一种气控高压变流量控制阀制造技术

本发明专利技术提供了一种气控高压变流量控制阀，主要解决现有变流量控制阀流阻稳定性差、结构互换性不强、动作响应散差大、不利于批量生产等技术问题。本发明专利技术的控制阀，包括阀体，设置在阀体内的主阀组件和副阀组件；主阀组件由4个结构相同的主阀组成，副阀组件由2个结构相同的副阀组成；4个主阀垂直阀体的中心轴线，且4个主阀两两为一组，每组的两个主阀位于阀体的同一周向，4个主阀的中心轴线位于同一平面上或相互平行，阀体上有2个出口，位于阀体中心轴线同轴侧的两个主阀的介质出口共用同一个出口。本发明专利技术的控制阀整体结构紧凑、体积小，各零部件之间具有较强互换性，适合批量生产。适合批量生产。适合批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种气控高压变流量控制阀


[0001]本专利技术涉及发动机推进剂流量控制装置，具体涉及一种气控高压变流量控制阀。

技术介绍

[0002]现有的液体火箭变推力发动机需要配套一种变流量控制阀，以控制发动机推进剂的流量。在现有技术中，该变流量控制阀多采用滑阀式流量调节阀，滑阀式流量调节阀能够调节流量，但其结构较为复杂，且由于零件加工的散差和阀门内部流场的不均匀，导致每台流量调节阀之间的流阻偏差大，需要与推力室组装后进行液流试验调节流阻，液流试验后还需分解控制阀，对阀门烘干处理后，再与推力室组装成发动机交付使用，其产品试验周期长，无互换性，不利于批量生产。同时系统对变流量控制阀的打开、关闭响应的一致性提出了更高要求，要求散差＜
±
3ms，这对大流量的变推力控制阀来说，设计难度较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的主要在于解决现有变流量控制阀流阻稳定性差、结构互换性不强、动作响应散差大、产品试验周期长以及不利于批量生产的技术问题，而提供一种气控高压变流量控制阀。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供的一种气控高压变流量控制阀，其特殊之处在于，包括阀体，设置在阀体内的主阀组件和副阀组件；
[0005]所述主阀组件由M个结构相同的主阀组成，所述副阀组件由N个结构相同的副阀组成，其中，N＝2，2≤M≤8；所述阀体内设置有M个主阀安装孔和N个副阀安装孔；所述主阀设置于主阀安装孔内，所述副阀设置于副阀安装孔内；
[0006]所述M个主阀安装孔垂直阀体的中心轴线，沿同一周向或两个周向均布在阀体内部，且每个主阀安装孔上均设有连通外界的第一介质入口及介质出口；
[0007]所述N个副阀安装孔对称设置在阀体的轴向两端，且同一轴线上的两个副阀安装孔之间设有第一通道，所述第一通道上沿径向连通有进气口；
[0008]每个所述主阀安装孔与相邻或相近一侧的一个副阀安装孔之间设有相互连通的第二通道；
[0009]所述阀体上设置有连通介质出口的出口。
[0010]进一步地，所述主阀的数量M为4个，4个主阀两两为一组，每组的两个主阀位于阀体的同一周向，4个主阀的中心轴线位于同一平面上或相互平行，所述出口为2个，位于阀体中心轴线同轴侧的两个主阀通过介质出口共用同一个出口。
[0011]进一步地，所述主阀包括主阀座和设置在主阀座内的主阀芯；
[0012]所述主阀芯沿轴向依次包括第一柱段、第二柱段、第三柱段和第四柱段；所述第四柱段外端设有第一凸环；
[0013]所述主阀座外端内侧设有第二凸环，第二凸环中部为流体通道，第二凸环横截面的直径小于第三柱段横截面的直径；所述第二凸环与第一柱段内端面相接触形成密封副；
所述主阀座上沿轴向设有环形的弹簧槽，弹簧槽嵌入主阀座的壳体内部；弹簧槽内置主弹簧，主弹簧一端设置在弹簧槽内，另一端限位于第一凸环外端。
[0014]进一步地，所述主阀座沿径向均布有至少2个第二介质入口，第二介质入口的通流面积之和大于第二凸环中部流体通道的通流面积。
[0015]进一步地，所述主阀芯的第三柱段周向外侧设有环形凹槽，所述环形凹槽内置密封圈；
[0016]所述主阀芯的第四柱段内端面与主阀安装孔的内壁面之间围成第一腔体。
[0017]进一步地，所述副阀包括副阀壳体，线圈组件，及沿轴向由内至外依次设置在线圈组件内侧的副阀座、副阀芯和副弹簧；所述副阀轴向两端分别设有第三通道和排气通道，所述第三通道贯穿副阀座，并与第一通道连通；所述排气通道的通流面积大于第三通道靠近副阀芯一端的通流面积；
[0018]所述副阀芯圆周外侧沿轴向设有凹槽，所述凹槽与副阀壳体、副阀座之间围成第二腔体，第二腔体将副阀芯两端连通；
[0019]所述副阀座内设有多个第四通道，每个所述第四通道与副阀座轴线的夹角为φ，φ为60
‑
75
°
；所述第四通道一端位于靠近副阀芯一侧，另一端通过第二通道将相邻的副阀安装孔与主阀安装孔连通。
[0020]进一步地，所述副阀座周向中部设有第三凸环，所述第三凸环靠近副阀芯一侧与副阀壳体之间设有调整垫片；
[0021]所述第三凸环远离副阀芯一侧与副阀壳体、副阀安装孔内壁面之间围成第三腔体，所述第三腔体连通第二通道和第四通道。
[0022]进一步地，所述副阀芯的轴向两端分别设有第一密封块和第二密封块，第一密封块和第二密封块的设置可以有效的实现副阀在通电时阀体内控制气的流通，或者副阀断电后，阀体内多余控制气的排出。
[0023]进一步地，所述第三通道入口处还设有过滤网，防止控制气中的多余物进入副阀及下游。
[0024]进一步地，所述第四通道的个数为4
‑
10个。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026](1)本专利技术的一种气控高压变流量控制阀，采用独立工作的副阀和多个主阀组合的结构，每个副阀分别控制两路主阀，通过各路主阀的开关组合实现了介质流通面积的改变，从而达到流量快速切换和控制的目的，提高了控制阀流阻的稳定性及动作响应性。
[0027](2)本专利技术采用模块化设计的思路，2个副阀的结构完全相同，4个主阀的结构也完全相同，每个副阀分别控制一路氧化剂主阀和一路燃料主阀，控制阀的阀体上设有1个进气口、2个排气通道，4个介质入口和两个出口，整体结构紧凑、体积小，各零部件之间具有较强互换性，适合批量生产。
[0028](3)本专利技术主阀的主阀芯采用正向卸荷结构设计，降低了入口压力对主阀芯受力的影响，使主阀芯的介质作用力始终朝关闭方向，并且采用弹簧力加载的结构形式，为主阀芯提供强劲的关闭作用力，提高了其关闭响应的速度；主阀芯打开的响应速度与主阀芯活塞的面积有关，通过合理的优化排气速率和活塞面积之间的关系，可最大限度提高打开作用力及打开响应速度。
[0029](4)本专利技术的变流量控制方法简单，控制方式多样，特别适用于高压大流量的变推力控制系统。采用两种变流量控制方式：一是单独开启第一副阀，同时打开第一主阀和第二主阀，构成小流量供应状态，当同时开启两个副阀时，则4个主阀同时开启，每种推进剂的两个主路叠加构成大流量供应状态。二是通过在4个推进剂入口增加限流圈的方式，使两个副阀分别对应大流量和小流量，即开启第一副阀、关闭第二副阀时，同时打开第一主阀和第二主阀，对应小流量状态；当需要切换成大流量状态时，关闭第一副阀、开启第二副阀，同时打开第三主阀和第四主阀，对应大流量状态，从而根据实际需求精准的控制流量。
附图说明
[0030]图1为本专利技术一种气控高压变流量控制阀实施例的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术一种气控高压变流量控制阀实施例的阀体结构示意图；
[0032]图3为本专利技术一种气控高压变流量控制阀实施例的主阀结构图；
[0033]图4为本专利技术一种气控高压变流量控制阀实施例的副阀结构图。
[0034]附图标记如下：
[0035]1‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气控高压变流量控制阀，其特征在于：包括阀体(1)，设置在阀体(1)内的主阀组件和副阀组件；所述主阀组件由M个结构相同的主阀(2)组成，所述副阀组件由N个结构相同的副阀(3)组成，其中，N＝2，2≤M≤8；所述阀体(1)内设置有M个主阀安装孔(11)和N个副阀安装孔(12)；所述主阀(2)设置于主阀安装孔(11)内，所述副阀(3)设置于副阀安装孔(12)内；所述M个主阀安装孔(11)垂直阀体(1)的中心轴线，沿同一周向或两个周向均布在阀体(1)内部，且每个主阀安装孔(11)上均设有连通外界的第一介质入口(13)及介质出口(14)；所述N个副阀安装孔(12)对称设置在阀体(1)的轴向两端，且同一轴线上的两个副阀安装孔(12)之间设有第一通道(16)，所述第一通道(16)上沿径向连通有进气口(17)；每个所述主阀安装孔(11)与相邻或相近一侧的一个副阀安装孔(12)之间设有相互连通的第二通道(15)；所述阀体(1)上设置有连通介质出口(14)的出口(20)。2.根据权利要求1所述的一种气控高压变流量控制阀，其特征在于：所述主阀(2)的数量M为4个，4个主阀(2)两两为一组，每组的两个主阀位于阀体(1)同一周向，4个主阀的中心轴线位于同一平面上或相互平行，所述出口(20)为2个，位于阀体(1)中心轴线同轴侧的两个主阀(2)通过介质出口(14)共用同一个出口(20)。3.根据权利要求1或2所述的一种气控高压变流量控制阀，其特征在于：所述主阀(2)包括主阀座(21)和设置在主阀座(21)内的主阀芯(22)；所述主阀芯(22)沿轴向依次包括第一柱段(221)、第二柱段(222)、第三柱段(223)和第四柱段(224)；所述第四柱段(224)外端设有第一凸环(226)；所述主阀座(21)外端内侧设有第二凸环(211)，第二凸环(211)中部为流体通道，第二凸环(211)横截面的直径小于第三柱段(223)横截面的直径；所述第二凸环(211)与第一柱段(221)内端面相接触形成密封副；所述主阀座(21)上沿轴向设有环形的弹簧槽(212)，弹簧槽(212)嵌入主阀座(21)的壳体内部；弹簧槽(212)内置主弹簧(213)，主弹簧(213)一端设置在弹簧槽(212)内，另一端限位于第一凸环(226)外端。4.根据权利要求3所述的一种气控高压变流量控制阀，其特征在于：所述主阀座(21)沿径向均布有至少2个第二介质入口...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐登伟，沙超，朱建国，罗大亮，曾维亮，李超，张程程，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：