專利名稱：高壓大流量氦氣減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓大流量減壓閥，更進一步地說是適用于航天發(fā)動機控制系統(tǒng)中的高壓大流量氦氣減壓閥。
航天用的減壓閥的特殊性能要求工作可靠和穩(wěn)定精度高。要求減壓閥迅速調(diào)節(jié)以及在極惡劣的環(huán)境條件下能保證出口壓力較高的調(diào)節(jié)精度和動態(tài)穩(wěn)定性好，還要求外觀尺寸小，重量輕。目前，國內(nèi)外宇宙飛行器所用的減壓閥，一般在入口壓力較高時，其流量都較小，而大流量的減壓閥，其壓力均不高。以前在航天發(fā)動機控制系統(tǒng)中所使用的高壓、大流量的氦氣減壓閥在試驗中時常發(fā)出尖叫聲，或長時間的共鳴。若出現(xiàn)大振幅的持續(xù)壓力震蕩，減壓閥的閥芯與閥座多次嚴(yán)重碰撞，破環(huán)其密封性，有時還會造成膜片破裂，彈簧損環(huán)和系統(tǒng)管路斷裂等。從而導(dǎo)致整個發(fā)動機工作失效。
本實用新型目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種采用卸荷式結(jié)構(gòu)的高壓、大流量的氦氣減壓閥。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它包括保險活門、閥座、殼體、閥芯、進口過濾器、高壓腔A和低壓腔B，它的特點有三條第一是在高壓大流量的氦氣減壓閥內(nèi)設(shè)有卸荷機構(gòu)，該機構(gòu)由依次裝在殼體內(nèi)腔的閥芯、裝有O形密封圈和減摩環(huán)的導(dǎo)向套、擋塊、配置在閥芯上端的副彈簧和彈簧座、配置在閥芯下端的膜片組件和主彈簧組成。閥芯上有平衡孔C，由彈簧座上的阻尼小孔E將副彈簧腔、平衡孔C和低壓腔B連通。第二是在高壓大流量氦氣減壓閥上設(shè)有兩處氣體阻尼，一是彈簧座上的小孔阻尼，二是阻尼腔E，該阻尼腔E由阻尼罩、阻尼嘴和膜片組件組成。阻尼嘴安裝在阻尼罩上，并有一個阻尼小孔使低壓腔B與該阻尼腔E相通。第三是活門與活門座間采用金屬對非金屬的軟密封即在閥芯的活門上鑲嵌非金屬。
本實用新型具有以下優(yōu)點1.采用逆向卸荷式平衡機構(gòu)，使入口壓力作用在閥芯上的力平衡掉，可消除或盡可能的減少入口壓力變化帶來的壓力特征偏差，從而提高減壓閥的穩(wěn)壓精度。同時保證大流量的流通面積。
2.由于設(shè)置了氣體阻尼腔E，有利于消除減壓閥在出口壓力變化時的起動高頻噪音。
3.采用減摩環(huán)包復(fù)O形密封圈結(jié)構(gòu)，可減少O形密封圈的摩擦力，保證在±55℃下能正常工作，滿足減壓閥的特性要求。
4.減壓閥活門與活門座間的密封采用金屬對非金屬的密封，減少了減壓閥的尺寸和重量。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型作進一步詳述附圖是高壓大流量氦氣減壓閥的縱向剖面圖。
參見附圖，殼體3的入口處螺紋連接的接管嘴12，其內(nèi)腔裝有過濾器13。殼體3的內(nèi)腔依次安裝閥座2、閥芯4、裝有O形密封圈8和減摩環(huán)9的導(dǎo)向套10與擋塊11、裝有阻尼嘴14的阻尼罩15，閥芯4的上端配置彈簧座5和副彈簧6，其下端配置膜片組片組件16和主彈簧17。殼體3的出口處安裝保險活門1。
來自發(fā)動機氣瓶的高壓氦氣，進入減壓閥入口接管嘴12，經(jīng)過入口過濾器13濾網(wǎng)過濾后直接進入高壓腔A，在閥芯4的密封面與閥座之間的環(huán)形縫隙處節(jié)流減壓，流入低壓腔B，一路氣流經(jīng)保險活門1流入管路，供發(fā)動機使用，另一路經(jīng)阻尼嘴14的阻尼小孔緩沖進入阻尼腔E，還有一路由閥芯4上的平衡孔C流經(jīng)阻尼小孔D，進入副彈簧腔。當(dāng)出口壓力偏離額定出口壓力時，作用在膜片組件16和彈簧座5上的力改變，推動閥芯4，改變環(huán)形節(jié)流縫隙的大小，使出口壓力恢復(fù)到額定值。這種卸荷式結(jié)構(gòu)，保證減壓閥有一定的流通面積的同時可消除或盡量減少入口壓力變化帶來的壓力特性偏差，提高了減壓閥的穩(wěn)壓精度。這種結(jié)構(gòu)中的高壓腔A的密封采用由聚四氟乙烯制成的減摩環(huán)9包復(fù)O形密封圈的結(jié)構(gòu)，減少O形密封圈的摩擦力，滿足減壓閥在±55℃下正常工作的特性。閥芯4密封面鑲嵌聚酰亞胺與閥座2密封所需的密封比壓比金屬對金屬的密封比壓小，這樣會使彈簧外形尺寸小，以保減壓閥的重量輕。
權(quán)利要求1.一種高壓大流量氦氣減壓閥，它包括保險活門(1)、閥座(2)、殼體(3)、閥芯(4)、進口過濾器(13)、高壓腔(A)和低壓腔(B)，其特征在于a.在高壓大流量氦氣減壓閥內(nèi)設(shè)有卸荷機構(gòu)，該機構(gòu)由依次裝在殼體(3)內(nèi)腔的閥芯(4)、裝有O形密封圈(8)和減摩環(huán)(9)的導(dǎo)向套(10)、擋塊(11)、配置在閥芯(4)上端的副彈簧座(5)和副彈簧(6)、以及配置在閥芯(4)下端的膜片組件(16)和主彈簧(17)組成，閥芯(4)上有平衡孔(c)，由副彈簧座(5)上的阻尼小孔(D)將副彈簧腔、平衡孔(c)和低壓腔(B)連通；b.在高壓大流量氦氣減壓閥上設(shè)有兩處氣體阻尼，一是彈簧座上的小孔阻尼；二是阻尼腔E，該阻尼腔E由阻尼罩(15)、阻尼嘴(14)和膜片組件(16)組成，阻尼嘴(14)安裝在阻尼罩(15)上，并有一阻尼小孔使低壓腔(B)與該阻尼腔E相通；c.在閥芯(4)的活門上鑲嵌非金屬軟密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓大流量氦氣減壓閥，其特征在于閥芯(4)的活門上鑲嵌非金屬聚酰亞胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓大流量氦氣減壓閥，其特征在于減摩環(huán)(9)采用聚四氟乙烯，并包復(fù)O形密封圈(8)。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓大流量氦氣減壓閥，其特征在于膜片組件(16)中彈性元件采用3J1彈性合金波紋膜片。
專利摘要一種用于航天發(fā)動機控制中的高壓大流量氦氣減壓閥，它包括保險活門(1)、閥座(2)、殼體(3)、閥芯(4)、進口過濾器(13)、高壓腔(A)和低壓腔(B)。其特點是該高壓、大流量減壓閥內(nèi)設(shè)有卸荷式平衡結(jié)構(gòu)及氣體阻尼腔，可消除或盡可能的減少入口壓力變化帶來的壓力特征偏差，從而提高減壓閥的穩(wěn)壓精度，保證大流量的流通面積，同時該減壓閥結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，重量輕。
文檔編號G05D16/04GK2243012SQ95213000
公開日1996年12月18日 申請日期1995年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月13日
發(fā)明者喬桂玉, 黃應(yīng)坤 申請人:中國航天工業(yè)總公司第十一研究所(京)