专利名称：高压大流量氦气减压阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压大流量减压阀，更进一步地说是适用于航天发动机控制系统中的高压大流量氦气减压阀。
航天用的减压阀的特殊性能要求工作可靠和稳定精度高。要求减压阀迅速调节以及在极恶劣的环境条件下能保证出口压力较高的调节精度和动态稳定性好，还要求外观尺寸小，重量轻。目前，国内外宇宙飞行器所用的减压阀，一般在入口压力较高时，其流量都较小，而大流量的减压阀，其压力均不高。以前在航天发动机控制系统中所使用的高压、大流量的氦气减压阀在试验中时常发出尖叫声，或长时间的共鸣。若出现大振幅的持续压力震荡，减压阀的阀芯与阀座多次严重碰撞，破环其密封性，有时还会造成膜片破裂，弹簧损环和系统管路断裂等。从而导致整个发动机工作失效。
本实用新型目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种采用卸荷式结构的高压、大流量的氦气减压阀。
本实用新型的目的是这样实现的它包括保险活门、阀座、壳体、阀芯、进口过滤器、高压腔A和低压腔B，它的特点有三条第一是在高压大流量的氦气减压阀内设有卸荷机构，该机构由依次装在壳体内腔的阀芯、装有O形密封圈和减摩环的导向套、挡块、配置在阀芯上端的副弹簧和弹簧座、配置在阀芯下端的膜片组件和主弹簧组成。阀芯上有平衡孔C，由弹簧座上的阻尼小孔E将副弹簧腔、平衡孔C和低压腔B连通。第二是在高压大流量氦气减压阀上设有两处气体阻尼，一是弹簧座上的小孔阻尼，二是阻尼腔E，该阻尼腔E由阻尼罩、阻尼嘴和膜片组件组成。阻尼嘴安装在阻尼罩上，并有一个阻尼小孔使低压腔B与该阻尼腔E相通。第三是活门与活门座间采用金属对非金属的软密封即在阀芯的活门上镶嵌非金属。
本实用新型具有以下优点1.采用逆向卸荷式平衡机构，使入口压力作用在阀芯上的力平衡掉，可消除或尽可能的减少入口压力变化带来的压力特征偏差，从而提高减压阀的稳压精度。同时保证大流量的流通面积。
2.由于设置了气体阻尼腔E，有利于消除减压阀在出口压力变化时的起动高频噪音。
3.采用减摩环包复O形密封圈结构，可减少O形密封圈的摩擦力，保证在±55℃下能正常工作，满足减压阀的特性要求。
4.减压阀活门与活门座间的密封采用金属对非金属的密封，减少了减压阀的尺寸和重量。
以下结合附图
对本实用新型作进一步详述附图是高压大流量氦气减压阀的纵向剖面图。
参见附图，壳体3的入口处螺纹连接的接管嘴12，其内腔装有过滤器13。壳体3的内腔依次安装阀座2、阀芯4、装有O形密封圈8和减摩环9的导向套10与挡块11、装有阻尼嘴14的阻尼罩15，阀芯4的上端配置弹簧座5和副弹簧6，其下端配置膜片组片组件16和主弹簧17。壳体3的出口处安装保险活门1。
来自发动机气瓶的高压氦气，进入减压阀入口接管嘴12，经过入口过滤器13滤网过滤后直接进入高压腔A，在阀芯4的密封面与阀座之间的环形缝隙处节流减压，流入低压腔B，一路气流经保险活门1流入管路，供发动机使用，另一路经阻尼嘴14的阻尼小孔缓冲进入阻尼腔E，还有一路由阀芯4上的平衡孔C流经阻尼小孔D，进入副弹簧腔。当出口压力偏离额定出口压力时，作用在膜片组件16和弹簧座5上的力改变，推动阀芯4，改变环形节流缝隙的大小，使出口压力恢复到额定值。这种卸荷式结构，保证减压阀有一定的流通面积的同时可消除或尽量减少入口压力变化带来的压力特性偏差，提高了减压阀的稳压精度。这种结构中的高压腔A的密封采用由聚四氟乙烯制成的减摩环9包复O形密封圈的结构，减少O形密封圈的摩擦力，满足减压阀在±55℃下正常工作的特性。阀芯4密封面镶嵌聚酰亚胺与阀座2密封所需的密封比压比金属对金属的密封比压小，这样会使弹簧外形尺寸小，以保减压阀的重量轻。
权利要求1.一种高压大流量氦气减压阀，它包括保险活门(1)、阀座(2)、壳体(3)、阀芯(4)、进口过滤器(13)、高压腔(A)和低压腔(B)，其特征在于a.在高压大流量氦气减压阀内设有卸荷机构，该机构由依次装在壳体(3)内腔的阀芯(4)、装有O形密封圈(8)和减摩环(9)的导向套(10)、挡块(11)、配置在阀芯(4)上端的副弹簧座(5)和副弹簧(6)、以及配置在阀芯(4)下端的膜片组件(16)和主弹簧(17)组成，阀芯(4)上有平衡孔(c)，由副弹簧座(5)上的阻尼小孔(D)将副弹簧腔、平衡孔(c)和低压腔(B)连通；b.在高压大流量氦气减压阀上设有两处气体阻尼，一是弹簧座上的小孔阻尼；二是阻尼腔E，该阻尼腔E由阻尼罩(15)、阻尼嘴(14)和膜片组件(16)组成，阻尼嘴(14)安装在阻尼罩(15)上，并有一阻尼小孔使低压腔(B)与该阻尼腔E相通；c.在阀芯(4)的活门上镶嵌非金属软密封。
2.根据权利要求1所述的一种高压大流量氦气减压阀，其特征在于阀芯(4)的活门上镶嵌非金属聚酰亚胺。
3.根据权利要求1所述的一种高压大流量氦气减压阀，其特征在于减摩环(9)采用聚四氟乙烯，并包复O形密封圈(8)。
4，根据权利要求1所述的一种高压大流量氦气减压阀，其特征在于膜片组件(16)中弹性元件采用3J1弹性合金波纹膜片。
专利摘要一种用于航天发动机控制中的高压大流量氦气减压阀，它包括保险活门(1)、阀座(2)、壳体(3)、阀芯(4)、进口过滤器(13)、高压腔(A)和低压腔(B)。其特点是该高压、大流量减压阀内设有卸荷式平衡结构及气体阻尼腔，可消除或尽可能的减少入口压力变化带来的压力特征偏差，从而提高减压阀的稳压精度，保证大流量的流通面积，同时该减压阀结构简单，外形尺寸小，重量轻。
文档编号G05D16/04GK2243012SQ95213000
公开日1996年12月18日 申请日期1995年6月13日 优先权日1995年6月13日
发明者乔桂玉, 黄应坤 申请人:中国航天工业总公司第十一研究所(京)