[發明專利]一種氣控式氣體減壓器

有效

• 申請號: 201510514365.0
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105422868B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李清廉;鄭麗;賴林;徐萬武;王振國
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F16K1/00
• 分類號: F16K1/00;F16K1/36;F16K27/02;F16K31/126;F16K47/08
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發明提供一種氣控式減壓器，屬于高壓及中壓介質輸送與供應技術領域。包括輸入腔、輸出腔、阻尼腔和控制腔、節流組件、傳感組件、上閥體、中閥體、下閥體和隔離盤；輸入腔是一個由上閥體、位于腔底面的中閥體和位于腔中央的節流組件圍成的環形容腔；所述輸出腔是一個由中閥體、位于腔底面的隔離盤和位于腔上底的節流組件圍成的環形容腔；所述阻尼腔和控制腔由中閥體、下閥體和隔離盤圍繞而成；所述控制腔用于充填控制氣，阻尼腔用于充填減壓后的輸出氣體；所述節流組件用于高壓氣體的減壓和穩壓并隔離輸入腔和輸出腔；所述傳感組件用于感知減壓器調壓信號和工作參數后傳送至節流組件，并隔離阻尼腔和控制腔。本發明減壓器能夠快速、穩定地實現大流量氣體的減壓、穩壓工作。

技術領域

本發明屬于航空航天技術領域，具體涉及高壓及中壓介質輸送與供應技術領域。

背景技術

減壓器是一種調節閥，它通過閥芯的節流作用將入口壓力減壓調節到所需的出口壓力值，并通過出口壓力的反饋作用控制閥芯的開度維持出口壓力的穩定。可見，減壓器的作用是將上游氣體壓力減壓并穩定在所需值上。實際上，減壓器是利用氣流的節流效應實現壓力調節。一般地，高壓氣體在通過閥芯和閥座之間的狹窄截面時發生節流現象，一部分壓力能轉換為動能獲得很高的速度；氣流進入輸出腔后產生渦流、摩擦和滯止，消耗大量動能，使得節流后壓力降低。而閥芯的運動直接與出口壓力相關聯，一旦出口壓力變化，閥芯就會隨之運動實現減壓器的穩壓作用。

目前，減壓器不僅廣泛應用于油、氣工業、化工行業、能源工業、基礎設施建設等行業，在航空航天領域也發揮著重要作用。航天行業中，減壓器主要應用在地面設備(包括地面試驗設備)、導彈/運載火箭和衛星航天器。其中，地面試驗系統中，減壓器主要用于推進劑供應系統；導彈和火箭中，減壓器主要用于發動機儲箱的增壓系統；衛星航天器中，減壓器主要用于姿控發動機和軌控發動機的精確控制。實際應用的氣體減壓器有多種結構方案。

專著《液體火箭發動機試驗》(宇航出版社，1990、12)、《實用閥門設計手冊》(機械工業出版社，2004、5)等介紹了多種手動式減壓器。由于尺寸較小，這類減壓器無法滿足大流量氣體供應需求。

專著《液體火箭發動機試驗》(宇航出版社，1990、12)P68介紹了一種高壓大流量氣控式減壓器，詳細分析了其工作原理，但是并未充分公開技術方案，并且這種減壓器在設計條件下的供應能力低于5kg/s空氣。

申請人指導的碩士學位論文《大流量減壓器的特性研究及內部流場動態仿真》(國防科學技術大學，2007、11)研究了一種大流量氣控式氣體減壓器，能夠在設計條件下穩定供應大于大于20kg/s的空氣流量，得到了許多有重要指導意義的結果，但是論文只給出了減壓器工作原理，并沒有公布其詳細結構。

總地看來，目前公開的文獻資料、設計手冊、市場產品信息等來源所公開的氣體減壓器技術方案，均無法滿足單臺減壓器供應10kg/s以上空氣流量的需求，且結構復雜，可靠性低，操做維護不便。

發明內容

本發明的目的要解決現有減壓器無法實現流量大于10kg/s的20MPa以上高壓氣體直接減壓至10MPa以下狀態并且穩定壓力的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種氣控式減壓器，包括輸入腔21、輸出腔22、阻尼腔23和控制腔24、節流組件、傳感組件、上閥體2、中閥體7和下閥體14、隔離盤8；

所述輸入腔21是一個由上閥體2、位于腔底面的中閥體7和位于腔中央的節流組件圍成的環形容腔；

所述輸出腔22是一個由中閥體7、位于腔底面的隔離盤8和位于腔上底的節流組件圍成的環形容腔；

所述阻尼腔23和控制腔24由中閥體7、下閥體14和隔離盤8圍繞而成；

所述控制腔24用于充填控制氣，阻尼腔23用于充填減壓后的輸出氣體；