[發明專利]一種凸輪機構的電動梭閥

有效

• 申請號: 201410407370.7
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104315196B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 李咚咚;杜國飛;盛君;劉凈瑜;韓建超;姚旗;鄒丹;趙健;范洪濤;付振東;謝文
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: F16K11/044
• 分類號: F16K11/044;F16K41/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明涉及一種電動閥門，可用于航天環控生保系統的再生式CO2去除系統和再生式微量有害氣體去除系統的吸附和解析。

背景技術

航天環控生保系統為航天器上的人員提供生命保障所需的空氣，同時凈化、吸收航天員在太空產生的廢氣以及內部裝置產生的微量有害氣體。該系統包含各種物理、化學反應裝置和各種手動、電動閥門，在航天器的整個生命周期一直工作，每個工作流程均通過相應閥門的開關，來完成氣路系統的切換。

目前，手動選擇閥較多采用球閥，其結構簡單，流阻小，密封性能好，但流路的切換必須提供長轉軸的移動路徑，或者在90度換向路徑的情況下必須能夠反向操作。例如，公開號為CN1639491A，名稱為“三通球閥”的中國專利公開了一種閥門，包括閥體、傳動元件、換向元件、基座件和密封墊等，閥球和閥體通過密封墊實現流道密封。其中，換向元件具有三個在共同的平面上以120度間隔的盲孔，使閥門在兩個端口之間切換的轉軸不需要在一個方向被轉動后再在相反的方向上被轉動，而是只在一個方向上驅動轉軸，每轉動60度，球閥從一個端口切換到另一個端口。但是，換向元件與密封墊之間的密封性與裝配時的預緊力有直接關系，為了提高密封性能，需要加大密封墊的預緊力，必然會增加換向件與密封墊之間的滑動摩擦力，以提高閥門切換操作的轉動力矩。同時，長周期運行后，密封墊會發生磨損，密封性能下降，同時產生多余物，因此無法滿足航天氣路系統的潔凈度要求。

在環控生保系統中，需要一種生命周期覆蓋地面、發射、在軌、返回階段等多種力學環境的電動閥門，不僅需要質積比小、電驅動、轉動力矩小、工作壽命長，而且能適應空間環境和潔凈度等多指標的閥門，普通的手動選擇閥門已經無法滿足這一特定要求。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種適用于航天環控生保系統的凸輪機構的電動梭閥，該閥門采用電機單向驅動，具有結構簡單，密封性能好，驅動力矩小，不產生多余物，使用壽命長的特點。

本發明的技術解決方案是：一種凸輪機構的電動梭閥，包括三通閥體、法蘭端蓋、導桿、閥芯、密封壓蓋、閥桿、第一軸承、固定環、連接框架、第二軸承；所述的三通閥體為兩位三通結構，設有三個呈倒T形分布的孔形成位于頂部的入口以及位于兩側的出口，法蘭端蓋固定連接在出口處，密封壓蓋固定連接在入口處；閥芯位于法蘭端蓋與三通閥體的連接處，導桿穿過閥芯并與閥芯固定連接為一體；閥桿穿過密封壓蓋并深入三通閥體內部通過第一軸承和第二軸承裝配在三通閥體內部；閥桿中部加工有偏心圓凸輪；導桿的位于三通閥體內部的一端通過固定環與連接框架固定連接，使得兩個導桿抵住所述凸輪并形成一體化聯動結構；通過閥桿的旋轉帶動所述的凸輪轉動，由此使得一側的閥芯遠離法蘭端蓋使得入口和一側的出口連通；通過導桿往復運動壓緊閥芯與法蘭端蓋實現流路切換。

電動梭閥還包括第一密封填料、第二密封填料、碟簧和上壓蓋，第一密封填料和第二密封填料位于閥桿與密封壓蓋之間，并通過碟簧和上壓蓋壓緊，進行密封預緊和密封力補償；所述的第一密封填料和第二密封填料均為楔形密封填料，材料為聚四氟乙烯。

所述的導桿與閥芯之間安裝有碟簧，通過導桿與閥芯的相對運動壓縮碟簧實現密封力補償。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明中，凸輪機構的從動件為移動式閥桿，連接框架把兩個從動件連為一體，實現了兩個從動件的聯動，避免了使用彈簧回彈機構，從而簡化了閥門結構，提高了整體的可靠性。同時，該結構使得采用電機單向驅動閥桿即可完成流路的切換，結構簡單；

(2)本發明中，閥芯和導桿之間使用碟簧進行密封力補償。在閥芯處，通過串聯使用幾個碟簧，可以增大碟簧的壓縮行程，從而降低凸輪機構的磨損量對密封性能的影響，提高了閥門的工作壽命；

(3)本發明閥門的內密封采用端面密封結構，橡膠端面與法蘭端蓋之間形成首個密封，閥芯下端錐面與法蘭端蓋內錐面形成第二個密封。該端面密封結構避免了密封件與換向件的滑動摩擦，減小了閥桿的驅動力矩。同時，密封件不會發生磨損，不產生多余物，提高了閥門的工作壽命；

(4)本發明中，動密封填料材料選用聚四氟乙烯材料，表面進行拋光處理，有效降低了閥桿處的摩擦阻力。在閥桿凸輪外立面以及導桿端面上進行潤滑處理，可以形成一層固體潤滑膜，有效降低凸輪與閥芯之間的滑動摩擦力，減小閥門的驅動力矩，從而降低電機的功耗。

附圖說明

圖1為本發明電動梭閥的立體圖；

圖2為本發明電動梭閥的整體剖面圖；

圖3為本發明電動梭閥的俯視圖；