軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥的制作方法
【專利摘要】一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，包括閥體、閥瓣、閥桿、填料箱、支架、定位塊、氣動執(zhí)行機構(gòu)、旁通閥；所述填料箱和閥體中部內(nèi)腔通過閥門中口密封圈密封；該閥門中口密封圈的外周面母線為斜線，形成楔形環(huán)結(jié)構(gòu)；而閥門中口密封圈下端的外壁和內(nèi)壁上均設(shè)有環(huán)槽。本發(fā)明在工作介質(zhì)為99.9%純氧，工作壓力PN≥25MPa，公稱尺寸DN≥150mm工況下安全運行。
【專利說明】軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于閥門制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于軍工航天火箭系統(tǒng)“極高壓力”大口徑純氧工況的截止閥，具體涉及該截止閥的密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國軍工航天能力的提升，其所必須的氧氣管路系統(tǒng)中的介質(zhì)壓力也達到了30MPa以上，系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的氧氣閥門的需求也逐年增加。這些閥門一般都是壓力高、口徑大，并且介質(zhì)都是工業(yè)純氧氣。而在高壓工況下口徑越大閥門越不容易密封。因此必須要有一種滿足上述所有條件的特殊結(jié)構(gòu)的閥門，來滿足“極高壓力”氧氣系統(tǒng)的安全運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決軍工航天火箭系用氧氣管路閥安全使用問題，本發(fā)明提供了一種適用于工作介質(zhì)為99.9%純氧，工作壓力PN彡25MPa，公稱尺寸DN彡150mm工況的氣動“極高壓力”大口徑氧氣閥門。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，包括閥體、閥瓣、閥桿、填料箱、支架、定位塊、氣動執(zhí)行機構(gòu)、旁通閥；
所述截止閥在工作介質(zhì)為99.9%純氧，工作壓力PN彡25MPa，公稱尺寸DN彡150mm工況下安全運行。
[0005]所述填料箱和閥體中部內(nèi)腔通過閥門中口密封圈密封；該閥門中口密封圈的外周面母線為斜線，形成楔形環(huán)結(jié)構(gòu)；而閥門中口密封圈下端的外壁和內(nèi)壁上均設(shè)有環(huán)槽。
[0006]所述閥門中口密封圈下端尖部處尖部角度A小于閥門中口密封圈的內(nèi)斜角B。
[0007]所述截止閥中介質(zhì)通道采用高進低出結(jié)構(gòu)。
[0008]所述閥桿上端和氣動執(zhí)行機構(gòu)的活塞桿采用雙截桿，并用T型槽連接。
[0009]所述截止閥設(shè)有外旁通閥；該外旁通閥通過旁通管和所述截止閥連通。
[0010]本發(fā)明主要應(yīng)用于航空航天火箭系統(tǒng)的氧氣管路系統(tǒng)，其成功研制保證了我國航天項目的進行，為我國航空航天系統(tǒng)用高壓(彡9001b)、大口徑(DN彡150)氧氣閥門的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。其新型的密封結(jié)構(gòu)保證了高壓O 9001b)、大口徑(DN3 150)氧氣介質(zhì)及其他特殊介質(zhì)及普通介質(zhì)用閥門的密封問題，確保閥門不會產(chǎn)生外漏，進而確保了管路系統(tǒng)的安全可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1a為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖1b為本發(fā)明的旁通閥連接示意圖；
圖2a為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2b為圖2a中的I部局部放大示意圖； 圖3為本發(fā)明閥桿連接機構(gòu)示意圖；
圖4為圖1b中旁通閥連接關(guān)系放大示意圖。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0013]如圖la、lb，一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，包括螺紋法蘭1、閥體2、閥瓣3與閥瓣蓋4通過螺紋連接，閥桿5下端通過T型結(jié)構(gòu)與閥瓣3相連，填料箱6、閥門中口密封圈7、四開環(huán)8、壓板9安裝于閥體內(nèi)，填料壓套10、填料壓板11通過螺柱連接于填料箱6上，定位塊12與閥桿5上端通過T型槽和螺栓連接，支架13通過螺柱連接于閥體上，氣動執(zhí)行器14與支架13通過螺柱連接，接管17、旁通閥接頭18、接頭螺母19、旁通管20、外旁通閥21 ;旁通閥接頭18和旁通管20焊接后，通過接頭螺母19和接管17連接，旁通管20與外旁通閥21采用卡套連接。該截止閥的端法蘭采用標準八角環(huán)密封結(jié)構(gòu)，密封環(huán)采用Monel材料，密封可靠、易于更換、阻燃性好，提高了閥門與管道連接的密封性能和安全性能。
[0014]參照圖2a、2b，閥門中口密封圈7的外周面母線為斜線，形成楔形環(huán)結(jié)構(gòu)；該斜線與垂線成3°的斜面，減小了閥門中口密封圈7的截面大小使其變形和恢復(fù)更容易，可使其能重復(fù)使用。而閥門中口密封圈7下端的外壁和內(nèi)壁上均設(shè)有半圓形的彈性變形環(huán)槽(7-1)，該結(jié)構(gòu)具有極高的密封性能。所述閥門中口密封圈7下端尖部處尖部角度A小于閥門中口密封圈7的內(nèi)斜角B，如當A采用30--角時，內(nèi)斜角B采用45--角。(見圖2b)，減少了閥門中口密封圈7的剛性，因而使此處能優(yōu)先實現(xiàn)塑性變形，從而可在很小的力作用下就能達到初密封，形成了第一層的密封；當內(nèi)部壓力升高時，填料箱6有向上自由移動的趨勢，從而壓緊閥門中口密封圈7，達到自緊密封的目的，形成第二層密封。通過以上的雙層密封結(jié)構(gòu)，該項發(fā)明提高了閥門的密封性能，從而使危險性介質(zhì)(如氧氣)用大口徑閥門的安全性得到了保障。閥門中口密封圈7用具有極佳抗阻燃性的黃銅合金制造。
[0015]參照圖la，所述截止閥中介質(zhì)通道采用高進低出結(jié)構(gòu)，使閥桿受力小，閥門密封容易。
[0016]參照圖3，所述閥桿5上端和氣動執(zhí)行機構(gòu)14的活塞桿采用雙截桿，在定位塊12內(nèi)通過T型槽連接，氣動執(zhí)行結(jié)構(gòu)14和閥門互不干涉，提高了閥門的性能。
[0017]參照圖lb、4，所述截止閥設(shè)有外旁通閥21，其目的是減小閥前、閥后壓差，以減輕由于高流速、紊流和絕熱壓縮而引起的氧氣起燃危害。該外旁通閥21通過旁通管20和所述截止閥連通；旁通管20為帶有三個直角的用高壓紫銅管制造的彎管(旁通閥的設(shè)置主要確保閥門兩端的壓差不會太大。因為壓差過大時，閥腔內(nèi)介質(zhì)會形成絕熱壓縮，使介質(zhì)溫度急劇升高，超過殼體的承受能力)。旁通閥接頭18采用黃銅材料，高壓紫銅和黃銅這兩種材料都具有極好的抗阻燃性和減低吸收渦流粒子沖擊的性能；旁通閥接頭18用蒙乃爾合金焊接在旁通管20上，提高了旁通管與接頭處的密封性能。
【權(quán)利要求】
1.一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，包括閥體、閥瓣、閥桿、填料箱、支架、定位塊、氣動執(zhí)行機構(gòu)、旁通閥；其特征在于:所述截止閥在工作介質(zhì)為99.9%純氧，工作壓力PN彡25MPa,公稱尺寸DN彡150mm工況下安全運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，其特征在于:所述填料箱(6 )和閥體(2 )中部內(nèi)腔通過閥門中口密封圈(7 )密封；該閥門中口密封圈(7 )的外周面母線為斜線，形成楔形環(huán)結(jié)構(gòu)；而閥門中口密封圈(7)下端的外壁和內(nèi)壁上均設(shè)有環(huán)槽(7-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，其特征在于:所述閥門中口密封圈(7 )下端尖部處尖部角度A小于閥門中口密封圈(7 )的內(nèi)斜角B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，其特征在于:所述截止閥中介質(zhì)通道采用高進低出結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，其特征在于:所述閥桿(5)上端和氣動執(zhí)行機構(gòu)(14)的活塞桿采用雙截桿，并用T型槽連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軍工航天火箭用大口徑氧氣管路截止閥，其特征在于:所述截止閥設(shè)有外旁通閥(21);該外旁通閥(21)通過旁通管(20)和所述截止閥連通。
【文檔編號】F16K27/02GK104482221SQ201410745406
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】陳清流, 樂精華, 陳文鑫, 李曉剛 申請人:蘭州高壓閥門有限公司