ТехнпрЖРДВОРОБЕЙ1-124. Ббк 27 4 в 75 Федеральная программа поддержки книгоиздания России
 Скачать 3.5 Mb.
|
2.4. Агрегаты автоматики (клапаны, дроссели, регуляторы)Наиболее многочисленными и разнообразными по конструкции агрегатами среди устройств автоматики двигателя являются клапаны, классификация которых приведена на рис. 2.19. Среди основных характеристик клапанов следует отметить назначение кратность действия, род привода, нормальную позицию. В пневмогидравлической схеме двигателя присутствует большое число клапанов различного назначения, названия которых приведены на рис. 2.19. На рис. 2.20 изображена конструктивная схема двухкомпонентного мембранного клапана, обеспечивающего опережение подачи одного компонента относительного другого. После срабатывания мембраны свободного прорыва 1 окислитель поступает в тракт. Одновременно он через отверстие б заполняет полость в и действует на уплотнительную мембрану 4, которая перемещает нож 3, перерезывающий мембрану принудительного прорыва 6 клапана горючего На рис. 2.21 представлена конструктивная схема мембранного клапана свободного прорыва. Мембрана выполнена из фольги и установлена между фланцами трубопровода. На фольге сделаны специальные насечки, которые определяют форму прорыва мембраны, происходящего при определенном давлении. Однако практически имеет место значительный разброс давления, при котором происходит прорыв мембраны.  Рис. 2.19. Общая классификация клапанов ЖРД.  Рис. 2.20. Двухкомпонентный мембранный клапан: а, б — отверстия; в — полость; 1, 4, 6 — мембраны; 2 — сетка; 3 — нож; 5 — уплотнение.  Рис. 2.21. Мембранный клапан свободного прорыва. На рис. 2.22 приведена конструктивная схема мембранного клапана с принудительным прорывом. Мембрана 6, прорезается поршнем-ножом 5, на который через уплотнительную мембрану 3 воздействует сжатый газ (например, продукты сгорания пиропатрона, поступающего через штуцер 1). Прорезанная мембрана свертывается вокруг ребра 2 под действием пружины 7 (при этом срезается стопорный штифт 4). Эта конструкция клапана более надежна, чем мембрана свободного прорыва. В системе наддува баков и системе продувки полостей за отсечными клапанами устанавливаются обратные клапаны, конструктивные схемы которых приведены на рис. 2.23.  Рис. 2.22. Мембранный клапан принудительного прорыва: 1 — штуцер; 2 — ребро; 3, 6 — мембраны; 4 — штифт; 5 — поршень; 7—пружина  Рис. 2.23. Обратные клапаны: 1 — корпус; 2 — клапан; 3 — штуцер; 4 — пружина; 5 — прокладка. На рис, 2.24 изображена конструктивная схема одноразового нормально открытого отсечного клапана с пироприводом, а на рис. 2.25 — одноразового нормально закрытого топливного клапана с гидроприводом от компонента. Конструктивная схема многоразового топливного клапана с пневмоприводом представлена на рис. 2.26. Клапан нормально закрыт усилием пружины 3, расположенной в стакане клапана 2. Управляющий сжатый газ поступает через штуцер 5 и обратный клапан 6 внутрь стакана клапана. Под давлением сжатого газа, и действием пружины 3 клапан плотно прижимается к седлу, чем обеспечивается высокая степень герметизации. В корпусе управляющего электромагнитного пневмоклапана (рис. 2.27) установлено два клапана — нижний 3 и верхний — 7. При отсутствии тока в электромагните 9 нижний клапан закрыт, и управляющая магистраль сообщается с атмосферой через дренажный клапан 8. При подаче тока верхний клапан закрывается, а нижний открывается и сжатый воздух через него поступает в управляющую магистраль. Дроссели обеспечивают плавной изменение местного гидравлического сопротивления в трубопроводе, а регуляторы поддерживают на выходе постоянными давление или расход компонентов. В дросселях запорный орган может перемещаться под воздействием самого компонента (дроссели непосредственного воздействия) или специальным электрическим или гидравлическим приводом (дроссели с принудительным воздействием).  Рис. 2.24. Отсечный топливный клапан с пироприводом: 1 — корпус; 2 — шток с чекой; 3 — гильза; 4 — втулка; 5 — корпус пирочекового устройства; 6 — поршень; 7 — стакан; 8 — штуцер для пиропатрона; 9, 10, 12 — прокладки; 11 — седло клапана; 13 — клапан; 14 — пружина клапана; 15 — корпус подвижной части клапана  Рис. 2.25. Топливный клапан с гидроприводом от компонента: 1 — корпус; 2 — выходной патрубок; 3 — дренажный патрубок; 4 — дренажное устройство; 5 — клапан; 6,7 — пружины; 8 — чека-стопор; 9 — клапанная крышка; 10 — пружинная шайба; 11 — крышка корпуса; 12 — патрубок подачи компонента в ЖГГ; 13 — штуцер опорожнения полости.  Рис. 2.26. Главный клапан горючего с пневмоприводом: Д — жидкостная полость (входная); Е—управляющая полость; 1 — корпус; 2 — стакан клапана; 3 — пружина; 4 — крышка; 5 — штуцер; 6 — обратный клапан; 7 — корпус обратного клапана В регуляторах дроссельное устройство может перемещаться под непосредственным воздействием ЧСУ (регуляторы прямого действия) или под воздействием промежуточного усилителя. На рис. 2.28 приведена конструктивная схема регулятора прямого действия с сильфонным ЧСУ, которое является и силовым приводом дроссельного устройства — иглы. Регулятор состоит из регулирующей Р и управляющей У частей, соединенных накидной гайкой. К фланцу корпуса 6 управляющей части крепится электродвигатель, который через шестерню управляющего винта 5 и толкатель 4 изменяет усилие пружины 9 - настроечного элемента регулятора во время работы двигателя.  Рис. 2.27. Управляющий электромагнитный пневмоклапан: 1 — входной штуцер; 2 — пружина; 3 — нижний клапан; 4 — уплотнение; 5 — шток; 6 — выходной штуцер; 7 — верхний клапан; 8 — дренажные каналы; 9 — электромагнит; 10 — якорь; 11 —ярмо; 12 — шток. Предварительная настройка пружины производится винтом 7. ЧСУ и силовым приводом регулятора является сильфон 2, в полость а которого поступает компонент с входным давлением через лыски дроссельной иглы 1. Сильфон 8 герметизирует полость регулятора. Схема конструкции регулятора, поддерживающего постоянным соотношение компонентов, поступающих в ЖГГ (стабилизатор газогенератора), представлена на рис. 2.29. ЧСУ является гибкая мембрана 1, которая одновременно является и приводом дросселирующего плунжера 3, т. е. это регулятор прямого действия. Слева на мембрану действует управляющее давление окислителя, а справа — регулируемое давление горючего. На рис. 2.30 приведена конструктивная схема стабилизатора камеры, т.е. регулятора, поддерживающего постоянство соотношения компонентов, поступающих в камеру двигателя. ЧСУ является мембрана 1, а исполнительным органом — профилированная дроссельная игла (сопло 2), которая перемещается гидравлическим сервопоршнем 3. Это регулятор непрямого действия. При нарушении равновесия мембрана прогибается, изменяется зазор между ней и соплом 2 и давление горючего в полости а перед сервопоршнем.  Рис. 2.28. Регулятор тяги: 1 — игла; 2,8 — сильфоны; 3 — жиклер; 4 — толкатель; 5,7— винты; 6 — фланец; 9 —пружина; а, б — полости; в — отверстие. Это давление определяется количеством горючего, перетекающего через сопло 2, жиклер 4 в полость б за сервопоршнем. Для понижения давления газа, используемого в вытеснительных системах, применяются редукторы (рис. 2.31). Редуктор выполняет роль регулятора, поддерживающего постоянное давление в системе независимо от понижения давления на входе. Редуктор состоит из следующих узлов: корпуса А, клапана высокого давления Б, воздушного фильтра В, камеры низкого давления Г с регулировочным устройством, предохранительного клапана Д, выпускного крана Е.  Рис. 2.29. Стабилизатор газогенератора: 1 — мембрана; 2 — дроссель; 3 — плунжер Основными конструктивно-технологическими требованиями к агрегатам автоматики являются: тщательное прилегание клапана к седлу по всей рабочей поверхности без разрывов; соблюдение концентричности положения клапана в направляющей; неперпендикулярность торцов пружины не более 1% ее длины; материалы клапана и корпуса должны иметь одинаковые (или близкие) коэффициенты линейного расширения в значительном интервале температур; допустимая эксцентричность клапана и седла должна быть меньше минимального зазора между клапаном и направляющей; полная герметичность в закрытом; состоянии; надежность действия при многократном срабатывании. При изготовлении основных деталей необходимо обеспечить: точность рабочих поверхностей не выше 5-го квалитета, а нерабочих 6—7-го квалитетов; неперпендикулярность рабочих торцов клапанов относительно направляющих поверхностей не более 0,01 мм; несоосностъ направляющей и седла в корпусе, а также направляющей и рабочей поверхности клапана не более 0,005 мм, а остальных поверхностей — не более 0,05 мм; отклонение геометрической формы рабочих поверхностей не более 0,005 мм; отсечные кромки должны быть острыми (с них без притупления удаляются только заусенцы); шероховатость рабочих поверхностей Ra=0,16…0,08 мкм, а нерабочих Ra=2,5…1,25 мкм; твердость рабочих поверхностей стальных деталей не менее 56HRC.  Рис. 2.30. Стабилизатор камеры: 1 — мембрана; 2 — сопло; 3 — сервопоршень; 4 — жиклер; а, б— полости  Рис. 2.31. Двухкамерный редуктор давления: А — корпус редуктора; Б — клапан; В — фильтр; Г— камера низкого давления с регулировочным устройством; Д — предохранительный клапан; Е — выпускной кран; 1 — седло клапана; 2 — корпус мембраны; 3 — клапан; 4 — разгрузочная шайба; 5 — стакан пружины; 6 — пружина; 7 — гайка; 8 — гайка специальная; 9 — контрящее кольцо; 10 — упорное кольцо; 11 — мембрана; 12 — штуцер; 13 — каркас; 14 — сетка; 15 — тарелка; 16 — направляющая втулка клапана; 17 — мембрана; 18 — корпус мембраны; 19 — специальная гайка; 20 — подпятник; 21 — шайба мембраны; 22 — компенсатор; 23 — гайка; 24 — тарелка верхняя; 25 — пружина; 26 — тарелка нижняя; 27 — шайба; 28 — контрящая гайка; 29 — регулировочный винт; 30 — кожух; 31 — стакан; 32 — пружина; 33 — клапан |