一种高压超低温气控菌阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高压超低温气控菌阀，高压超低温气控菌阀还包括控制装置，控制装置包括控制腔、阀杆、弹簧以及设置在控制腔内的活塞，控制腔设置在中间壳体的另一端，活塞可在控制腔内往返运动；控制腔上设置有控制口，控制口和控制气压源相连；阀杆的一端与活塞固连，阀杆的另一端从中间壳体中心穿过后与入口壳体内的阀芯连接，阀杆和入口壳体之间设置有密封装置，弹簧套于阀杆上，其一端压在活塞上，其另一端压在入口壳体上。本实用新型专利技术解决了现有控制阀门无法满足高压超低温环境使用要求的技术问题。本实用新型专利技术的阀门可按要求时间准确打开，当控制腔撤气时阀门能在无其它辅助动力的作用下迅速关闭。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气动控制阀门。
技术介绍
在工作压力最高为35MPa工作介质为液氧或液氮的工作环境中，需要能够耐高压 环境和耐超低温环境的气动截止阀作为控制元件。当入口压力为高压时通控制气，阀门打 开，控制腔撤气，阀门即可关闭。但是在如此恶劣的工作环境中，现有的气动截止阀中，能耐 超低温的不耐高压，能耐高压的不耐超低温，其综合性能无法达到工作环境的技术要求，且 按照常规思路来设计专用高压超低温气控菌阀的成本非常高。
技术实现思路
本技术目的是提供一种高压超低温气控菌阀，其解决了现有控制阀门无法满 足高压超低温环境使用要求的技术问题。本技术的技术解决方案是一种高压超低温气控菌阀，包括阀座1、入口壳体2、中间壳体10和阀芯3，所述阀 座1固定在入口壳体2的一端，所述中间壳体10固定在入口壳体2的另一端，所述阀座1 上设置有入口 21，所述入口壳体2上设置有出口 22，所述入口壳体2内设置有一个连接入 口 21和出口 22的液体通道19，所述阀芯3设置在液体通道19内，其和阀座1之间设置有 关闭密封副20，其特殊之处是，所述高压超低温气控菌阀还包括控制装置，所述控制装置包 括控制腔12、阀杆9、弹簧4以及设置在控制腔12内的活塞11，所述控制腔12设置在中间 壳体10的另一端，所述活塞11可在控制腔12内往返运动；所述控制腔12上设置有控制口 23，所述控制口 23和控制气压源相连；所述阀杆9的一端与活塞11固连，所述阀杆9的另 一端从中间壳体10中心穿过后与入口壳体2内的阀芯3连接，所述阀杆9和入口壳体2之 间设置有密封装置8，所述弹簧4套于阀杆9上，其一端压在活塞11上，其另一端压在入口 壳体2上。上述阀芯3和阀座1之间的关闭密封副20是采用锥面金属_金属密封。上述中间壳体10为细长圆筒状结构，其筒壁上设置有多个沿轴向并列分布的隔 热孔27，所述隔热孔27为长方孔或长圆孔。本技术的优点1、本技术提供了一种可在高压(35MPa)下通气打开的气控阀门，阀门工作介 质为低温介质(-150°C )，阀门可按要求时间准确打开，当控制腔撤气时阀门能在无其它辅 助动力的作用下迅速关闭。2、本技术通过结构设计保证阀门关闭时的动力来自阀门本身。当控制腔撤气 时，依靠阀门内弹簧作用力和介质作用在阀芯上的力使阀芯与阀座贴合将阀门关闭，即阀 门可按规定时间准确关闭，不需额外动力使阀门关闭。3、本技术阀座采用金属金属密封形式，保证阀芯在高压低温条件下容易开启。控制腔的活塞密封采用串联双道橡胶0形圈加挡圈的密封结构；采取以上密封措施使 得本技术产品的密封更可靠。本技术阀在阀门打开前出口无介质压力，随着入口 压力的增加使阀芯的密封比压随之增加，保证了低温高压下阀门的密封，并同时满足多次 重复工作的能力。4、耐低温、隔热性能好。本技术为满足液氧或液氮的工作环境，阀体、阀盖和 控制腔壳体等选用耐低温不锈钢材料，阀座、阀芯、阀杆、阀杆螺母等选用耐低温高强不锈 钢材料，活塞选用高强铝合金。另外，从结构上采取隔热措施，设计时在保证足够的连接强 度和刚度的前提下，在介质低温腔和控制腔中间的中间壳体上采用挖空留筋结构(参见 图2)，这样可使阀体内的冷量尽可能少往上传导，以减少热传导面积及提高阀芯杆的散热 空间；使控制腔保持适宜的温度环境，保证可靠密封，同时可满足橡胶0形圈工作的最低温 度。5、本技术可以满足液氧或液氮这类温度低于-150°C的超低温介质的使用，特 别是针对现代航空、航天、石化、能源、动力等领域有超低温环境的高压控制系统中，在入口 压力为高压时通控制气可打开阀门，控制腔撤气阀门关闭。6、本技术在中间壳体外侧采用防尘盖板将挖空处保护起来，防止多余物的进 入。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1中A-A剖面图；其中1-阀座，2-入口壳体，3-阀芯，4-弹簧，5-0形圈A，6-0形圈B和挡圈，7_防 尘盖板，8-密封装置，9-阀杆，10-中间壳体，11-活塞，12-控制腔，19-液体通道，20-关闭 密封副，21-入口，22-出口，23-控制口，26-排放口，27-隔热孔。具体实施方式设计的阀门为常闭式结构，为满足超低温介质的密封及重复使用的要求，阀芯与 阀座为全金属密封形式，入口无压时阀芯靠弹簧固定在阀座上，通过结构设计保证当入口 压力增高时介质作用在阀芯的力随之增加，使阀芯与阀座间的密封比压增加。阀门在入口 有高压低温介质时按控制系统要求给控制腔通气即可打开，使阀门入口与出口相通，通过 结构设计保证控制腔撤气后，阀芯在弹簧力和介质高压作用力下关闭，切断入口向出口的 介质供应，结构设计保证阀芯所受介质力方向与关闭方向一致，弹簧力也与关闭方向一致， 这样在使用过程中只需控制腔撤气而不需阀门以外的其它动力就可保证阀门可靠关闭，实 现阀门按要求时间打开、关闭的控制功能。为使低温介质的温度对控制腔上橡胶0形圈密 封有不良影响，加长了阀芯杆长度，在中间壳体的圆柱支撑面上采用挖空留筋结构，与低温 腔相联底部采用挖槽结构减少温度传播的面积，控制腔采用两个橡胶0形圈串联结构提高 密封可靠性。为满足低温介质的工作环境，阀门入口应设有预冷排放口。本技术的原理该高压超低温气控菌阀为常闭结构，阀芯靠弹簧力贴合在阀 座上将入口与出口隔开，当入口介质压力达到要求的高压后，给控制腔通气，活塞克服弹簧 力和介质作用在阀芯上的力将阀芯抬离阀座，打开阀门使入口与出口相通。只要保证控制腔不撤气就可维持阀门打开状态，需要关闭阀门时只需控制腔撤气，阀芯在弹簧力和介质 力作用下重新贴合在阀座上将入口与出口断开。权利要求一种高压超低温气控菌阀，包括阀座(1)、入口壳体(2)、中间壳体(10)和阀芯(3)，所述阀座(1)固定在入口壳体(2)的一端，所述中间壳体(10)固定在入口壳体(2)的另一端，所述阀座(1)上设置有入口(21)，所述入口壳体(2)上设置有出口(22)，所述入口壳体(2)内设置有一个连接入口(21)和出口(22)的液体通道(19)，所述阀芯(3)设置在液体通道(19)内，其和阀座(1)之间设置有关闭密封副(20)，其特征在于所述高压超低温气控菌阀还包括控制装置，所述控制装置包括控制腔(12)、阀杆(9)、弹簧(4)以及设置在控制腔(12)内的活塞(11)，所述控制腔(12)设置在中间壳体(10)的另一端，所述活塞(11)可在控制腔(12)内往返运动；所述控制腔(12)上设置有控制口(23)，所述控制口(23)和控制气压源相连；所述阀杆(9)的一端与活塞(11)固连，所述阀杆(9)的另一端从中间壳体(10)中心穿过后与入口壳体(2)内的阀芯(3)连接，所述阀杆(9)和入口壳体(2)之间设置有密封装置(8)，所述弹簧(4)套于阀杆(9)上，其一端压在活塞(11)上，其另一端压在入口壳体(2)上。2.根据权利要求1所述的高压超低温气控菌阀，其特征在于所述阀芯(3)和阀座(1) 之间的关闭密封副(20)是采用锥面金属-金属密封。3.根据权利要求1或2所述的高压超低温气控菌阀，其特征在于所述中间壳体(10) 为细长圆筒状结构，其筒壁上设置有多个沿轴向并列分布的隔热孔(27)，所述隔热孔(27) 为长方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压超低温气控菌阀，包括阀座（１）、入口壳体（２）、中间壳体（１０）和阀芯（３），所述阀座（１）固定在入口壳体（２）的一端，所述中间壳体（１０）固定在入口壳体（２）的另一端，所述阀座（１）上设置有入口（２１），所述入口壳体（２）上设置有出口（２２），所述入口壳体（２）内设置有一个连接入口（２１）和出口（２２）的液体通道（１９），所述阀芯（３）设置在液体通道（１９）内，其和阀座（１）之间设置有关闭密封副（２０），其特征在于：所述高压超低温气控菌阀还包括控制装置，所述控制装置包括控制腔（１２）、阀杆（９）、弹簧（４）以及设置在控制腔（１２）内的活塞（１１），所述控制腔（１２）设置在中间壳体（１０）的另一端，所述活塞（１１）可在控制腔（１２）内往返运动；所述控制腔（１２）上设置有控制口（２３），所述控制口（２３）和控制气压源相连；所述阀杆（９）的一端与活塞（１１）固连，所述阀杆（９）的另一端从中间壳体（１０）中心穿过后与入口壳体（２）内的阀芯（３）连接，所述阀杆（９）和入口壳体（２）之间设置有密封装置（８），所述弹簧（４）套于阀杆（９）上，其一端压在活塞（１１）上，其另一端压在入口壳体（２）上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程亚威，刘红军，张赤民，雷恒，陈维宇，谢宁，王亚训，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]