一种阀芯行程可调节的高可靠减压阀的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种阀芯行程可调节的高可靠减压阀，特别是涉及一种运载火箭 推力矢量控制系统用高压大流量气体减压阀。
【背景技术】
[0002] 目前，国外在挤压式伺服系统领域的技术发展情况如下：
[0003] 国外伺服产品中提出了一种以单纯的依靠高压气体挤压液压油产生高压油液为 伺服作动器提供液压能源的液压伺服系统，根据挤压式伺服系统的方案，高压气瓶输出的 高压氦气经高压减压阀调节后，为系统提供所需的额定工作压力。减压阀是挤压能源中重 要的控制调节元件，它不仅起到降压的作用还要起到稳压的作用，确保气体功率转换的平 稳，是确保该方案成功的关键元件。国外的高压减压阀中能够达到挤压式伺服系统需要的 输出压力和流量的产品很少，即使有能够达到的，密封性能和可靠性也无法满足航天飞行 的要求。
[0004] 国内在减压阀方面的技术发展情况如下：
[0005]目前，国内减压阀输出功率较低，响应时间长，无法满足挤压式伺服系统高功率、 快响应的需求；产品结构复杂，可靠性低，无法满足挤压式伺服系统高可靠性的要求；另 外，国内减压阀的密封结构无法满足挤压式伺服系统高密封性的要求。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种阀芯行程可调节的高 可靠减压阀，该减压阀具有可靠优异的对外密封性能，且阀芯的预开度与总行程满足合理 的设计值，减压阀的建压响应时间控制在〇.5s以内，此外大大增加了减压阀工作的高可靠 性。
[0007] 本实用新型的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
[0008] -种阀芯行程可调节的高可靠减压阀，包括溢流座、上阀体、下阀体、阀芯、调压弹 簧支座、调压弹簧、保护挡圈、密封圈和阀座，其中上阀体与下阀体连接，两者之间形成敏感 腔，溢流座上端与调压弹簧支座接触，下端与阀芯接触，调压弹簧设置在调压弹簧支座上， 阀座与下阀体连接，其特征在于：阀芯的下阀柱插入下阀体的阀芯孔中，形成活动密封配 合，阀芯的上阀柱插入阀座内孔，两者间的间隙形成气流通道；溢流座与上阀体的溢流座孔 形成活动密封配合，密封配合处设有密封圈和保护挡圈；溢流座下端设有嵌入式密封垫，所 述密封垫为下端带有锥角的圆柱结构，所述锥角为10-25° ;所述阀芯表面设有保护层，保 护层厚度为0. 003mm~0. 03mm。
[0009] 在上述阀芯行程可调节的高可靠减压阀中，溢流座中间设有通气孔，通气孔与溢 流座外圆同轴度取值为(p〇.005mm~(p0.04mm。
[0010] 在上述阀芯行程可调节的高可靠减压阀中，溢流座与上阀体的溢流座孔形成活动 密封的配合间隙为0. 005mm~0. 06mm。
[0011] 在上述阀芯行程可调节的高可靠减压阀中，阀芯下阀柱与下阀体为活动密封配 合，配合间隙取值为0. 0015mm~0. 06mm。
[0012] 在上述阀芯行程可调节的高可靠减压阀中，下阀体内孔棱边处设计圆角，并去除 毛刺，防止阀芯在下阀体内孔中高频率往复运动时出现卡滞；所述圆角的半径R取值为 0? 1 ~0? 5mm〇
[0013] 在上述阀芯行程可调节的高可靠减压阀中，阀芯表面保护层的表面硬度为500~ 1000 HV0
[0014] 在上述阀芯行程可调节的高可靠减压阀中，还包括复位调节螺塞，所述复位调节 螺塞与下阀体螺纹连接，两者之间设有调整垫片，通过选用不同厚度的调整垫片改变阀芯 的最大行程。
[0015] 在上述阀芯行程可调节的高可靠减压阀中，阀芯的上阀柱顶端与溢流座接触形成 密封。
[0016] 本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
[0017] (1)、本实用新型减压阀阀芯与下阀体内孔为间隙配合，通过密封圈保证可靠动密 封，适当降低配合间隙，减小密封圈的压缩量，既能保证密封，又能减小密封圈磨损；本实用 新型通过大量试验对阀芯与下阀体配合结构进行优化设计，在阀芯表面设置保护层，保护 层厚度为〇. 〇〇3mm~0. 03mm，硬度为500~1000HV，显著提高了阀芯的耐磨性，避免卡死； 在下阀体与阀芯配合的内孔末端进行倒圆角，并对角度进行优化设计，保证光滑过度，避免 出现加工毛刺或锐边，克服了阀芯高频率运动过程中磨损严重甚至卡死的缺陷，显著提高 了阀芯的运动可靠度；
[0018] (2)、本实用新型减压阀中，在下阀体与复位调节支座连接处设置调整垫片，通过 选择合适厚度的调整垫片，来保证阀芯的最大行程满足设计要求，最终保证减压阀的初始 建压响应时间控制在0. 5s以内；
[0019] (3)、本实用新型为了防止减压阀高压腔压力过高造成危险，上阀体内设计了溢流 座，溢流座位置存在三处密封结构，其中两道为动密封，通过设计优化的非金属密封垫结构 形式（例如溢流座下端设有的嵌入式密封垫）、设计合理的〇型密封圈压缩量，保证了可靠 的对外密封，在额定工作压力下，减压阀的内、外泄漏率优于1X10 5Pam3/s。
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型减压阀外形图；
[0021] 图2为本实用新型减压阀结构剖面图；
[0022] 图3为本实用新型溢流座剖视图；
[0023] 图4为本实用新型溢流座处高压密封结构；
[0024] 图5为本实用新型阀芯与下阀体配合局部结构图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：
[0026] 如图1所示为本实用新型减压阀外形图，图2为本实用新型减压阀结构剖面图，该 减压阀包括溢流座1、上阀体2、下阀体3、阀芯4、复位弹簧支座5、复位弹簧6、复位调节螺 塞7、调整垫片8、密封圈9、调压弹簧支座10、调压弹簧11、保护挡圈12、密封圈13、气体进 口接管嘴14、气体出口接管嘴15、阀座16、溢流座壳体21、聚酰亚胺密封垫22、通气孔23和 保护层24。
[0027] 本实用新型减压阀的上阀体2与下阀体3通过螺纹连接，两者之间形成敏感腔；气 体进口接管嘴14、气体出口接管嘴15与下阀体3连接；上阀体2处设有溢流座1、调压弹簧 支座10、调压弹簧11，溢流座1与上阀体2的溢流座孔形成活动密封配合。
[0028] 溢流座1上端与调压弹簧支座10接触，调压弹簧11设置在调压弹簧支座10上， 下端与阀芯4接触；阀座16与下阀体3通过螺纹连接，阀芯4的下阀柱插入下阀体3的阀 芯孔中，并形成活动密封配合。阀芯4的上阀柱插入阀座16内孔，两者间有较大间隙，形成 气流通道。阀芯4中间部位设有节流锥面，与阀座16内孔锐边配合形成节流边。阀芯4的 上阀柱顶端与溢流座1接触形成密封，阀芯4的下阀柱与复位弹簧支座5接触，复位弹簧6 上端与复位弹簧支座5连接，通过改变复位弹簧6的压缩量来调节阀芯4复位力。复位弹 簧6下端与复位调节螺塞7接触。复位调节螺塞7与下阀体3螺纹连接，两者之间设有调 整垫片8,选用不同厚度的调整垫片8可改变阀芯4的最大行程，最终实现减压阀减压时间 的调节，本实施例中调整垫片8的厚度为1mm。
[0029] 如图3所示为本实用新型溢流座剖视图，由图可知溢流座1下端设有嵌入式聚 酰亚胺密封垫22,密封垫22为下端带有锥角的圆柱结构，锥角为10-25°，本实施例中为 24° (即密封垫22为圆柱与圆台的组合结构，圆台处的锥角为10-25°，本实施例中为 24° );采用滚压或者冲压工艺得到，防止脱出。溢流座1中间设有通气孔23,通气孔23与 溢流座1外圆同轴度取~cp0.:04mm之间。
[0030] 如图4所示为本实用新型溢流座处高压密封结构，图4给出了溢流座1与上阀体 2、阀芯4的连接结构。图中共存在3处密封位置。密封部位I为溢流座1与上阀体2内孔 形成活动密封，配合间隙取〇. 〇〇5mm~0. 06mm之间，本实施例中为0. 017mm~0. 029mm。该 处设有密封圈13、保护挡圈12。密封部位II为溢流座1的聚酰亚胺密封垫22与溢流座2