3.10. Сетевые регуляторы давления

Рис. 3.11. Схема сетевого регулятора избыточного давления: 1 – заслонка; 2 – сильфон; 3 – шток сильфона; 4 – рычаг заслонки; 5 – мембрана чувствительного элемента; 6, 10 – пружины; 7 – температурный компенсатор; 8 – седло усилителя; 9 – дроссель; 11 – силовой шток.

Регулятор избыточного давления непрямого действия. На рис. 3.11 показана схема сетевого регулятора, состоящего из исполнительного и командного механизмов. Исполнительный механизм регулятора, в свою очередь, состоит из регулирующего органа – заслонки 1 и сервопривода, основным элементом которого является герметичный сильфон 2, во внутреннюю полость которого из командного механизма подводится воздух. При изменении давления в сильфоне перемещается шток 3, который через рычаг 4 поворачивает регулирующую заслонку на определенный угол, изменяя площадь проходного сечения.

Командный механизм регулятора избыточного давления состоит из чувствительного элемента и усилителя. Чувствительный элемент состоит из мембраны 5, пружины 6, биметаллического компенсатора 7, предназначенного для компенсации тепловых изменений жесткости пружины и корпуса чувствительного элемента. При повышении температуры пластина компенсатора изгибается и поджимает пружину.

На любом установившемся режиме работы, т.е. при постоянном давлении р₁ на входе в регулятор и постоянном расходе воздуха, действие давления р₂ на выходе из регулятора на мембрану 5 командного механизма уравновешивается усилием пружины 6. При этом мембрана 5 образует определенный зазор над седлом 8. Воздух, проходящий через отверстие седла, частично сбрасывается через дроссельное отверстие 9 в атмосферу, а затем с давлением р_упр поступает по трубке во внутреннюю полость сильфона 2 сервопривода. Величина р_упр зависит от соотношения проходных сечений седла 8 и дросселя 9, обеспечивая постоянное усилие на мембрану 5. Действие давления р_упр на сильфон уравновешивается пружиной 10, установленной между сильфоном и корпусом. Каждому значению величины р_упр соответствует определенная длина сильфона 2, а, следовательно, положение заслонки 1 регулирующего органа агрегата. При повышении, например, давления р₂ мембрана 5 прогибается. Проходное сечение между седлом 8 увеличивается, давление р_упр повышается, сильфон 2 расширяется, поворачивает заслонку 1 на закрытие. В результате выходное давление р₂ уменьшается. Регуляторы избыточного давления применяются, как правило, для защиты воздушных агрегатов от повышенного давления.

3.11. Защитные устройства гермокабины (гк)

Рис. 3.12. Защитные устройства герметических кабин: ИПК – избыточный предохранительный клапан; ВПК – вакуумный предохранительный клапан; КСД – клапан сброса давления; ОК – обратный клапан; ОД – ограничитель давления, АРД – автоматический регулятор давления

С целью предотвращения аварийных ситуаций ГК (выход из строя системы наддува кабины и ее отдельных агрегатов; нарушение целостности самой герметической кабины, а также случаи, когда необходимо быстро выровнять давление в кабине с атмосферным) в их конструкции предусматривается установка предохранительных и аварийных устройств. К ним относятся: обратный клапан, предохранительный клапан, вакуумный клапан, клапан аварийного сброса давления и кран питания кабины.

Схема их установки показана на рис. 3.12.

1. Избыточный предохранительный клапан (ИПК) – рис. 3.13 – служит для защиты кабины от разрушения при чрезмерном повышении избыточного давления, которое может возникнуть при нарушении нормальной работы регулятора давления или резкого увеличения подачи воздуха в кабину. Таким образом, клапан выполняет функции регулятора избыточного давления, но отличается от него более высоким значением регулируемого параметра. Предохранительный клапан должен срабатывать при перепаде давления кабина – атмосфера, превышающем нормальное избыточное давление на 15...20%.

Рис. 3.13. Предохранительный клапан избыточного давления. 1 – тарелка; 2 – корпус; 3 – пружина; 4 – направляющая втулка

2. Вакуумный предохранительный клапан (ВПК) кабины предназначен для выравнивания давления в кабине с атмосферным при быстром снижении самолета (например, при пикировании). В этом случае, давление в кабине становится меньше атмосферного и на оболочку кабины с внешней стороны действует повышенное давление. Конструктивная схема клапана показана на рис. 3.14.

Тарелка 1 клапана под действием этого перепада давлений сжимает пружину 2, клапан открывается и через него воздух поступает в кабину. Величина обратного перепада давлений для срабатывания клапана не должна превышать 1,33...2,67 кПа (10...20 мм рт.ст.).

Рис. 3.14.Схема вакуумного клапана: 1 – тарелка клапана; 2 – пружина

3. Клапан сброса давления (КСД) – (рис. 3.15) – служит для выравнивания давления в кабине с атмосферным перед открыванием люка, двери или в случае необходимости покидания самолета в полете. В ГК устанавливается клапан аварийного сброса давления для быстрой разгерметизации кабины по желанию летчика (например, если нужно открыть люк или дверь при наличии в ГК избыточного давления). При повороте рукоятки 1 многоходовой винт 2 перемещается вертикально вверх и открывает тарельчатый клапан 3. Продолжительность сброса давления определяется проходным сечением клапана.

Рис. 3.15. Клапан аварийного сброса давления для кабин малого объема: 1 – рукоятка; 2 – многоходовой винт; 3 – тарельчатый клапан

4. Обратные клапаны (ОК) линии наддува предотвращают обратный ток воздуха в магистралях системы кондиционирования в случае нарушения работы системы или ее герметичности. Этот клапан должен иметь, возможно, меньшее сопротивление в направлении движения воздуха.

Обратные клапаны предназначены для обеспечения заданного направления движения воздуха по магистралям СКВ. Они исключают утечки воздуха из системы и кабины в случае повреждения воздухопровода или в случае выхода из строя нагнетателя. Конструктивно обратные клапаны выполняются по различным схемам. Основным параметром, характеризующим качество клапана, является его гидравлическое сопротивление прямому току воздуха, величина которого не должна превышать 1,33...2,0 кПа.

Рис. 3.16 Рис. 3.17

Рис. 3.16. Обратный клапан лепесткового типа: 1 – ось; 2 – пружина; 3 – корпус; 4 – лепестки Рис. 3.17. Обратный клапан тарельчатого типа: 1 – корпус; 2 – сферическая тарелка; 3 – пружина; 4 – направляющая втулка.

На рис. 3.16 приведена схема обратного клапана лепесткового типа. Клапан состоит из корпуса 3 и двух лепестков 4. Лепестки укреплены на оси 1 и прижаты к седлу корпуса пружиной 2. Клапан устанавливается в воздухопроводе так, что поток воздуха, движущийся по магистрали, открывает лепестки 4 клапана. При прекращении подачи воздуха в кабину лепестки 4 под действием пружины 2 закрывают проходное сечение и избыточным давлением воздуха за клапаном прижимаются к седлу клапана.

На рис. 3.17 показан обратный клапан тарельчатого типа. Клапан состоит из корпуса 1, сферической тарелки 2 со штоком, пружины 3 и направляющей втулки 4. На внешней стороне корпуса изображена стрелка, указывающая направление движения воздуха. При уменьшении перепада давления под действием пружины 3 тарелка 2 исключает обратное движение воздуха.

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Каковы основные типы герметических кабин?

2. Каковы основные параметры воздуха, контролируемые в гермокабине?

3. Основные способы проверки гермокабин?

4. Объясните принципы работы регулятора давления кабины и сетевого регулятора давления.

5. Какие защитные устройства исключают возникновение аварийного превышения давления в гермокабине.

6. Какие основные законы изменения давления реализуются в герметических кабинах?