Исполнительный клапан

 

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к исполнительным клапанам систем автоматического регулирования давления гермокабин летательных аппаратов. Целью изобретения является снижение гидравлического сопротивления и шума, для чего клапан содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, заслонку 4, седло 5, втулку 6 с зубчатой кромкой 7, выполненной в виде воронки с тороидальным участком 8, обтекатель 10, расширяющиеся кольцевые каналы 11 и 12. 1 ил.

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к исполнительным клапанам систем автоматического регулирования давления гермокабин летательных аппаратов. Целью изобретения является снижение гидравлического сопротивления и шума. На чертеже представлен исполнительный клапан для гермокабины самолета. Клапан содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, регулирующий орган, выполненный в виде заслонки 4 и седла 5, потоконаправляющий элемент, выполненный в виде втулки 6 с зубчатой кромкой 7, имеющей форму воронки с тороидальным участком 8, причем вершины зубьев 9 расположены в торцовой плоскости тороидального участка. Клапан также содержит обтекатель 10, установленный в выходной полости 3, разделенной обтекателем и втулкой 6 на расширяющиеся кольцевые каналы 11 и 12. Плоскость зубчатой кромки направлена навстречу рабочему потоку, вытекающему из запорного органа. Зубья 9 разделяют рабочий поток на струи турбулизуют их. Кольцевой канал 12 предназначен для плавного замыкания вихревой зоны турбулентного потока. Впадины между зубьями 9 служат для дополнительной турбулизации воздушного потока. Работает исполнительный клапан следующим образом. При работе системы автоматического регулирования давления в зависимости от сигнала командного прибора (на чертеже не показаны) в исполнительном клапане происходит перемещение (подъем, опускание) заслонки 4, поддерживающей необходимую величину избыточного давления во входной полости 2. Через заслонку 4, втулку 6 и расширяющиеся кольцевые каналы 11 и 12 происходит истечение рабочего потока из входной полости 2 в атмосферу. Скорость истечения, определяемая многими факторами (плотность воздуха в кабине и окружающей среде, диаметром седла клапана, расходом воздуха и т. д. ), определяет акустическую мощность шума в гермокабине, на рабочих местах в кабинах и салонах самолетов. Благодаря втулке 6 с зубчатой кромкой 7, установленной в рабочем потоке, спектр шума клапана преобразуется за счет турбулизации потока, вызванной в вихревой зоне острыми вершинами 9 и впадинами зубчатой кромки 7. Замыкание вихревой зоны в расширяющемся кольцевом канале 12 уменьшает гидравлическое сопротивление и акустическую мощность клапана. Выходя из запорного органа, поток воздуха имеет ядро, в котором скорость постоянна, и краевые области с меньшей скоростью, что обусловлено вязкостью протекающего газа. При попадании на зубчатую кромку 7 эпюра скорости должна разрушиться и таким образом во втулке 6 и в начальной части расширяющегося кольцевого канала 12 возникает деструкция потока с образованием вихревой турбулентной зоны. Наличие двух частей потока: одной - внутри втулки 6, а другой в расширяющемся кольцевом канале 12, движение в котором сопровождается уменьшением скорости и ростом давления, способствует замыканию вихревой зоны и снижению шума клапана. (56) Авторское свидетельство СССР N 459993, кл. F 16 K 47/02, 1973. Авторское свидетельство СССР N 632214, кл. F 16 K 17/02, 1976.

Формула изобретения

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с входной и выходной полостями, между которыми расположен регулирующий орган, выполненный в виде заслонки и седла, потоконаправляющий элемент, выполненный в виде установленной по оси клапана втулки с зубчатой кромкой, обращенной в сторону заслонки и расположенной над плоскостью седла, отличающийся тем, что, с целью снижения гидравлического сопротивления и шума, в него введен расположенный по оси клапана в выходной полости обтекатель, а зубчатая кромка втулки выполнена в виде воронки, расширяющаяся часть которой имеет тороидальный участок, на торцовой плоскости которого расположены вершины зубьев зубчатой кромки, а поверхности обтекателя, втулки и выходной полости образуют между собой расширяющиеся кольцевые каналы.

РИСУНКИ

Рисунок 1