Пискунов Сергей Николаевич, Морев Алексей Иванович, Афанасиев
Изобретението се отнася до машиностроенето, по-специално до областта на възли и механизми на газови и хидравлични системи. Пироклапанът се състои от корпус с входни и изходни отвори. В тялото има кухини. Кухини, разделени с мост. В една от кухините е поставено бутало. Буталото е оборудвано с прът с поансон. Последният е насочен към джъмпера. Конусната тапа е изработена в едно цяло със стеблото и е монтирана с възможност за заклинване в реципрочното конично гнездо. Седлото е направено в кухината на тялото. Зад буталото има пирокамера. Конусната тапа е изработена с двуслойна структура. Условната граница на провлачване и твърдостта на материала на тялото, пръта, поансона и вътрешния слой на коничната структура на тапата са 2-3 пъти по-високи от условната граница на провлачване и твърдостта на външния слой на коничната структура на тапата. Дебелината на горния слой на структурата на коничната запушалка е съизмерима с дълбочината на пластичната деформация на този слой, когато коничната запушалка е заключена в коничното гнездо на тялото и е 0,05-0,1 от дължината на образуващата на коничната запушалка. Изобретението е насочено към подобряване на надеждността на клапана с малки общи тегловни характеристики. 1 з.п. ф-лия, 1 ил.
Чертежи към патент България 2421648
Изобретението се отнася до областта на машиностроенето, по-специално до областта на възли и механизми на газови и хидравлични системи.
Това устройство е трудно за производство поради трудоемкостта на формирането на външния слой на конусовидната конструкция на седалката, разположен дълбоко в тялото, с точността на формата, необходима за осигуряване на плътност, което влошава надеждността на плътност в контактната двойка (затварящ елемент - седалка) след задействане на пироклапана.
В това устройство щепселът, заклинен от средното стъпало в отвора на тялото, се деформира пластично, като еластично деформира тялото на пироклапана, като по този начин осигурява херметично припокриване на секцията на потока на пироклапана. В същото време слой от сребро или кадмий, нанесен върху тапата, осигурява заклещване на тапата без драскотини, драскотини и други дефекти, като е вид „смазка“ между тапата и седалката на тялото директно по време на движението на тапата и не участва в уплътняването по конусните повърхности след задействане на пиро клапана.
Фактът, че корковата тапа се деформира пластично след задействане на пироклапана, показва относително ниските якостни характеристики на материала, от който е направена. В тази връзка конструкциите, унищожени от тапа, трябва да бъдат или тънкостенни (например тънкостенна тръба), или изработени от материали с ниски якостни характеристики, което от своя страна ограничава работното налягане.
При изстрел буталото задвижва конусовидна тапа с поансон. Поансонът разрушава моста, конусообразната запушалка се заклинява в реципрочното конусно гнездо, изключвайки изхода от входа.
Основният недостатък на този пиро клапан ефактът, че за ефективно унищожаване на джъмпера и заклинване на коничния щепсел в коничното гнездо, якостните характеристики на материала на щепсела, пръта и поансона трябва да бъдат по-високи от якостните характеристики на тялото и джъмпера. Това налага съществени ограничения върху стойността на работното налягане на пираклапана и надеждността на уплътнението при високи налягания на средата.
Решеният технически проблем на настоящото изобретение е да се създаде пироклапан, който работи при високи налягания и има висока надеждност с малки общи теглови характеристики и лекота на производство.
Техническият резултат се състои в повишаване на работните налягания на газовия поток, управляван от пирогенния клапан, като същевременно се осигурява висока надеждност.
Техническият резултат се постига чрез факта, че в пировален клапан, съдържащ тяло с входни и изходни отвори, с кухини, разделени от джъмпер, в едната от които има бутало, оборудвано със стебло с поансон, насочен към джъмпера, конусна запушалка, направена в едно цяло със стеблото, монтирана с възможност за заклинване в свързващо конично гнездо, направено в кухината на тялото, пирокамера, разположена зад буталото, коничната запушалка е направен с двуслойна структура, условната граница на провлачване и твърдост на материала на тялото, пръта, поансона и вътрешния слой на коничната структура на тапата са 2-3 пъти по-високи от условната граница на провлачане и твърдостта на външния слой на структурата на коничната тапа, дебелината на горния слой на структурата на коничната тапа е съизмерима с дълбочината на пластичната деформация на този слой, когато коничната тапа е заключена в коничното гнездо на тяло и е 0,05-0,1 от дължината на образуващата на коничната тапа.
Джъмперът, разделящ кухините в тялото, може да бъде направен от едно цялос корпус.
Отличителните характеристики, обсъдени по-горе, ще осигурят работата на пироклапана при условия на високо налягане на газа с висока надеждност.
Изпълнението на конична пробка с двуслойна структура, при която условната граница на провлачване и твърдост на материала на вътрешния слой, както и условната граница на провлачване и твърдост на материала на тялото, стеблото и поансона са 2-3 пъти по-високи от условната граница на провлачване и твърдост на материала на външния слой на коничната конструкция на пробката, ще позволи, първо, да се повиши налягането на работния газ в пираклапана, второ, безпрепятствено да унищожи джъмпера на корпуса и без да променя формата на запушалката и стеблото, и трето, да осигури надеждно уплътняване на връзката "конична запушалка - конично гнездо на тялото". Дебелината на външния слой на структурата на коничната запушалка, която е съизмерима с дълбочината на пластичната деформация на този слой, когато коничната запушалка е заключена в коничното гнездо на тялото и е 0,05-0,1 от дължината на образуващата конична запушалка, осигурява след задействане на пироклапана, поради пълното изключване на междуповърхностната междина в контактната зона на връзката „конична запушалка - конично гнездо“, надеждно уплътнение при падане на налягането върху посочената връзка над 400 MPa. В допълнение, сравнително малката дебелина на външния слой на конструкцията на коничната тапа (0,05-1 от дължината на генератора на коничната тапа) позволява да се запазят нейните якостни характеристики, без да се увеличават размерите на вътрешния слой на структурата на коничната тапа, което осигурява решение на проблема с разрушаването на моста и уплътнението с малки общи характеристики на масата на пиро клапана.
На чертежа е показана схема на пировентил, където
- 2 - вход;
- 3, 4 - изходни отвори;
- 5 - цилиндричен отвор;
- 7 -срязваща се мембрана;
- 8 - двуслойна конична тапа;
- 9 - конична седалка;
- 13 - жлеб върху цилиндричната повърхност на буталото;
- 14 - жлеб на крайната повърхност на буталото;
- 16 - външен слой на конусовидната тапа;
- L - дължината на образуващата на коничната пробка.
Пироклапанът може да има следните параметри на структурни елементи, които осигуряват надеждна работа на пироклапана при високи налягания.
Устройството работи по следния начин.
Преди да се задейства устройството, газовият поток преминава само от входа 2 към изхода 3. След експлозията на пиротехническото устройство (не е показано) продуктите от горенето навлизат в пирокамерата 10 и действат върху буталото 6. В този случай мембраната 7 се прекъсва, буталото 6 започва да се движи.
Буталото 6 задвижва двуслойната конична запушалка 8 и пръта 12 с поансона 15. Поансонът 15 разрушава джъмпера 11 (в него се образува дупка), двуслойната конична запушалка 8 се заклинява в свързващото конично гнездо 9, изключвайки изхода 3 от входа 2, насочвайки газовия поток към изхода 4. В този случай външният слой претърпява пластична деформация по цялата му дебелина.
Тестовете на пироклапана с заявените параметри показаха, че устройството херметично затваря газовия поток с налягане над 400 MPa.
По този начин, изобретеният пир клапан работи при високо налягане, има висока надеждност с малки общи характеристики на теглото и лекота на производство.
ИСК
1. Пироварен клапан, съдържащ корпус с входни и изходни отвори, с кухини, разделени от джъмпер, единият от които съдържа бутало, снабдено с стебло с поансон, насочен встраната на джъмпера, конична запушалка, изработена в едно цяло с пръта, монтирана с възможност за заклинване в реципрочна конична опора, направена в кухината на тялото, пирокамера, разположена зад буталото, характеризираща се с това, че коничната запушалка е направена с двуслойна структура, условната граница на провлачване и твърдостта на материала на тялото, прътът, поансонът и вътрешният слой на коничната структура на запушалката са 2-3 пъти по-високи от конвенционалните якост на провлачване и твърдост на външния слой на коничната структура на пробата ki, дебелината на горния слой на структурата на коничната тапа е съизмерима с дълбочината на пластичната деформация на този слой, когато коничната тапа е заключена в коничното гнездо на тялото и е 0,05-0,1 от дължината на образуващата на коничната тапа.
2. Пироклана съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че джъмперът, разделящ кухините в тялото, е направен в едно цяло с тялото.
| IPC класове: | F16K17/14 с разрушим елемент |
| автори): | Пискунов Сергей Николаевич (RU) , Морев Алексей Иванович (RU) , Афанасиев Владимир Александрович (RU) , Карпенко Сергей Иванович (RU) |
| Патентопритежател(и): | България, от името на която действа Държавната корпорация за атомна енергия "Росатом" (РУ), |
| Приоритети: |