[實(shí)用新型]一種小型化高溫燃?xì)獠逖b式單向截止閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320812030.3
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN203797063U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱建國;宋會(huì)玲;曾維亮;袁洪濱;孫亮;羅大亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所
• 主分類號(hào): F16K15/06
• 分類號(hào): F16K15/06;F16K27/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高溫燃?xì)庋b置用小型化插裝式單向截止閥，該截止閥的結(jié)構(gòu)中充分考慮了高溫密封設(shè)計(jì)、長壽命設(shè)計(jì)、低流阻設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，并經(jīng)高溫試驗(yàn)考核，性能優(yōu)越，工作可靠。

背景技術(shù)

現(xiàn)有單向截止閥多采用塑料密封結(jié)構(gòu)，僅適用于-30～+140℃溫度范圍，無法適應(yīng)500～800℃的高溫使用環(huán)境；而且隨著閥芯動(dòng)作次數(shù)越多，閥芯塑料密封面的變形越大，導(dǎo)致流阻特性與密封性能的不穩(wěn)定，無法適應(yīng)長壽命的要求；另外，隨著航天產(chǎn)品集成化設(shè)計(jì)的發(fā)展，閥門和燃?xì)庋b置需采用一體化插裝結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的截止閥存在流阻特性與密封性能不穩(wěn)定，使用壽命短的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種小型化高溫燃?xì)獠逖b式單向截止閥，用于防止熱燃?xì)饣亓髟斐晌ｋU(xiǎn)，且應(yīng)具有尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量小、壽命長、低流阻、壓差穩(wěn)定、耐高溫的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種小型化高溫燃?xì)獠逖b式單向截止閥，其特殊之處在于：包括閥體2、彈簧4、閥芯5，所述閥體2的一端與接管嘴連接，所述閥體2的另一端與高溫燃?xì)庋b置連接，所述閥芯5包括固定連接的密封端與復(fù)位端，所述密封端與閥體2的接觸處形成密封面，所述復(fù)位端位于閥體的腔體內(nèi)，所述復(fù)位端設(shè)置有限位裝置，所述彈簧4的一端固定在密封端，另一端固定在限位裝置上。

上述密封面為錐形，密封面半錐角為30-45°。

上述密封面的寬度為0.3-0.4mm。

上述閥座材料為不銹鋼，所述閥芯材料為高溫合金。

上述限位裝置為卡環(huán)3。

上述閥體2與高溫燃?xì)庋b置7采用螺紋連接。

上述閥體2與高溫燃?xì)庋b置7之間設(shè)置有墊片6。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量小、使用壽命長、低流阻、壓差穩(wěn)定、耐高溫的特點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型除可應(yīng)用于高溫燃?xì)庋b置外，還適用于工作壓力寬、頻繁啟閉（1000次以內(nèi)）、流量在100g/s以下的氣液、高低溫場合。

附圖說明

圖1為插裝式單向截止閥結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為小型化高溫燃?xì)獠逖b式單向截止閥結(jié)構(gòu)圖，由接管嘴1、閥體2、卡環(huán)3、彈簧4、閥芯5、墊片6組成。單向截止閥成品后，與高溫燃?xì)庋b置7采用螺紋連接，金屬銅墊片壓緊，為了保證密封可靠性，單向截止閥與高溫燃?xì)庋b置7之間留有1mm厚的焊接凸緣，插裝后電子束焊接。

（1）高溫密封設(shè)計(jì)：在燃?xì)庋b置存在熱回浸的情況下，不能采用塑料、橡膠等非金屬密封材料，而在金屬-金屬硬密封結(jié)構(gòu)中，錐面密封被證明是性能最理想的密封結(jié)構(gòu)，密封面半錐角經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)為30°，可以盡量利用密封軸向力，密封面寬度（斜面的長度）控制在0.3～0.4mm，既保證一定的密封比壓又使密封面達(dá)到一定的接觸面積。閥座和閥芯導(dǎo)向面集成在單個(gè)零件上，具有對中性好、復(fù)位性好的特點(diǎn)，易于保證密封性能。

（2）長壽命設(shè)計(jì)：在系統(tǒng)燃?xì)饣芈氛{(diào)節(jié)過程中，插裝閥需要隨系統(tǒng)壓力頻繁啟閉，為保證插裝閥的長壽命，密封面選擇耐磨損密封材料，閥座材料為不銹鋼、閥芯材料為高溫合金，熱處理以保證密封面硬度HRC43～51；在高溫使用條件下，金屬的熱脹冷縮很容易造成閥芯卡滯、導(dǎo)向面磨損，考慮閥芯與閥體材料的熱膨脹性，閥芯與閥體配合面的間隙采用H8/d9較合理；將彈簧設(shè)置在密封面上游，采用卡環(huán)結(jié)構(gòu)壓緊彈簧，使彈性元件遠(yuǎn)離下游燃?xì)庋b置，彈簧力學(xué)性能穩(wěn)定，保證閥芯回位和密封可靠性。

（3）低流阻設(shè)計(jì)：單向截止閥反向密封主要靠彈簧力來保證，而彈簧力的大小直接決定了止回閥的流阻，為了在較小的彈簧力下得到較大的密封比壓，設(shè)計(jì)中選用較大彈簧力和較小的彈簧剛度（1.5N/mm），保證流阻小且一致性好。

本實(shí)用新型的工作原理：當(dāng)單向截止閥前后壓差大于開啟壓差時(shí)，閥芯開啟，上游介質(zhì)經(jīng)止回閥流入下游；當(dāng)入口壓力降低或前后壓差低于開啟壓差時(shí)，靠復(fù)位彈簧使閥芯回位，閥芯、閥座密封，阻止下游介質(zhì)或燃?xì)饣亓鳌?/p>

應(yīng)用于某發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)例如下：

插裝式單向截止閥參與了某燃?xì)獍l(fā)生器熱試車和某型號(hào)燃?xì)庠鰤合到y(tǒng)聯(lián)試考核，驗(yàn)證了單向截止閥在500℃高溫下的工作能力和反向密封可靠性。從增壓系統(tǒng)聯(lián)試的結(jié)果可知，單向截止閥啟閉靈活，動(dòng)作近千余次后分解檢查，其密封性能不變。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)在不偏離權(quán)利要求所界定的結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行各種改進(jìn)和更換，因此，本實(shí)用新型是廣泛的。