專利名稱：衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，用于衛(wèi)星推進分系統(tǒng)的不同部位，控制氦氣及推進劑的打開。
背景技術：
火藥燃氣作動閥是航天型號各類系統(tǒng)上重要的自動器組件之一，在系統(tǒng)中起到對流體控制的作用?；鹚幦細庾鲃娱y是利用火藥燃燒產(chǎn)生的高壓燃氣來動作的，具有密封性好、尺寸小、質(zhì)量輕、響應速度快以及自身帶有只要很小脈沖電源就能作動高壓能源等特點，因此廣泛應用于液體火箭發(fā)動機上。目前，在我國的各類航天型號系統(tǒng)中，火藥燃氣作動閥多用于對工作介質(zhì)起隔離、關閉作用的工作場合。但是現(xiàn)有的火藥燃氣作動閥存在質(zhì)量大、密封性和穩(wěn)定性不高的技術問題。發(fā)明的內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的火藥燃氣作動閥存在質(zhì)量大、密封性和穩(wěn)定性不高的技術問題，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，本發(fā)明為一種具有高可靠、低流阻、適應長期貯存的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥。本發(fā)明采取的技術解決方案是衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，包括基體、盲管組件、切刀、密封組件，所述切刀設置在基體的內(nèi)腔內(nèi)且與基體通過密封組件配合密封，所述基體內(nèi)腔依次形成高壓高溫燃氣腔、切刀通道以及切屑腔，所述盲管組件固定在基體上且垂直貫穿基體和切刀通道，所述盲管組件包括連接頭、第一通道以及第二通道，所述連接頭的一端與第一通道連接，所述連接頭的另一端與第二通道連接，所述連接頭的中心設置有環(huán)形通槽，所述環(huán)形通槽的底部為薄壁管，所述薄壁管的直徑大于第一通道的內(nèi)徑，所述第一通道和第二通道通過薄壁管隔斷，所述切刀包括依次固定連接的大徑驅(qū)動段、小徑切割段以及設置在小徑切割段的導通孔，所述大徑驅(qū)動段的另一端為高壓高溫燃氣腔，所述小徑切割段的另一端正對環(huán)形通槽，所述大徑驅(qū)動段上在與小徑切割段的連接處設置有密封錐面，所述基體的內(nèi)壁上設置有限位錐面，限位錐面與密封錐面之間的距離等于或小于導通孔與薄壁管的距離，所述限位錐面與密封錐面形成錐面密封。限位錐面的錐度小于密封錐面的錐度。上述密封組件為密封圈，所述密封圈套裝在大徑驅(qū)動段上。上述密封組件為兩個密封圈，兩個均套裝在大徑驅(qū)動段上。還包括防燒環(huán)，所述防燒環(huán)套裝在大徑驅(qū)動段上且靠近高壓高溫燃氣腔。還包括兩道防燒環(huán)，兩道防燒環(huán)依次套裝在大徑驅(qū)動段上且靠近高壓高溫燃氣腔。上述基體和盲管組件間采用電子束焊接固定。
上述基體上的檢漏孔采用焊接密封。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是1、本發(fā)明的切刀在動作之后與基體I形成錐面楔緊密封，提高閥門在動作之后的密封可靠性和耐壓性，有利于帶介質(zhì)的長期貯存。2、本發(fā)明火藥燃氣作動閥的全部金屬采用不同性能的鈦合金，不僅減輕了產(chǎn)品質(zhì)量，而且有利于切刀和基體楔緊、基體和盲管、焊片的焊接。3、本發(fā)明全部接口采用焊接結(jié)構(gòu)，提高了密封的可靠性。4、本發(fā)明涉及的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，是為衛(wèi)星推進分系統(tǒng)研制的一種質(zhì)量輕，通徑小(Cp4 (p6.4)，工作壓力變化范圍大(2. 2 30MPa)、作動前后的泄漏率小于IX KT4Pa. L/s的高可靠性、高密封性火藥燃氣作動閥，填補了此類結(jié)構(gòu)和通徑常閉火藥燃氣作動閥的空白。


圖1是本發(fā)明衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥作動前結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥作動后結(jié)構(gòu)示意圖；其中附圖標記為1_基體，10-高壓高溫燃氣腔，11-切刀通道，12-限位錐面，13-切屑腔，2-盲管組件，21-連接頭，22-第一通道，23-第二通道，24-環(huán)形通槽，25-薄壁管，3-切刀，31-大徑驅(qū)動段，32-小徑切割段，33-導通孔，34-密封錐面，4-防燒環(huán)，5-密封圈，6-螺堵，7-密封片，8-堵頭，9-焊片。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，主要包括基體1、盲管組件2、切刀3、防燒環(huán)4、密封圈5、螺堵6、密封片7、堵頭8、焊片9，切刀設置在基體的內(nèi)腔內(nèi)與基體通過密封組件配合密封，基體內(nèi)腔依次形成高壓高溫燃氣腔10、切刀通道11以及切屑腔13，盲管組件2固定在基體上且貫穿基體和切刀通道，其中盲管組件2包括連接頭21、第一通道22以及第二通道23，連接頭21的一端與第一通道22連接，連接頭21的另一端與第二通道23連接，連接頭21的中心設置有環(huán)形通槽24，環(huán)形通槽24的底部為薄壁管25，薄壁管25的直徑大于第一通道的內(nèi)徑；第一通道22和第二通道23通過薄壁管25隔斷，薄壁管的高度也就是環(huán)形通槽的寬度，小于等于小徑切割段32的最大直徑。薄壁管的厚度能夠被切刀3掰斷。切刀3包括依次固定連接的大徑驅(qū)動段31、小徑切割段32以及設置在小徑切割段的導通孔33，大徑驅(qū)動段31的另一端為高壓高溫燃氣腔10，小徑切割段32的另一端正對環(huán)形通槽24，大徑驅(qū)動段31上在與小徑切割段32的連接處設置有密封錐面34，基體I的內(nèi)壁上設置有限位錐面12，限位錐面12與密封錐面34之間的距離等于或小于導通孔與薄壁管的距離，限位錐面與密封錐面形成錐面密封。本發(fā)明的工作過程盲管組件2先擰入基體I中，然后在盲管組件和基體的外端面上進行電子束焊接，保證基體I和盲管2聯(lián)接和密封的可靠性。盲管組件2采用整體式雙邊隔離結(jié)構(gòu)，保證火藥燃氣作動閥能夠雙向承壓。盲管組件2切破處設置有環(huán)形通槽實現(xiàn)薄壁結(jié)構(gòu)，保證盲管組件從該處切破。工作前盲管組件2對介質(zhì)起到隔離作用，密封圈5靠壓縮量將切刀3固定住，防止其移動，工作后燃氣作用在切刀3前端，切刀3迅速移動切破盲管組件2的薄壁管，介質(zhì)流道打開，切刀3的密封錐面接觸到基體I內(nèi)腔限位錐面后，在慣性和燃氣壓力的作用下楔入基體I限位錐面，切刀3可靠鎖緊并形成密封。為防止介質(zhì)外泄漏，基體I和盲管2采用焊接密封。為避免火藥爆炸產(chǎn)生的火焰燒蝕密封圈，引起密封能力下降，因此，在設計時采用了防燒環(huán)+密封圈的密封結(jié)構(gòu)，可以起到良好的防燒密封效果。為防止切刀和基體之間密封失效，基體I檢漏孔處采用橡膠密封片7及焊片9與基體I激光焊接的密封形式保證該處起到冗余密封作用。為了切刀楔緊和盲管組件的切破，切刀3和基體I采用不同硬度的鈦合金材料，并且切刀3和基體I錐面應具有一定的配合角度來保證切刀3和基體I楔緊密封的可靠性，一般限位錐面的錐度小于密封錐面的錐度。確保形成可靠的“金屬-金屬”的錐面楔緊式密封，達到火藥燃氣作動閥打開后錐面密封可靠的目的。
權利要求
1.衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于包括基體(I)、盲管組件(2)、切刀(3)、密封組件，所述切刀設置在基體的內(nèi)腔內(nèi)且與基體通過密封組件配合密封，所述基體內(nèi)腔依次形成高壓高溫燃氣腔(10)、切刀通道(11)以及切屑腔(13)，所述盲管組件(2)固定在基體上且垂直貫穿基體和切刀通道，所述盲管組件(2)包括連接頭(21)、第一通道(22)以及第二通道(23)，所述連接頭(21)的一端與第一通道(22)連接，所述連接頭(21)的另一端與第二通道(23)連接，所述連接頭(21)的中心設置有環(huán)形通槽(24)，所述環(huán)形通槽(24)的底部為薄壁管(25)，所述薄壁管(25)的直徑大于第一通道的內(nèi)徑，所述第一通道(22)和第二通道(23)通過薄壁管(25)隔斷，所述切刀(3)包括依次固定連接的大徑驅(qū)動段(31)、小徑切割段(32)以及設置在小徑切割段的導通孔(33)，所述大徑驅(qū)動段(31)的另一端為高壓高溫燃氣腔(10)，所述小徑切割段(32)的另一端正對環(huán)形通槽(24)，所述大徑驅(qū)動段(31)上在與小徑切割段(32)的連接處設置有密封錐面(34)，所述基體(I)的內(nèi)壁上設置有限位錐面(12 )，限位錐面(12 )與密封錐面(34 )之間的距離等于或小于導通孔與薄壁管的距離，所述限位錐面與密封錐面形成錐面密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于限位錐面的錐度小于密封錐面的錐度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于所述密封組件為密封圈，所述密封圈套裝在大徑驅(qū)動段上。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于所述密封組件為兩個密封圈，兩個均套裝在大徑驅(qū)動段上。
5.根據(jù)權利要求4所述的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于還包括防燒環(huán)，所述防燒環(huán)套裝在大徑驅(qū)動段上且靠近高壓高溫燃氣腔。
6.根據(jù)權利要求4所述的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于還包括兩道防燒環(huán)，兩道防燒環(huán)依次套裝在大徑驅(qū)動段上且靠近高壓高溫燃氣腔。
7.根據(jù)權利要求6所述的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于所述基體(I)和盲管組件(2)間采用電子束焊接固定。
8.根據(jù)權利要求7所述的衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，其特征在于所述基體上的檢漏孔采用焊接密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星用雙邊切破式常閉鈦合金火藥燃氣作動閥，主要包括基體、盲管組件、切刀、防燒環(huán)、密封圈、螺堵、密封片、堵頭、焊片，切刀設置在基體的內(nèi)腔內(nèi)與基體通過密封組件配合密封，基體內(nèi)腔依次形成高壓高溫燃氣腔、切刀通道以及切屑腔，盲管組件固定在基體上且貫穿基體和切刀通道。本發(fā)明的切刀在動作之后與基體形成錐面楔緊密封，提高閥門在動作之后的密封可靠性和耐壓性，有利于介質(zhì)的長期貯存。
文檔編號F16K3/314GK103032592SQ201210552070
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者陶正, 陳煒, 段增斌, 孫彥堂, 袁洪濱, 黃清偉, 李海, 王運卯, 譚屏, 劉立創(chuàng), 王勝強, 趙文華, 吳曉東 申請人:中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所