RU2185652C2 - Liquid flowrate regulator - Google Patents
Liquid flowrate regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2185652C2 RU2185652C2 RU2000101599A RU2000101599A RU2185652C2 RU 2185652 C2 RU2185652 C2 RU 2185652C2 RU 2000101599 A RU2000101599 A RU 2000101599A RU 2000101599 A RU2000101599 A RU 2000101599A RU 2185652 C2 RU2185652 C2 RU 2185652C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- throttle
- valves
- regulator
- control
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Flow Control (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области агрегатов автоматики и, в частности к регуляторам расхода, устанавливаемым в гидравлических системах энергетических установок, например в системах регулирования жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). The invention relates to the field of automation units and, in particular, to flow controllers installed in hydraulic systems of power plants, for example, in control systems for liquid rocket engines (LRE).
Предшествующий уровень техники
Известен регулятор расхода из патента США 3130747, НКИ 137-504, 1964, в котором имеется подпружиненный золотник, сообщающийся с одной стороны с входной полостью агрегата, а с другой - с внутренней полостью регулятора через отверстия в золотнике. Этот регулятор принимаем за аналог изобретения. Недостаток аналога в том, что он предназначен для работы в условиях постоянного расхода, что не позволяет обеспечить работу магистрали на различных режимах.State of the art
Known flow regulator from US patent 3130747, NKI 137-504, 1964, in which there is a spring-loaded spool communicating on the one hand with the input cavity of the unit, and on the other with the internal cavity of the regulator through the holes in the spool. This regulator is taken as an analogue of the invention. The disadvantage of the analogue is that it is designed to work in a constant flow rate, which does not allow for the operation of the line in various modes.
Известен регулятор расхода для газогенератора ЖРД РД-253 из энциклопедии "Космонавтика", под ред. В.П. Глушко М., 1985 г., стр.16, рис.9. Устройство содержит имеющий вход и выход дроссель, а также последовательно с ним установленный в гидравлической магистрали стабилизатор перепада давлений на дросселе, имеющий полости сравниваемых давлений, одна из которых сообщена со входом дросселя, а другая - с его выходом. Между этими полостями установлен подпружиненный чувствительный элемент, скрепленный с дросселирующим элементом стабилизатора перепада давлений. Это устройство принимаем за аналог предлагаемого изобретения. Недостаток этого аналога в том, что при его оптимальных размерах в нем сложно обеспечить высокое быстродействие. Known flow controller for gas generator LPRE RD-253 from the encyclopedia "Cosmonautics", ed. V.P. Glushko M., 1985, p. 16, Fig. 9. The device comprises a throttle having an inlet and an outlet, as well as a differential pressure stabilizer installed on the throttle in the hydraulic line, having differential pressure cavities having cavities of comparable pressures, one of which is connected to the inlet of the throttle, and the other with its output. Between these cavities a spring-loaded sensing element is mounted, fastened to the throttling element of the differential pressure stabilizer. This device is taken as an analogue of the invention. The disadvantage of this analogue is that with its optimal size, it is difficult to provide high performance.
Известен регулятор расхода прямого действия из монографии Б.Ф. Гликмана "Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей", М., 1974 г., стр. 231, рис.6.1. Это устройство имеет дроссель со входом и выходом и стабилизатор перепада давлений на дросселе, который (стабилизатор) имеет две полости сравниваемых давлений. Одна из этих полостей сообщена со входом дросселя, а другая - с его выходом. Между этими полостями установлен подпружиненный чувствительный элемент, скрепленный с дросселирующим элементом стабилизатора перепада давлений. Данное устройство принимаем за прототип предлагаемого изобретения. A known flow controller direct action from the monograph B.F. Glikman "Automatic regulation of liquid rocket engines", M., 1974, p. 231, Fig. 6.1. This device has a throttle with input and output and a differential pressure stabilizer on the throttle, which (stabilizer) has two cavities of the compared pressure. One of these cavities communicates with the input of the throttle, and the other with its output. Between these cavities a spring-loaded sensing element is mounted, fastened to the throttling element of the differential pressure stabilizer. This device is taken as a prototype of the invention.
Недостаток прототипа заключается в том, что в нем сложно обеспечить высокое быстродействие при оптимальных массовых и габаритных характеристиках конструкции. The disadvantage of the prototype is that it is difficult to provide high performance with optimal mass and overall characteristics of the structure.
Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение быстродействия устройства по изменению расхода жидкости через регулятор расхода.Disclosure of invention
The problem to which this invention is directed, is to increase the speed of the device by changing the flow rate of the liquid through the flow regulator.
Указанная задача решается тем, что регулятор расхода жидкости преимущественно для ЖРД содержит имеющий вход и выход управляемый дроссель, который может перекрывать проходное сечение устройства. Указанный регулятор содержит также стабилизатор перепада давлений на дросселе, установленный последовательно с ними, имеющий две полости сравниваемых давлений, одна из которых сообщена со входом дросселя, а другая - с его выходом. Между этими полостями установлен подпружиненный чувствительный элемент, скрепленный с дросселирующим элементом стабилизатора перепада давлений. This problem is solved in that the fluid flow regulator mainly for liquid propellant rocket engines contains a controllable throttle having an input and an output, which can overlap the passage section of the device. The specified controller also contains a differential pressure stabilizer on the throttle, mounted in series with them, having two cavities of comparable pressures, one of which is connected to the inlet of the throttle, and the other with its output. Between these cavities a spring-loaded sensing element is mounted, fastened to the throttling element of the differential pressure stabilizer.
Отличительной особенностью регулятора является то, что вход с выходом дросселя сообщен множеством параллельных каналов, в каждом из которых выполнена дроссельная шайба. Собственно дроссель выполнен цифровым в виде параллельно установленных в этих каналах исполнительных клапанов. Для управления каждым исполнительным клапаном устройство снабжено клапанами управления, управляющий канал каждого из которых сообщен с полостью управления не менее, чем одного соответствующего исполнительного клапана. A distinctive feature of the regulator is that the input with the output of the throttle is communicated by many parallel channels, in each of which a throttle washer is made. Actually, the throttle is made digital in the form of actuating valves installed in parallel in these channels. To control each actuating valve, the device is equipped with control valves, the control channel of each of which is connected to the control cavity of at least one corresponding actuating valve.
В частном случае для каналов с соответствующим каждому из них исполнительному клапану и дроссельной шайбе соотношения произведений коэффициента сопротивления ((μ)) на площадь проходного сечения (F) (т.е. проходящих через регулятор расходов жидкости при заданном перепаде давлений) удовлетворяют соотношению следующего ряда чисел или его частей: 20, 21, 22,...2n-2, 2n-1, 2n, где n - число клапанов управления.In a particular case, for channels with an executive valve and a throttle washer corresponding to each other, the ratios of the products of the resistance coefficient ((μ)) and the area of the flow cross-section (F) (i.e., passing through the flow rate regulator at a given pressure differential) satisfy the ratio of the following series numbers or its parts: 2 0 , 2 1 , 2 2 , ... 2 n-2 , 2 n-1 , 2 n , where n is the number of control valves.
В следующем частном случае регулятор расхода содержит гидравлически параллельно цифровому дросселю гидравлический канал с гидравлической дроссельной шайбой. In the following particular case, the flow regulator contains a hydraulic channel with a hydraulic throttle washer hydraulically parallel to the digital throttle.
В другом частном случае в качестве клапанов управления исполнительными клапанами регулятор содержит электрогидроклапаны, каждый из которых, кроме управляющего канала имеет канал высокого давления, сообщающийся с полостью высокого давления регулятора, и канал слива, сообщающийся с полостью низкого давления, например, на входе в насос турбонасосного агрегата ЖРД. In another particular case, the regulator contains electrohydro valves as executive valve control valves, each of which, in addition to the control channel, has a high-pressure channel in communication with the high-pressure cavity of the regulator and a drain channel in communication with the low-pressure cavity, for example, at the inlet to the turbopump pump rocket engine assembly.
В следующем частном случае в регуляторе расхода жидкости со стороны входа жидкостная магистраль снабжена подпружиненным обратным клапаном, причем регулятор имеет корпус, в который ввернут на резьбе стакан, на внутренней поверхности которого подвижно посажен подпружиненный чувствительный элемент стабилизатора перепада давлений, а внешняя поверхность его (стакана) выполнена в виде цилиндрической направляющей поверхности, на которой подвижно и посажен обратный клапан, седло которого выполнено на входной части корпуса. In the following particular case, in the fluid flow regulator on the inlet side, the fluid line is equipped with a spring-loaded check valve, and the regulator has a housing in which a glass is screwed onto the thread, on the inner surface of which a spring-loaded sensing element of the differential pressure stabilizer is movably mounted, and its external surface (glass) made in the form of a cylindrical guide surface on which the check valve is movably and set, the seat of which is made on the input part of the housing.
В дополнительном частном случае этого варианта обратный клапан снабжен сквозным отверстием, сообщающим полости со стороны входа и выхода из этого клапана. In an additional particular case of this option, the check valve is provided with a through hole communicating cavities on the inlet and outlet sides of this valve.
Технический результат заключается в том, что создан регулятор расхода повышенного быстродействия. The technical result consists in the fact that a flow controller of increased speed has been created.
Имеются еще дополнительные технические результаты. Additional technical results are still available.
Возможность выполнения канала с гидравлической дроссельной шайбой гидравлически параллельно цифровому дросселю позволяет иметь при закрытом цифровом дросселе достаточно большой гарантированный расход жидкости через регулятор, что очень важно при его применении в ЖРД. The ability to run a channel with a hydraulic throttle washer hydraulically parallel to the digital throttle allows you to have a sufficiently large guaranteed flow rate through the regulator when the digital throttle is closed, which is very important when it is used in a liquid propellant rocket engine.
Кроме этого, предлагаемая конструкция не требует громоздкого электродвигателя, в качестве электропривода, который для своего изготовления требует специального производства. Это существенно упрощает и удешевляет конструкцию. In addition, the proposed design does not require a bulky electric motor, as an electric drive, which for its manufacture requires special production. This greatly simplifies and reduces the cost of construction.
Наличие сквозного отверстия в обратном клапане позволяет просто и надежно обеспечить вакуумирование жидкостной полости регулятора на двигателе. The presence of a through hole in the check valve allows you to simply and reliably ensure the evacuation of the fluid cavity of the regulator on the engine.
Следует отметить также повышение точности работы регулятора на режимах малых расходов (т. е. на режимах дросселирования ЖРД) за счет того, что не требуется обеспечивать точное угловое положение электропривода. It should also be noted that the regulator improves its accuracy in low-flow modes (i.e., in throttle throttle operation modes) due to the fact that it is not necessary to ensure the exact angular position of the electric drive.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен предлагаемый регулятор расхода в разрезе по А-А (см. фиг.2) вдоль оси конструкции.Brief Description of the Drawings
In FIG. 1 shows the proposed flow controller in section along AA (see figure 2) along the axis of the structure.
На фиг.2 дан поперечный разрез Н-Н (см. фиг.1) регулятора расхода вдоль параллельно установленных исполнительных клапанов цифрового дросселя. Figure 2 shows a transverse section HH (see figure 1) of the flow controller along parallel installed actuating valves of the digital throttle.
На фиг. 3 дано поперечное сечение участка регулятора расхода М-М (см. фиг. 1) вдоль управляющего канала клапана управления, сообщающегося с полостью управления исполнительного клапана. In FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the flow regulator MM (see FIG. 1) along the control channel of the control valve in communication with the control cavity of the actuating valve.
Пример реализации изобретения
Изображенный на фиг.1, 2, 3 регулятор расхода жидкости состоит из цифрового дросселя 1 и стабилизатора перепада давлений 2 на этом дросселе. Устройство имеет корпус 3, в котором размещены основные детали устройства. В корпусе 3 размещены исполнительные клапаны 4, для каждого из которых в корпусе 3 выполнено гнездо 5, герметично закрываемое заглушкой 6, зажатой в корпусе 3 с помощью накидной гайки 7. В гнезде 5 и заглушке 6 размещен и подвижно уплотнен с помощью уплотнительных колец 8, 9, 10 затвор 11. Каждый исполнительный клапан 4 (а их всего 8 равнорасположенных по окружности) имеет дренажную полость 12, сообщающуюся с дренажной пипкой 13 с установленным на ней пылезащитным кольцом 14.An example implementation of the invention
The fluid flow controller shown in figures 1, 2, 3 consists of a digital choke 1 and a differential pressure stabilizer 2 on this choke. The device has a housing 3, in which the main parts of the device are located. Executive valves 4 are placed in the housing 3, for each of which a socket 5 is made in the housing 3, hermetically sealed with a plug 6, clamped in the housing 3 with a union nut 7. In the socket 5 and the plug 6 is placed and movably sealed with o-rings 8, 9, 10 shutter 11. Each actuator valve 4 (and there are only 8 equally spaced around the circumference) has a drainage cavity 12 in communication with the drainage piping 13 with a dust ring 14 installed on it.
Исполнительный клапан 4 имеет также седло 15, выполненное в корпусе 3, по посадке на которое затвора 11 обеспечивается разобщение входной полости 16 и выходной полости 17 по данному исполнительному клапану. Исполнительный клапан 4 имеет также управляющую полость высокого давления 18. The actuating valve 4 also has a seat 15, made in the housing 3, by landing on which the shutter 11 provides the separation of the input cavity 16 and the output cavity 17 for this Executive valve. Executive valve 4 also has a control cavity of high pressure 18.
Дроссель 1 снабжен клапанами управления, представляющими собой электрогидроклапаны 19, снабженные электромагнитами 20, которые управляют этими электрогидроклапанами. Каждый электрогидроклапан 19 имеет полость управления 21, которая управляющим каналом 22 (см. фиг.3) сообщена с управляющей полостью высокого давления 18 исполнительного клапана 4 (или с управляющими полостями высокого давления 18 нескольких исполнительных клапанов 4). Электрогидроклапан 19 каналом 23 сообщен с полостью высокого давления, являющейся входной полостью 16, а также со сливом через канал слива 24. The throttle 1 is equipped with control valves, which are electro-hydraulic valves 19, equipped with electromagnets 20, which control these electro-hydraulic valves. Each electrohydrovalve 19 has a control cavity 21, which is connected to the control channel 22 (see FIG. 3) with the high-pressure control cavity 18 of the actuator valve 4 (or with the high-pressure control cavities 18 of several actuator valves 4). The electrohydrovalve 19 is connected by a channel 23 to a high-pressure cavity, which is an inlet cavity 16, and also to a drain through a drain channel 24.
Регулятор расхода жидкости в части дросселя 1 содержит также между полостями 16 и 17 дроссельный канал 25, не имеющий исполнительного клапана 4. В принципе этого канала может и не быть. В таком случае через регулятор может быть обеспечен нулевой расход, т.е. магистраль регулятора может быть полностью перекрыта исполнительными клапанами 4. The fluid flow regulator in the part of the throttle 1 also contains between the cavities 16 and 17 a throttle channel 25 that does not have an actuating valve 4. In principle, this channel may not exist. In this case, a zero flow rate can be provided through the regulator, i.e. the regulator line can be completely blocked by actuating valves 4.
В корпусе 3 за исполнительными клапанами 4 по потоку выполнены дроссельные шайбы 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33. Диаметры дроссельных шайб подобраны таким образом, чтобы произведение коэффициента гидравлического сопротивления на площадь проходного сечения (т.е. пропускаемых через регулятор расходов жидкости при заданном перепаде давлений на дросселе) удовлетворяло соотношению следующего ряда чисел или его частей: 20, 21, 22,... 2(n-1), 2n, где n+1 - число клапанов управления. В нашем случае n=7, как видно из чертежей.In the housing 3,
Ось стабилизатора перепада давлений 2 совпадает с осью регулятора расхода жидкости. Корпусом стабилизатора перепада давлений 2 является корпус 3 регулятора расхода. Стабилизатор перепада давлений 2 содержит также другие детали. The axis of the differential pressure stabilizer 2 coincides with the axis of the fluid flow regulator. The differential pressure stabilizer housing 2 is the flow controller body 3. The differential pressure stabilizer 2 also contains other parts.
В корпус 3 вставлен на резьбе ступенчатый стакан 34, имеющий посадочные поверхности 35 и 36, в которые посажен по подвижной посадке чувствительный элемент 37, имеющий в качестве направляющих элементов поршень 38 и направляющий хвостовик 39. Чувствительный элемент 37 имеет также дросселирующий хвостовик 40, являющийся его дросселирующим элементом, и продольный сквозной осевой канал 41. Между ступенчатым стаканом 34 и чувствительным элементом 37 имеется полость 42, сообщающаяся с входной полостью 16 через отверстия 43, выполненные в ступенчатом стакане 34. Полость 42 определяет эффективную площадь чувствительного элемента 37 как разность площадей сечений посадочных поверхностей 35 и 36. A stepped cup 34 is inserted into the body 3 on a thread, having seating surfaces 35 and 36, into which a sensing element 37 is fitted, having a piston 38 and a guiding shaft 39 as guiding elements. The sensing element 37 also has a throttling shank 40, which is its a throttling element, and a longitudinal through axial channel 41. Between the stepped glass 34 and the sensing element 37 there is a cavity 42 communicating with the inlet cavity 16 through openings 43 made in the stepped glass 34. The cavity 42 defines the effective area of the sensor element 37 as the difference in the cross-sectional areas of the seating surfaces 35 and 36.
Ступенчатый стакан 34 имеет также наружную направляющую поверхность 44, в которой посажен по подвижной посадке затвор 45 обратного клапана. Этот затвор подпружинен пружиной 46 к седлу 47, выполненному в корпусе 3. В затворе 45 выполнено также сквозное отверстие 48, сообщающее полости со стороны входа и выхода из обратного клапана. (Т.е. полость со стороны входа в регулятор расхода жидкости и входную полость 16. Это отверстие может быть выполнено и в корпусе 3, а не в затворе 45). The stepped cup 34 also has an outer guide surface 44 in which the check valve shutter 45 is seated in a movable position. This shutter is spring-loaded with a spring 46 to a seat 47 made in the housing 3. In the shutter 45 there is also a through hole 48 communicating the cavities on the inlet and outlet sides of the non-return valve. (That is, the cavity on the inlet side of the fluid flow regulator and the inlet cavity 16. This hole can also be made in the housing 3, and not in the shutter 45).
Чувствительный элемент 37 через втулку 49, имеющую боковые окна 50, поджат пружиной 51 к внутреннему торцу ступенчатого стакана 34. Пружина 51 с одного конца упирается во втулку 49, а с другого конца упирается через подпятник 52 и кольца 53 в днище 54, которое герметично ввернуто на резьбе в корпус 3. Днище 54 снабжено внутренней конической поверхностью 55. The sensing element 37 through the sleeve 49, having side windows 50, is pressed by a spring 51 to the inner end of the stepped cup 34. The spring 51 abuts against the sleeve 49 at one end and abuts against the thrust plate 52 and ring 53 at the other end 54, which is hermetically screwed on the thread in the housing 3. The bottom 54 is provided with an inner conical surface 55.
Один из восьми исполнительных клапанов 4 вместо заглушки 6 и накидной гайки 7 имеет переходник 56 и гайку 57. Переходник имеет сквозной канал 58. В результате канал 58 сообщается с входной полостью 16. Такое конструктивное исполнение клапанов 4 продиктовано особенностями ЖРД соответствующего типа. One of the eight actuating valves 4 instead of the plug 6 and the union nut 7 has an
Следует отметить, что в конструкции регулятора расхода жидкости все восемь исполнительных клапанов 4 могут быть выполнены одинаковыми (т.е. с заглушками 6 и накидными гайками 7). В таком случае не обязательно также наличие обратного клапана с затвором 45 и пружиной 46. Эти элементы необходимы при переключении ЖРД с режима запуска на основные режимы. It should be noted that in the design of the fluid flow regulator, all eight executive valves 4 can be made identical (i.e., with plugs 6 and union nuts 7). In this case, it is also not necessary to have a check valve with a shutter 45 and a spring 46. These elements are necessary when switching the LRE from the launch mode to the main modes.
Работает регулятор расхода жидкости следующим образом. В исходном положении электромагниты 20 обесточены, в результате чего управляющий канал 22 сообщен через электрогидроклапан 19 со сливом и с управляющей полостью высокого давления 18. Внутренняя полость регулятора вакуумируется (благодаря наличию сквозного отверстия 48 в затворе 45) путем подключения входа и дренажа к вакууму. The fluid flow controller operates as follows. In the initial position, the electromagnets 20 are de-energized, as a result of which the
При подаче жидкости под давлением на вход регулятора открывается затвор 45 обратного клапана, сжимая пружину 46, пропуская жидкость под давлением во входную полость 16. When applying fluid under pressure to the input of the regulator, the check valve 45 opens, compressing the spring 46, passing the fluid under pressure into the inlet cavity 16.
Действуя на затворы 11 исполнительных клапанов 4, на разности площадей, уплотненных сначала по седлу 15 и уплотнительному кольцу 8, а затем (по мере открытия затвора 11) по уплотнительным кольцам 10 и 8, исполнительные клапаны 4 открывают магистраль регулятора со входа через входную полость 16, выходную полость 17 на выход из регулятора, обеспечивая протекание жидкой среды по магистрали. Acting on the shutters 11 of the executive valves 4, on the difference of the areas sealed first by the seat 15 and the sealing ring 8, and then (as the shutter 11 is opened) by the sealing rings 10 and 8, the executive valves 4 open the regulator line from the input through the input cavity 16 , the output cavity 17 to the output of the regulator, ensuring the flow of liquid medium along the highway.
Такая работа регулятора расхода жидкости соответствует режиму заполнений топливных магистралей ЖРД. Перед командой на запуск ЖРД подается электропитание на ряд электромагнитов 20 электрогидроклапанов 19, управляющих соответствующими исполнительными клапанами 4. В результате соответствующие каналы 23 через соответствующие электрогидроклапаны 19 оказываются сообщенными с соответствующими каналами 22 соответствующих исполнительных клапанов 4, подводя нарастающее давление из входной полости 16 в управляющую полость высокого давления 18 указанных исполнительных клапанов 4, обеспечивая посадку на седло 15 затвора 11. Исполнительные клапаны 4, управляющие электромагнитные клапаны 19 которых находятся в исходном положении в результате обесточенных электромагнитов 20, устанавливаются в открытом положении в результате того, что на них полость 18 через каналы 22 и 24 сообщена со сливом. В дренажной полости 12 установлено низкое давление, например атмосферное давление окружающей среды, из-за того, что эта полость сообщена через пипку 13 и пылезащитное кольцо 14 со средой, окружающей устройство. Таким образом на исполнительных клапанах 4 (с электрогидроклапанами 19 при обесточенных электромагнитах 20) затворы 11 находятся под действием давления на разность площадей, определяемых подвижным уплотнением колец 10 и 8, обеспечивая поджатие затворов 11 к заглушкам 6 и открытое положение исполнительных клапанов 4. This operation of the fluid flow regulator corresponds to the filling mode of the fuel lines of the rocket engine. Before the command to launch the liquid propellant rocket engine, power is supplied to a number of electromagnets 20 of the electrohydro valves 19 controlling the corresponding actuating valves 4. As a result, the corresponding channels 23 through the corresponding electrohydro valves 19 are in communication with the corresponding
При команде на запуск рабочая жидкость (ей может быть пусковой компонент топлива) подается под давлением в канал 58 переходника 56, после чего эта жидкость попадает во входную полость 16, а затем через полость 17 на выход регулятора. При этом затвор 45 поджат к седлу 47, обеспечивая закрытое положение обратного клапана и разобщая входную полость 16 и вход в регулятор расхода жидкости. При переходе ЖРД на основной режим нарастает давление основного компонента топлива на входе в регулятор, открывая обратный клапан за счет сжатия затвором 45 пружины 46 и отрыва затвора 45 от седла 47. When the command to start the working fluid (it may be the starting component of the fuel) is supplied under pressure into the
Работа регулятора расхода жидкости на основных режимах ЖРД осуществляется аналогично работе на режиме запуска при высоких давлениях на входе, выходе, во входной полости 16 и выходной полости 17. The operation of the fluid flow regulator in the main modes of the liquid propellant rocket engine is carried out similarly to the operation in the launch mode at high pressures at the inlet, outlet, inlet cavity 16 and outlet cavity 17.
Для изменения режима работы регулятора расхода жидкости, а следовательно, и двигателя подводится электропитание к электромагнитам 20 соответствующих электрогидроклапанов 19. Это обеспечивает закрытие соответствующих исполнительных клапанов 4 за счет посадки затворов 11 на седла 15 в этих клапанах. Оставшиеся открытыми клапаны 4 благодаря наличию в них соответствующих дроссельных шайб (26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33) обеспечивают требуемую величину произведения коэффициента гидравлического сопротивления участка магистрали на площадь проходного сечения на управляемом цифровом дросселе 1, т.е. между полостями 16 и 17. А благодаря наличию стабилизатора перепада давлений 2 на этом дросселе регулятор обеспечивает поддержание постоянным с требуемой точностью расход жидкости через регулятор на данном режиме. При повышении или понижении давления на входе или на выходе регулятора стабилизатор перепада давлений 2 соответствующим перемещением чувствительного элемента 37 благодаря эффективной площади элемента, определяемой как разность площадей сечений посадочных поверхностей 35 и 36, обеспечивает поддержание заданного перепада давлений между полостями 16 и 17, т.е. постоянство заданного расхода жидкости при соответствующем значении произведения коэффициента гидравлического сопротивления участка магистрали на площадь его проходного сечения. Это достигается за счет увеличения или уменьшения зазора между дросселирующим элементом (дросселирующим хвостовиком 40) стабилизатора перепада давлений 2 и внутренней конической поверхностью 55 днища 54. To change the operating mode of the fluid flow regulator, and therefore the engine, power is supplied to the electromagnets 20 of the corresponding electrohydro valves 19. This ensures that the corresponding actuating valves 4 are closed by fitting the shutters 11 on the seats 15 in these valves. The remaining open valves 4 due to the presence of the corresponding throttle washers (26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33) provide the required value of the product of the coefficient of hydraulic resistance of the pipeline section by the passage area on the controlled digital throttle 1, i.e. . between the cavities 16 and 17. And due to the presence of a differential pressure stabilizer 2 on this throttle, the regulator ensures that the flow rate of the liquid through the regulator is constant with the required accuracy in this mode. With increasing or decreasing pressure at the inlet or at the outlet of the regulator, the differential pressure stabilizer 2 by the corresponding movement of the sensing element 37 due to the effective area of the element, defined as the difference in the cross-sectional areas of the seating surfaces 35 and 36, ensures a given pressure differential between the cavities 16 and 17, i.e. . the constancy of a given liquid flow rate with the corresponding value of the product of the coefficient of hydraulic resistance of the pipeline section by the area of its passage section. This is achieved by increasing or decreasing the gap between the throttling element (throttling shank 40) of the differential pressure stabilizer 2 and the inner conical surface 55 of the bottom 54.
При необходимости изменить расход жидкости через регулятор расхода изменяют гидравлическое сопротивление цифрового дросселя 1, производя открытие или закрытие соответствующих электрогидроклапанов 19 путем подведения или сброса электропитания в соответствующих электромагнитах 20. If necessary, change the fluid flow through the flow regulator, change the hydraulic resistance of the digital throttle 1, opening or closing the corresponding electrohydro valves 19 by applying or resetting the power supply in the respective electromagnets 20.
Таким образом заявляемый регулятор обеспечивает изменение режима работы ЖРД. Thus, the claimed controller provides a change in the mode of operation of the rocket engine.
Цифровой дроссель обеспечивает возможность ступенчатого изменения его гидравлического сопротивления с соответствующей точностью. Особенно высока точность работы регулятора на режимах дросселирования, т.е. когда количество открытых исполнительных клапанов мало. The digital throttle provides the ability to step change its hydraulic resistance with appropriate accuracy. The accuracy of the regulator in the throttling modes is especially high, i.e. when the number of open executive valves is small.
Выполнение дросселя цифровым позволяет обеспечить высокое быстродействие регулятора, т. е. регулятор может обеспечивать быстрое изменение пропускаемого через него постоянного расхода жидкости. The performance of the throttle digital allows you to provide high-speed controller, that is, the controller can provide a quick change in the constant flow rate of liquid passed through it.
Стабилизатор перепада давлений 2 благодаря наличию подпружиненного пружиной 51 чувствительного элемента 37 поддерживает заданный перепад давлений между полостями 16 и 17, обеспечивая соответствующий расход жидкости через регулятор расхода жидкости. The differential pressure stabilizer 2 due to the presence of a spring-loaded sensor 51 of the sensing element 37 maintains a predetermined differential pressure between the cavities 16 and 17, providing an appropriate liquid flow rate through the fluid flow regulator.
Конструкция стабилизатора перепада давлении принципиального значения не имеет. Важно, чтобы он поддерживал постоянным перепад давлений между полостями 16 и 17, т. е. заданный расход жидкости при фиксированном положении цифрового дросселя. The design of a differential pressure stabilizer is not of fundamental importance. It is important that it maintains a constant pressure differential between cavities 16 and 17, i.e., a given fluid flow rate at a fixed position of the digital throttle.
Принципиальным фактом является то обстоятельство, что в регуляторе расхода жидкости дроссель выполнен цифровым, и составляющие его исполнительные клапаны 4 с дроссельными шайбами имеют соотношение произведений коэффициентов гидравлического сопротивления на площадь проходного сечения, удовлетворяющее соотношению следующего ряда чисел или его частей: 20, 21, 22. ..2n-2, 2n-1, 2n, где n+1 - число клапанов управления. В нашем случае n= 7, что видно из чертежей.The fundamental fact is that in the fluid flow regulator the throttle is digital, and the actuating valves 4 with throttle washers that compose it have the ratio of the products of the hydraulic resistance coefficients by the passage area, which satisfies the ratio of the following series of numbers or its parts: 2 0 , 2 1 , 2 2 . ..2 n-2 , 2 n-1 , 2 n , where n + 1 is the number of control valves. In our case, n = 7, as can be seen from the drawings.
Полное закрытие всех исполнительных клапанов 4 обеспечивает нулевой расход жидкости через регулятор, т.е. полное закрытие основной магистрали и разобщение полостей 16 и 17, если регулятор не имеет канала 25 или этот канал выполнен заглушенным. The complete closure of all Executive valves 4 provides zero fluid flow through the regulator, i.e. complete closure of the main line and separation of the cavities 16 and 17, if the regulator does not have a channel 25 or this channel is muffled.
Следует отметить, что при необходимости на один исполнительный клапан 4 может приходиться больше одного электрогидроклапана 19, равно как и электрогидроклапан 19 может управлять более, чем одним исполнительным клапаном. Данное обстоятельство может быть продиктовано особенностями конструктивного исполнения регулятора, особенностями работы регулятора в схеме ЖРД, технологическими особенностями производства и т.п. It should be noted that, if necessary, more than one electrohydrovalve 19 can be associated with one actuating valve 4, just as an electrohydrovalve 19 can control more than one actuating valve. This circumstance can be dictated by the features of the design of the regulator, the peculiarities of the operation of the regulator in the LRE scheme, technological features of production, etc.
Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано в системах автоматического регулирования потоками жидкостей в разных областях техники. Настоящая разработка предназначена для жидкостных ракетных двигателей.Industrial applicability
The invention can be used in automatic control systems for fluid flows in various fields of technology. This development is intended for liquid rocket engines.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101599A RU2185652C2 (en) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | Liquid flowrate regulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101599A RU2185652C2 (en) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | Liquid flowrate regulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000101599A RU2000101599A (en) | 2001-11-27 |
| RU2185652C2 true RU2185652C2 (en) | 2002-07-20 |
Family
ID=20229685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000101599A RU2185652C2 (en) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | Liquid flowrate regulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2185652C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105465409A (en) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 西安航天动力研究所 | Electromagnetic pilot pneumatic-control two-position three-way valve |
| CN110318886A (en) * | 2019-07-16 | 2019-10-11 | 中国航发沈阳发动机研究所 | A kind of fuel metering system and its matching process based on duplex gear pump |
| RU2828139C1 (en) * | 2024-01-19 | 2024-10-07 | Акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Hydraulic feed system of automatic equipment units of liquid-propellant engines |
-
2000
- 2000-01-26 RU RU2000101599A patent/RU2185652C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЛИКМАН Б.Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей. - М.: Машиностроение, 1974, с.231, рис.6.1. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105465409A (en) * | 2015-12-15 | 2016-04-06 | 西安航天动力研究所 | Electromagnetic pilot pneumatic-control two-position three-way valve |
| CN110318886A (en) * | 2019-07-16 | 2019-10-11 | 中国航发沈阳发动机研究所 | A kind of fuel metering system and its matching process based on duplex gear pump |
| RU2828139C1 (en) * | 2024-01-19 | 2024-10-07 | Акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Hydraulic feed system of automatic equipment units of liquid-propellant engines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1080323B1 (en) | Electrically controllable valve | |
| KR100521748B1 (en) | pressure regulating valve | |
| RU2374505C2 (en) | Volumetric booster with asymmetric stream condition for valves drives (versions) | |
| EP0017537B1 (en) | Electrohydraulic doser actuator | |
| EP3129660B1 (en) | Servo valve | |
| EP2236840B1 (en) | Booster valve | |
| JP5702168B2 (en) | Proportional pressure controller | |
| JP6317255B2 (en) | Fluid valve having a plurality of fluid flow control members | |
| US4650155A (en) | Anti-cavitation valve assembly | |
| JP2001504927A (en) | Zero drift actuator fixed in case of failure | |
| EP3236086B1 (en) | Proportional pressure controller with isolation valve assembly | |
| US5611199A (en) | Two stage electrohydraulic pressure control valve | |
| US9476514B2 (en) | Valve, in particular a pressure regulating valve or pressure limiting valve | |
| WO2013126758A1 (en) | Bullet valve for controlled fluid flows | |
| GB2582747A (en) | Device for controlling fluid flow | |
| RU2185652C2 (en) | Liquid flowrate regulator | |
| EP1486712B1 (en) | Three-way valve | |
| KR100320557B1 (en) | Pressure control valve for solenoid valve aggregate and solenoid valve assembly provided with the same | |
| US20080000534A1 (en) | Cartridge valve assembly | |
| US5024254A (en) | Liquid shut-off valve | |
| RU2584044C1 (en) | Valve | |
| WO2016063499A1 (en) | Intermittent air generation device | |
| GB2168789A (en) | Poppet valve | |
| EP2954243B1 (en) | Anti-cavitation throttle valve and method of operating the same | |
| RU2185651C2 (en) | Digital throttling valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090127 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100627 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180127 |