一种微流量高精度轻质小型化稳压阀制造技术

本发明专利技术公开了一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，包括阀体、阀座、膜片组件、弹簧座、弹簧、阀芯、压紧装置、压紧环、主弹簧座、调节球；阀体和阀座为分离式结构，降低阀体、阀座加工要求，易加工；阀座与阀芯为软‑硬密封方式；通过间隙配合，实现工作过程无自摩擦；阀座作为独立组件组装到阀体上，利于阀座与阀芯之间的配合位置要求，提高复位精度；通过膜片组件来敏感压力和阻隔工作介质的外漏，提升产品性能；阀芯为一体化设计，减少零件数量，易于装配和加工；通过上述特点，满足产品性能且节约空间，实现轻质小型化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，属于空间站用减压稳压阀门类产品领域。
技术介绍
空间站用稳压阀产品安装在为空间站环控生保分系统内，用于稳定载气输出压力。在使用过程中，稳压阀上游气路开启经过稳压阀后，保持稳压阀输出压力稳定，为下游工作提供稳定的载气输出压力。该产品要求流量小，最大流量为0.03mg/s；精度高(±3％)；重量轻(<100g)；工作介质为氢气；输出压力在0.1～0.2MPa范围内连续可调。目前空间站用减压稳压类阀门一般重量较大，流量大且与要求的工作介质相容性不好，而工业用的产品其可靠性和精度无法保证。因此针对当前空间站产品的要求，需研制一种微流量、高精度、轻质小型化的稳压阀产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服轻质小型化且耐氢脆技术要求，提供一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，该产品集成性高、无动摩擦、工艺实现性强。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，包括阀体(1)、阀座(2)、膜片组件(3)、弹簧座(4)、弹簧(5)、阀芯(6)、压紧装置(7)、压紧环(8)、主弹簧座(9)和调节球(10)；膜片组件(3)放置在阀体(1)低压腔中，膜片组件(3)的上端有凹槽；阀座(2)端面处开有孔槽；以阀体(1)为基体，阀座(2)固定放置在阀体(1)的高压腔中，阀体(1)低压腔中设有限位槽；弹簧座(4)放置在阀体(1)的高压腔中，与弹簧(5)端面接触；阀芯(6)与阀座(2)采用间隙配合，为无摩擦结构；阀芯(6)与阀座(2)接触部分为球面结构，阀芯(6)细长杆放置在阀座(2)的内部通道内，通过阀座(2)对阀芯(6)进行限位，使阀芯(6)沿阀体(1)的轴向可以上下运动；压紧装置(7)与阀体(1)固定，以用来固定阀座(2)和阀体(1)；压紧环(8)放置在阀体(1)低压腔中，以便对膜片组件(3)进行定位；主弹簧座(9)上有与膜片组件(3)的凹槽相匹配的凹槽，两个凹槽之间形成一个球形空腔，调节球(10)放置在所形成的球形空腔中，通过调节球(10)实现主弹簧座(9)沿阀体(1)轴向对中；进而推动阀芯(6)沿阀体(1)的轴向上下运动。所述膜片组件(3)包括支架、压盘和金属膜片，三者通过电子束焊接成一体，金属膜片边缘与阀体(1)低压腔中限位槽接触。所述阀芯(6)采用一体化设计，材料为不锈钢，减少零部件数量，易于整机装配和零部件加工。所述阀芯(6)与阀座(2)采用间隙配合时的接触部分为球面结构，所述膜片组件(3)为金属，能够敏感压力和阻隔工作介质的外漏，提升产品密封性能；阀座(2)为金属和非金属F4的组合体，在加工时先加工一个毛坯后再通过热压工艺将非金属F4放到相应结构中，最后再加工成型，即通过热压非金属F4来实现零件的密封。所述阀座(2)作为独立组件组装到阀体(1)上，利于保证阀座(2)与阀芯(6)之间的配合相对位置要求，提高产品复位精度；同时降低阀体(1)加工精度要求，工艺实现性强，提高成品率。所述阀座(2)与阀芯(6)采用软-硬密封方式，即阀芯(6)为金属，阀座(2)与其相互接触的部分为非金属，充分保证了结构的密封性，实现产品高压密封。所述阀座(2)与阀芯(6)通过间隙配合，实现产品工作过程无自摩擦；同时阀座(2)作为独立组件组装到阀体(1)上，利于保证阀座(2)与阀芯(6)之间的配合相对位置要求，提高产品复位精度。所述阀体(1)和阀座(2)采用分离式结构，降低阀体、阀座的加工精度要求，工艺实现性强，提高成品率。所述弹簧(5)为锥型，弹簧座(4)与锥型的大端面接触；能够快速稳定满足产品性能的同时节约产品内部空间，减轻产品重量，实现轻质小型化要求。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)由于本专利技术的结构组成，使得具有集成性高、无动摩擦、工艺实现性强的优点。(2)本专利技术的阀芯通过采用一体化设计，减少零部件数量，易于整机装配和零部件加工；通过采用弹簧，快速稳定满足产品性能的同时节约产品内部空间，减轻产品重量，实现轻质小型化要求；(3)本专利技术的阀座和阀体采用分离式结构，降低阀体、阀座的加工精度要求，工艺实现性强，提高成品率；(4)本专利技术的阀座与阀芯采用软-硬密封方式，充分保证了结构的密封性，实现产品高压密封；通过间隙配合，实现产品工作过程无自摩擦；同时阀座作为独立组件组装到阀体上，利于保证阀座与阀芯之间的配合相对位置要求，提高产品复位精度；(5)本专利技术通过金属膜片来敏感压力和阻隔工作介质的外漏，提升产品密封性能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本专利技术包括阀体1、阀座2、膜片组件3、弹簧座4、弹簧5、阀芯6、压紧装置7、压紧环8、主弹簧座9、调节球10；膜片组件3的上端有凹槽；主弹簧座9上有与膜片组件3的凹槽相匹配的凹槽；阀座2为金属和非金属F4的组合体，在加工时先加工一个阀座毛坯后再通过热压工艺将非金属F4放到相应结构中，最后再加工成型，即通过热压非金属F4来实现零件的密封；金属材料通常为钛合金、铝合金、不锈钢等，非金属材料通常为塑料、橡胶等。以阀体1为基体，阀座2固定放置在阀体1的高压腔中，阀体1低压腔中设有限位槽；膜片组件3放置在阀体1低压腔中，膜片组件包括支架、压盘和金属膜片，三者通过电子束焊接成一体，膜片边缘与阀体1低压腔中限位槽接触；弹簧座4放置在阀体1的高压腔中，与锥形弹簧5大端面接触；阀芯6采用一体化设计方案，材料为不锈钢，阀芯6与阀座2接触部分为球面结构，阀芯6细长杆放置在阀座2的内部通道内，通过阀座2对阀芯6进行限位，使阀芯6沿阀体1的轴向可以上下运动；压紧装置7与阀体1通过电子束焊接固定，以用来固定阀座2和阀体1；压紧环8放置在阀体1低压腔中，以便对膜片组件3进行定位；膜片组件3的凹槽与主弹簧座9的凹槽相匹配放置，两个凹槽之间形成一个球形空腔，调节球10放置在所形成的球形空腔中，通过调节球10实现主弹簧座9沿阀体1轴向对中；进而推动阀芯6沿阀体1的轴向上下运动。本专利技术工作过程如下：高压气体从入口处接入，通过流道进入到阀体内腔后，阀芯在运动副和弹簧的作用下开始沿阀体轴向进行运动，以期调节产品的流量和出口压力，待低压腔压力达到要求后建立稳定平衡，低压压力通过出口处提供给下游使用。气体入口压力范围为0.35～2.0MPa，出口气体压力范围为0.1～0.2MPa连续可调，额定流量为0.03mg/s。本专利技术未公开技术属本领域技术人员公知常识。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，其特征在于：包括阀体(1)、阀座(2)、膜片组件(3)、弹簧座(4)、弹簧(5)、阀芯(6)、压紧装置(7)、压紧环(8)、主弹簧座(9)和调节球(10)；膜片组件(3)放置在阀体(1)低压腔中，膜片组件(3)的上端有凹槽；阀座(2)端面处开有孔槽；以阀体(1)为基体，阀座(2)固定放置在阀体(1)的高压腔中，阀体(1)低压腔中设有限位槽；弹簧座(4)放置在阀体(1)的高压腔中，与弹簧(5)端面接触；阀芯(6)与阀座(2)采用间隙配合，为无摩擦结构；阀芯(6)与阀座(2)接触部分为球面结构，阀芯(6)细长杆放置在阀座(2)的内部通道内，通过阀座(2)对阀芯(6)进行限位，使阀芯(6)沿阀体(1)的轴向可以上下运动；压紧装置(7)与阀体(1)固定，以用来固定阀座(2)和阀体(1)；压紧环(8)放置在阀体(1)低压腔中，以便对膜片组件(3)进行定位；主弹簧座(9)上有与膜片组件(3)的凹槽相匹配的凹槽，两个凹槽之间形成一个球形空腔，调节球(10)放置在所形成的球形空腔中，通过调节球(10)实现主弹簧座(9)沿阀体(1)轴向对中；进而推动阀芯(6)沿阀体(1)的轴向上下运动。...

【技术特征摘要】
1.一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，其特征在于：包括阀体(1)、阀座(2)、膜片组件(3)、弹簧座(4)、弹簧(5)、阀芯(6)、压紧装置(7)、压紧环(8)、主弹簧座(9)和调节球(10)；膜片组件(3)放置在阀体(1)低压腔中，膜片组件(3)的上端有凹槽；阀座(2)端面处开有孔槽；以阀体(1)为基体，阀座(2)固定放置在阀体(1)的高压腔中，阀体(1)低压腔中设有限位槽；弹簧座(4)放置在阀体(1)的高压腔中，与弹簧(5)端面接触；阀芯(6)与阀座(2)采用间隙配合，为无摩擦结构；阀芯(6)与阀座(2)接触部分为球面结构，阀芯(6)细长杆放置在阀座(2)的内部通道内，通过阀座(2)对阀芯(6)进行限位，使阀芯(6)沿阀体(1)的轴向可以上下运动；压紧装置(7)与阀体(1)固定，以用来固定阀座(2)和阀体(1)；压紧环(8)放置在阀体(1)低压腔中，以便对膜片组件(3)进行定位；主弹簧座(9)上有与膜片组件(3)的凹槽相匹配的凹槽，两个凹槽之间形成一个球形空腔，调节球(10)放置在所形成的球形空腔中，通过调节球(10)实现主弹簧座(9)沿阀体(1)轴向对中；进而推动阀芯(6)沿阀体(1)的轴向上下运动。2.根据权利要求1的一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，其特征在于：所述膜片组件(3)包括支架、压盘和金属膜片，三者通过电子束焊接成一体，金属膜片边缘与阀体(1)低压腔中限位槽接触。3.根据权利要求1的一种微流量高精度轻质小型化稳压阀，其特征在于：所述阀芯(6)采用一体化设计，材料为不锈钢，减少零部件数量，易于整机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆立，夏继霞，范旭丰，汪旭东，王振兴，姜华，冉荣，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11