Регулятор расхода воздуха

РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ВОЗДУХА, содержащий кольцевой рабочий орган, подпружиненный посредством жестко скрепленного с ним торцового упора относительно втулки, охватывающей шток привода, и промежуточной опоры, соединенной при помощи радиальных ребер и выходного патрубка с корпусом, который выполнен с Г-образным проходным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, и ресурса работы и экономичности путем упрощения конструкции и исключения вибрации рабочего органа, регулятор снабжен шарнирной муфтой с одной степенью свободы, посредством которой втулка соединена со штоком привода, а торцовый упор, промежуточная опора и втулка выполнены с соосно расположенными полыми центральными наконечниками, причем наконечники промежуточной опоры и втулки расположены телескопически относительно соответствующих наконечников торцового упора.

Изобретение относится к регуляторам расхода в системах кондиционирования воздуха летательных аппаратов.
Известен регулятор расхода воздуха, содержащий кольцевой рабочий орган, соединенный со штоком привода, промежуточную опору, взаимодействующую с рабочим органом, и выходной патрубок.
Основными недостатками таких регуляторов расхода воздуха являются малый срок службы и низкая надежность, так как в процессе работы (и особенно в режиме вибрации) рабочий орган, консольно размещенный на штоке привода, входит в колебания и перекашивается относительно промежуточной опоры и посадочного седла выходного патрубка. Эти недостатки приводят к нарушению регулирования температуры системы кондиционирования воздуха и в худшем случае к разрушению конструкции регулятора и возникновению аварийной ситуации объекта. Пиковые резонансные колебания рабочего органа в таких регуляторах возникают при приближении его к посадочному седлу выходного патрубка.
Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому регулятору расхода воздуха является регулятор расхода воздуха, содержащий кольцевой рабочий орган, подпружиненный посредством жестко скрепленного с ним торцового упора относительно втулки, охватывающей шток привода, и промежуточной опоры, соединенной при помощи радиальных ребер и выходного патрубка с корпусом, который выполнен с Г-образным проходным каналом.
Известный регулятор расхода воздуха недостаточно надежен в работе, так как рабочий орган, консольно расположенный на штоке привода, входит в значительные колебания и перекашивается относительно промежуточной опоры и посадочного седла выходного патрубка. При колебаниях рабочего органа происходит биение его внутренней поверхности о промежуточную опору и регулирующей кромки о поверхность посадочного седла выходного патрубка, что приводит к надирам рабочих поверхностей и в худшем случае к разрушению конструкции регулятора и возникновению аварийной ситуации объекта. Такой регулятор имеет малый ресурс и нарушает стабильность работы системы кондиционирования воздуха. Кроме того, конструкция этого регулятора сложна, особенно при обеспечении процесса сборки. Так как вначале собирается рабочий орган вместе со штоком, а затем шток соединяется с кулисным механизмом привода, это приводит к большим трудностям монтажа и обеспечения необходимой контровки в труднодоступном месте.
Целью изобретения является повышение надежности работы и повышение экономичности путем упрощения конструкции и исключения вибрации рабочего органа.
Для достижения этой цели в известном регуляторе расхода воздуха, содержащем кольцевой рабочий орган, подпружиненный посредством жестко скрепленного с ним торцового упора относительно втулки, охватывающей шток привода, и промежуточной опоры, соединенной при помощи радиальных ребер и выходного патрубка с корпусом, который выполнен с Г-образным проходным каналом, он снабжен шарнирной муфтой с одной степенью свободы, посредством которой втулка соединена со штоком привода, а торцовой упор, промежуточная опора и втулка выполнены с соосно расположенными полыми центральными наконечниками, причем наконечники промежуточной опоры и втулки расположены телескопически относительно соответствующих наконечников торцового упора.
На фиг. 1 показан регулятор, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.
Регулятор расхода содержит кольцевой рабочий орган 1, подпружиненный пружинами 2 и 3 посредством жестко скрепленного с ним торцового упора 4 относительно втулки 5. Втулка охватывает шток 6 привода 7. Промежуточная опора 8 соединена при помощи радиальных ребер 9 и выходного патрубка 10 с корпусом 11, который выполнен с Г-образным проходным каналом 12. Регулятор снабжен шарнирной муфтой 13 с одной степенью свободы. Посредством муфты втулка 5 соединена со штоком 6 привода 7 на участке, расположенном напротив входного патрубка 14. Торцовый упор 4, промежуточная опора 8 и втулка 5 выполнены с соосно расположенными полыми центральными наконечниками 15-18. Наконечник 17 промежуточной опоры 8 и наконечник 18 втулки 5 расположены телескопически относительно наконечников 16 и 15 торцового упора 4. Во втулке 5 муфты 13 выполнены поперечные отверстия 19 и 20, имеющие на одном конце резьбовую нарезку под винты 21, а конец штока 6 привода 7 имеет радиальную кольцевую канавку 22 под винты 21.
Регулятор простой по конструкции и в сборке.
Сборка осуществляется следующим образом. Выходной патрубок 10, выполненный за одно целое с промежуточной опорой 8, соединенной с ним посредством радиальных ребер 9, совместно с рабочим органом 1, скрепленным с торцовым упором 4 и с зафиксированной в наконечнике 15 муфтой 13 при помощи винтогаечных элементов, крепится к корпусу 11. Муфта 13 соединяется со штоком 6 привода 7, а затем через проходной канал 12 входного патрубка 14 в поперечные отверстия 19 и 20 втулки 5 вворачиваются винты 21, которые проходят одновременно через радиальную кольцевую канавку 22 и фиксируют рабочий орган 1 в осевом направлении с обеспечением кругового движения его.
Регулятор работает следующим образом. При включении в работу привода 7 шток 6 через втулку 5 муфты 13 воздействует на пружину 2 и перемещает в осевом направлении рабочий орган 1 в сторону закрытия или открытия проходного сечения выходного патрубка 10, т.е. увеличивая или уменьшая при этом расход воздуха. При перемещении рабочего органа в сторону закрытия проходного сечения выходного патрубка пружина 3 сжимается, а в обратном направлении разжимается.
Шарнирная муфта 13 с одной степенью свободы в этом регуляторе обеспечивает рабочему органу 1 возможность проворота относительно продольной оси и самоустанавливаться относительно промежуточной опоры 8 и посадочного седла выходного патрубка 10. Такое выполнение конструкции разгружает от осевых перегрузок рабочий орган 1, обеспечивает равномерный износ (большая долговечность) и лучшее уплотнение при работе в режиме запорного органа.
Соединение втулки 5 муфты 13 со штоком 6 привода 7 на участке, расположенным напротив входного патрубка 14, значительно упрощает процесс сборки регулятора с выполнением (без затруднений) контровки винтогаечных элементов.
Выполнение торцового упора 4, промежуточной опоры 8 и втулки 5 с соосно расположенными полыми центральными наконечниками и установка наконечников 17 и 18 промежуточной опоры 8 и втулки 5 телескопически относительно наконечников 16 и 15 торцового упора 4 исключает консольное расположение рабочего органа 1. Как видно из чертежа и описания конструкции регулятора, рабочий орган выставлен по двум подшипниковым опорам скольжения, что позволяет исключить колебания его и перекосы относительно промежуточной опоры 8 и посадочного седла выходного патрубка 10.
Внедрение данного изобретения позволяет исключить вибрацию рабочего органа и тем самым повысить надежность работы и ресурс регулятора расхода воздуха. Ресурс регулятора увеличился в два раза, т.е. с 5000 до 10000 ч. Благодаря упрощению конструкции регулятора снизилась его себестоимость.