала, более мягкого по отношению к материалу ступени корпуса, для уменьшения трения в паре «хвостовик- втулка».The guide sleeve, pressed into the cylindrical bore of a smaller step of the housing, is preferably made of a material softer with respect to the material of the housing step to reduce friction in the “shank-sleeve” pair.

Наличие между ступенями цилиндрического корпуса перемычек позволяет в целом уменьшить вес клапана обратного, а пространство между перемычками образует сквозные рабочие входные окна большого проходного сечения, сообщенные с магистралью наддува.The presence between the steps of the cylindrical body of the jumpers allows you to generally reduce the weight of the check valve, and the space between the jumpers forms a through working input window with a large bore, in communication with the boost line.

Выполнение тарельчатого затвора конической формы улучшает ориентацию воздушного потока в магистрали после выхода из клапана.Performing a conical-shaped poppet gate improves the orientation of the air flow in the line after exiting the valve.

Установка (запрессовка) во внутреннюю цилиндрическую расточку меньшей по диаметру ступени корпуса направляющей втулки с внутренним направляющим отверстием для хвостовика тарельчатого затвора формирует подвижную пару и обеспечивает точную установку хвостовика тарельчатого затвора в корпусе, а выполнение направляющего отверстия втулки с поперечным сечением в форме «ромашки» уменьшает трение и предотвращает возможное заклинивание хвостовика за счет меньшей поверхности его контакта в направляющей втулке.Installing (press-fitting) in the inner cylindrical bore of a smaller diameter step of the guide sleeve body with the internal guide hole for the disk-shaped shank of the disk-shaped shutter forms a movable pair and ensures accurate installation of the disk-shaped plate shank in the housing, and the design of the guide hole of the disk-shaped sleeve with a cross-section in the form of a “camomile” reduces friction and prevents possible jamming of the shank due to the smaller surface of its contact in the guide sleeve.

Установка на конце хвостовика защитного стакана предотвращает попадание в подвижную пару втулка-хвостовик посторонних частиц из подаваемого на клапан воздуха.The installation of a protective cup at the end of the shank prevents foreign particles from entering the valve into the movable sleeve-shank pair.

Выполнение на поверхности тарельчатого затвора со стороны седла клапана концентрической канавки, в которую установлен уплотнительный элемент, и выполнение в седле клапана со стороны тарельчатого затвора концентрической канавки, в которую установлен уплотнительный элемент, создает два контура уплотнения, обеспечивающие герметичность клапана обратного в закрытом положении и магистрали наддува в целом.Performing a concentric groove in the valve seat side of the valve seat on the valve seat side into which the sealing element is installed, and performing a concentric groove in the valve seat on the valve seat side of the concentric groove in which the sealing element is installed, creates two sealing circuits that ensure the non-return valve in the closed position and boost as a whole.

Выполнение по наружному краю тарельчатого затвора со стороны седла клапана острой кромки с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом седла клапана, а по внутренней окружности седла клапана - острой кромки с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом тарельчатого затвора, повышает герметичность обоих контуров уплотнения.Performing a sharp edge along the outer edge of the valve disk from the valve seat side with the possibility of interaction with the valve seat sealing element, and a sharp edge along the inner circumference of the valve seat with the possibility of interaction with the valve plate sealing element, increases the tightness of both seal loops.

Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где представлен общий вид с разрезом корпуса клапана обратного в закрытом положении.The invention is illustrated in FIG. 1, which is a cross-sectional view of a reverse valve body in a closed position.

Клапан обратный содержит корпус, выполненный в виде цилиндрической втулки, состоящей из ступени 1 большего диаметра (ступень 1) и ступени 2 меньшего диаметра (ступень 2). Ступень 1 содержит седло 3 клапана с рабочим выходным каналом 4. Ступень 1 связана со ступенью 2 посредством перемычек 5, образующих между собой сквозные рабочие входные окна 6.The check valve contains a housing made in the form of a cylindrical sleeve, consisting of a stage 1 of a larger diameter (stage 1) and a stage 2 of a smaller diameter (stage 2). Stage 1 contains a valve seat 3 with a working output channel 4. Stage 1 is connected to stage 2 by means of jumpers 5, which form through working input windows 6.

Во внутреннюю цилиндрическую расточку ступени 2 запрессована направляющая втулка 7 с внутренним направляющим отверстием для хвостовика 8 тарельчатого затвора 9. Направляющее отверстие втулки 7 выполнено в поперечном сечении в форме «ромашки» (как показано на изображении А-А фиг. 1). На конце хвостовика 8 установлен защитный стакан 10 с возможностью его осевого перемещения совместно с хвостовиком 8, ограничивая его ход, закрепленный на конце хвостовика 8 с помощью резьбового соединения 11 и законтренный проволокой 12. Между наружной цилиндрической поверхностью ступени 2 и внутренней цилиндрической поверхностью защитного стакана 10 установлена пружина 13, одним концом упирающаяся в ребра перемычек 5, а другим в дно защитного стакана 10, обеспечивающая надежное прижатие тарельчатого затвора 9 к седлу 3 клапана обратного.A guide sleeve 7 with an internal guide hole for the shank 8 of the poppet gate 9 is pressed into the inner cylindrical bore of stage 2. The guide hole of the sleeve 7 is made in cross section in the shape of a “camomile” (as shown in image AA of Fig. 1). A protective cup 10 is installed at the end of the shank 8 with the possibility of its axial movement together with the shank 8, limiting its stroke, fixed at the end of the shank 8 with a threaded connection 11 and locked by a wire 12. Between the outer cylindrical surface of the stage 2 and the inner cylindrical surface of the protective cup 10 a spring 13 is installed, abutting against the ribs of the jumpers 5 at one end, and at the bottom of the protective cup 10 at the other end, providing reliable pressing of the poppet gate 9 to the valve seat 3.

На поверхности тарельчатого затвора 9, обращенной в сторону седла 3 клапана, выполнена кольцевая концентрическая канавка 14, в которую установлен кольцевой уплотнительный элемент 15. На поверхности седла 3 клапана со стороны тарельчатого затвора 9 выполнена кольцевая концентрическая канавка 16, в которую установлен кольцевой уплотнительный элемент 17. В качестве уплотнительных элементов 15 и 17 может быть использована, например, высокотемпературная резина, которая может быть установлена в канавки 14 и 16, например, методом вулканизации.An annular concentric groove 14 is made on the surface of the poppet 9, facing the valve seat 3, into which an annular sealing element 15 is installed. On the surface of the poppet of the valve 9, an annular concentric groove 16 is installed on the side of the valve seat 9, in which an annular concentric groove 17 is installed As sealing elements 15 and 17 can be used, for example, high temperature rubber, which can be installed in the grooves 14 and 16, for example, by vulcanization.

По периметру внешней поверхности тарельчатого затвора 9, обращенной в сторону седла 3 клапана, выполнена острая кромка 18, взаимодействующая с уплотнительным элементом 17 седла 3 клапана при закрытом положении клапана.A sharp edge 18 is made around the perimeter of the outer surface of the poppet 9, facing the valve seat 3, and interacts with the sealing element 17 of the valve seat 3 when the valve is in the closed position.

По периметру внутренней окружности седла 4 клапана выполнена острая кромка 19, взаимодействующая с уплотнительным элементом 15 тарельчатого затвора 9 при закрытом положении клапана.A sharp edge 19 is made along the perimeter of the inner circumference of the valve seat 4, interacting with the sealing element 15 of the poppet valve 9 when the valve is closed.

Клапан обратный устанавливается в магистраль наддува топливных баков хвостовиком по направлению к входящему потоку воздуха. Пружина обратного клапана обеспечивает прижатие тарельчатого затвора к седлу клапана при отсутствии давления в магистрали и рассчитана на открытие клапана при достижении заданного давления. При подаче воздуха от компрессора двигателя и достижении необходимого для открытия клапана давления, тарельчатый затвор обратного клапана отходит от седла, сжимая пружину, и открывает выходной канал. Защитный стакан, установленный на хвостовике тарельчатого затвора, в момент максимального открытия клапана упирается своим краем в поверхности перемычек, соединяющих части корпуса клапана, ограничивая дальнейший ход тарельчатого затвора, обеспечивая необходимый расход воздуха для наддува топливных баков и препятствуя попаданию посторонних частиц из воздуха в подвижную пару хвостовик-втулка. Через рабочие входные окна между перемычками воздух проходит в выходной канал и далее в магистраль наддува. При прекращении подачи воздуха от компрессора двигателя давление в магистрали падает, и пружина возвращает тарельчатый затвор обратно на седло капана. За счет наличия двух контуров уплотнения седла клапана и тарельчатого затвора, состоящих из кольцевых уплотнительных элементов и острых кромок, с ними взаимодействующих, достигается полная герметичность обратного клапана в закрытом положении при отсутствии давления в магистрали наддува, что препятствует попаданию топлива в воздушный тракт двигателя.The non-return valve is installed in the line for boosting the fuel tanks with a shank in the direction of the incoming air flow. The check valve spring ensures that the poppet is pressed against the valve seat when there is no pressure in the line and is designed to open the valve when the set pressure is reached. When air is supplied from the engine compressor and the pressure necessary to open the valve is reached, the poppet valve of the non-return valve moves away from the seat, compressing the spring, and opens the outlet channel. The protective cup mounted on the shank of the poppet valve, at the moment of maximum opening of the valve, abuts against the edge of the jumpers connecting the valve body parts, restricting the further movement of the poppet valve, providing the necessary air flow for pressurizing the fuel tanks and preventing foreign particles from entering the movable pair liner sleeve. Through the working inlet windows between the jumpers, air passes into the outlet channel and further into the boost line. When the air supply from the engine compressor stops, the pressure in the line drops, and the spring returns the poppet to the valve seat. Due to the presence of two sealing contours of the valve seat and the poppet, consisting of annular sealing elements and sharp edges interacting with them, a complete tightness of the check valve is achieved in the closed position when there is no pressure in the boost line, which prevents fuel from entering the engine air path.

Claims

1. The check valve contains a housing made in the form of a cylindrical sleeve, consisting of two stages of different diameters, interconnected by jumpers, forming a through working inlet windows, a valve seat with a working output channel, a spring-loaded conical-shaped poppet valve with a shaft with the possibility of axial movement and interaction with the seat in the opposite direction of flow, while the valve seat is in the step of a larger diameter, and in the step of a smaller diameter an inner cylinder is made A bored hole in which a guide sleeve with an internal guide hole is pressed in a cross-section in the shape of a “camomile” for a disk-shaped valve shank, and a protective cup is installed at the end of the shaft, and on the surface of the disk-shaped shutter from the side facing the valve seat, a concentric groove in which the sealing element is installed, and in the valve seat itself, on the side of the valve plate, a concentric groove is made in which the sealing element is installed, at this, a sharp edge is made along the outer edge of the poppet valve from the side of the valve seat with the possibility of interaction with the valve seat sealing element, and a sharp edge is made along the inner circumference of the valve seat with the possibility of interaction with the sealing element of the poppet valve.

2. The check valve according to claim 1, characterized in that high temperature rubber is used as sealing elements.