一种集成式电控安溢阀制造技术

本发明专利技术涉及一种集成式电控安溢阀，该包括主阀、指挥阀、强制组件，具备自动开启和强制启闭功能；通过在主阀零组件主阀壳体、导向盘组件、活阀波纹管组件内开设内部流道，构成对主阀背压腔充气、排气通路，取消了连通管结构，消除疲劳寿命薄弱环节，实现了安溢阀结构精简化、集成化。指挥阀为单个悬浮导向电磁阀，用于控制主阀背压腔与阀腔、主阀背压腔与排气口之间的通断关系；通过PID算法控制电磁阀开启和关闭，可实现主阀背压腔压力动态调节，使活阀保持在与贮箱压力变化速率相匹配的开度，减少活阀抖动。活阀抖动。活阀抖动。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式电控安溢阀


[0001]本专利技术属于阀门设计领域，具体涉及一种包含单个电磁阀的无连通管深低温集成式电控安溢阀。

技术介绍

[0002]安溢阀是液体运载火箭增压输送系统中的重要单机产品，通常安装于贮箱上，用于泄出贮箱内的高压气体。在地面测试和加注阶段，安溢阀可在高压控制气的作用下开启和关闭，实现贮箱卸压；在箭体飞行阶段，安溢阀可感受贮箱内压力，当贮箱压力达到临界点时自动开启，避免贮箱超压导致箭体飞行异常。
[0003]常规的机械式安溢阀通常由主阀、指挥阀、强制组件3部分功能模块构成，各模块均为机械结构。安溢阀的强制开启功能通过主阀与强制组件实现,保险功能通过主阀与指挥阀实现。安溢阀主阀阀腔与背压腔之间通过膜片、波纹管等变形敏感元件隔离，指挥阀用于控制主阀背压腔与阀腔以及排气口之间的通断关系。机械主阀和指挥阀的结构均相对复杂，难以实现整体设计。因此机械式安溢阀的主阀与指挥阀通常为相互独立的模块，并使用连通管实现主阀、指挥阀内部各功能腔之间的气路连通。
[0004]机械式安溢阀主要存在以下局限：
[0005]1)、机械式指挥阀连接于主阀上，感受主阀腔压力变化执行阀芯启闭动作，并控制主活阀开启关闭。主阀动作时阀腔内压力发生变化，会干扰指挥阀启闭功能，导致主阀多次动作；
[0006]2)、连通管是整阀的疲劳寿命薄弱环节，在箭体飞行振动环境下容易发生断裂故障。一旦连通管断裂，安溢阀将异常打开，直接造成贮箱异常卸压，影响飞行任务成败；
[0007]3)、机械式安溢阀在装配时完成开启压力点调节，在后续使用工况下只能在单一压力点下自动启闭，不具备多压力点下的保险功能，无法适应新一代运载火箭更加复杂的使用工况。

技术实现思路

[0008]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种深低温集成式电控安溢阀，用于运载火箭贮箱保险排气和强制排气。
[0009]本专利技术解决技术的方案是：一种集成式电控安溢阀，该安溢阀包括主阀、指挥阀、主弹簧；
[0010]主阀包括主阀壳体、导向盘组件、活阀波纹管组件；
[0011]主阀壳体为三通管型结构，包括三个端口，第一端口与导向盘组件连接；第二端口与第一端口相对，为排气口，排气口周边为阀座结构；第三接口为入口，与安溢阀所控贮箱相连；
[0012]主阀壳体内设主阀腔，导向盘组件为T型结构，包括端面和导向座，端面与主阀腔连接构成封闭结构，垂直于端面的导向座伸入到主阀腔内，导向座上设有导向孔和与导向
孔连通的内腔；
[0013]活阀波纹管组件包括活阀、波纹管、连接盘；
[0014]连接盘固定安装于导向盘组件底部；活阀可沿阀体轴向运动，活阀为T型结构，包括导向杆和与导向杆垂直的端部，活阀的导向杆包覆非金属材料，与导向盘组件的导向孔构成非金属
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金属导向副，活阀的端部与阀座配合，用于开启或者关闭排气孔；主弹簧套装在活阀的导向杆外侧，对活阀施加指向阀座结构的作用力，帮助活阀回位并保证密封；波纹管一端与连接盘相连接，另一端与活阀的端部连接，波纹管与导向盘组件的导向座、活阀共同连接从主阀腔中隔离出一个空腔区域，记为背压腔；背压腔与主阀腔之间、背压腔与排气口之间通过结构内部流道连通；
[0015]指挥阀为单个悬浮导向电磁阀，用于控制主阀背压腔与主阀腔、背压腔与排气口之间的通断关系；根据贮箱压力的变化，电磁阀在控制器的控制下开启或关闭，进而对主阀的启闭进行控制。
[0016]优选地，主阀壳体壁面开设第一流道连通至排气口；
[0017]导向盘组件上开设种内部流道，分别记为：第二流道、第三流道和第四流道；
[0018]第二流道起始端位于与外界连通，终止端与第一流道连通；
[0019]第三流道起始端连通导向盘组件内腔，终止端与外界连通；
[0020]第四流道，用于连通导向盘组件内腔与主阀壳体背压腔；
[0021]连接盘内部开设第五流道，用于连通主阀腔与背压腔。
[0022]优选地，所述电磁阀为包括进气口和排气口，阀门装配时，电磁阀安装于导向盘组件外部，进气口与第三流道终止端相连，排气口与第二流道起始端相连，电磁阀通电开启后进气口与排气口之间连通，断电关闭后进气口与排气口之间气路切断。
[0023]优选地，所述第五流道一侧通过一个孔径小于第五流道直径的小孔与主阀腔连通，当背压腔压力低于主阀腔压力时，主阀腔内气体可通过第五流道缓慢进入背压腔，使得背压腔缓慢增压。
[0024]优选地，所述连接盘内部开设的第五流道中设置有过滤网，用于防止外来多余物进入背压腔、引起活阀卡滞。
[0025]优选地，所述活阀波纹管组件的活阀端部与阀座结构接触部位设有非金属密封件
[0026]主阀壳体内部阀座结构与该非金属密封件的密封面接触构成密封副。
[0027]优选地，所述活阀导向杆上包覆的非金属材料为氟塑料，可耐受液氢温区低温。
[0028]优选地，上述深低温集成式电控安溢阀，还包括强制组件，所述强制组件包括强制壳体、复合圈、螺塞、顶杆、弹簧；其中：
[0029]强制壳体与主阀壳体固定连接，中心设有一个通孔，即为安溢阀的出口通道，强制壳体上设有强制接管嘴与安溢阀的出口通道联通，螺塞固定安装于安溢阀的出口通道内，螺塞中心处有一个通孔，顶杆位于安溢阀的出口通道内，顶杆穿过螺塞的通孔，弹簧套在顶杆外周，用于产生回弹力，复合圈套在顶杆的外周的沟槽内，强制壳体上的强制接管嘴对强制组件内腔通入控制气后，顶杆和复合圈在控制气压力作用下向活阀方向运动；撤除控制气后，顶杆和复合圈在弹簧回位力的作用下回位，同时活阀在主弹簧回位力的作用下关闭。
[0030]优选地，所述安溢阀安装于贮箱上后，与箱压传感器、控制器构成箱压反馈调节回路，控制器根据箱压传感器测量的贮箱压力值，采用PID算法控制电磁阀开启和关闭，实现
主阀背压腔压力动态调节，使活阀保持在与贮箱压力变化速率相匹配的开度，减少活阀抖动。
[0031]优选地，在以下位置设置了密封垫片：主阀壳体主阀腔与导向盘组件连接处；主阀壳体第一流道与导向盘组件第二流道连接处；活阀波纹管组件与导向盘组件连接处；导向盘组件与电磁阀进气口连接处；导向盘组件与电磁阀排气口连接处；主阀壳体与强制组件连接处。
[0032]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0033](1)、本专利技术电控安溢阀采用单个电磁阀代替常规的机械式指挥阀。综合控制器根据箱压传感器测量的贮箱压力值，直接控制电磁阀启闭，避免了主阀阀腔压力波动对指挥阀动作的干扰，同时可实现任意贮箱压力下开启的功能；
[0034](2)、本专利技术通过电磁阀
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主阀接口设计、壳体、导向盘内流道设计，实现了无连通管安溢阀设计，消除动强度薄弱环节，实现了安溢阀结构精简化、集成化；
[0035](3)、本专利技术通过PID算法控制电磁阀开启和关闭，可实现主阀背压腔压力动态调节，使活阀保持在与贮箱压力变化速率相匹配的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式电控安溢阀，其特征在于包括主阀、指挥阀、主弹簧(4)；主阀包括主阀壳体(1)、导向盘组件(2)、活阀波纹管组件(3)；主阀壳体(1)为三通管型结构，包括三个端口，第一端口与导向盘组件(2)连接；第二端口与第一端口相对，为排气口，排气口周边为阀座结构；第三接口为入口，与安溢阀所控贮箱(7)相连；主阀壳体(1)内设主阀腔，导向盘组件(2)为T型结构，包括端面和导向座，端面与主阀腔连接构成封闭结构，垂直于端面的导向座伸入到主阀腔内，导向座上设有导向孔和与导向孔连通的内腔；活阀波纹管组件(3)包括活阀(31)、波纹管(32)、连接盘(33)；连接盘(33)固定安装于导向盘组件(2)底部；活阀(31)可沿阀体轴向运动，活阀(31)为T型结构，包括导向杆和与导向杆垂直的端部，活阀(31)的导向杆包覆非金属材料，与导向盘组件(2)的导向孔构成非金属
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金属导向副，活阀(31)的端部与阀座配合，用于开启或者关闭排气孔；主弹簧(4)套装在活阀(31)的导向杆外侧，对活阀(31)施加指向阀座结构的作用力，帮助活阀(31)回位并保证密封；波纹管(32)一端与连接盘(33)相连接，另一端与活阀(31)的端部连接，波纹管(32)与导向盘组件(2)的导向座、活阀(31)共同连接从主阀腔中隔离出一个空腔区域，记为背压腔；背压腔与主阀腔之间、背压腔与排气口之间通过结构内部流道连通；指挥阀为单个悬浮导向电磁阀(6)，用于控制主阀背压腔与主阀腔、背压腔与排气口之间的通断关系；根据贮箱(7)压力的变化，电磁阀(6)在控制器(9)的控制下开启或关闭，进而对主阀的启闭进行控制。2.根据权利要求1所述的一种集成式电控安溢阀，其特征在于主阀壳体(1)壁面开设第一流道连通至排气口；导向盘组件(2)上开设3种内部流道，分别记为：第二流道、第三流道和第四流道；第二流道起始端位于与外界连通，终止端与第一流道连通；第三流道起始端连通导向盘组件(2)内腔，终止端与外界连通；第四流道，用于连通导向盘组件(2)内腔与主阀壳体(1)背压腔；连接盘(33)内部开设第五流道，用于连通主阀腔与背压腔。3.根据权利要求2所述的一种集成式电控安溢阀，其特征在于所述电磁阀(6)为包括进气口(61)和排气口(62)，阀门装配时，电磁阀(6)安装于导向盘组件(2)外部，进气口(61)与第三流道终止端相连，排气口(62)与第二流道起始端相连，电磁阀(6)通电开启后进气口与排气口之间连通，断电关闭后进气口与排气口之间气路切断。4.根据权利要求1所述的一种集成式电控安溢阀，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立夫，余武江，余海涛，孙喆，崔景芝，马方超，李德权，石朝锋，张立强，李敏行，王太平，武亚楠，沈博，贺启林，王细波，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：