[發(fā)明專利]一種單向閥組件及一種強制吹除單向閥

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210573319.8
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114962654A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊慧明;時俊普;楊二朋;王筱兵;劉可歡;霍曉龍;任博輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西安太瀚航天技術(shù)有限公司
• 主分類號: F16K1/00
• 分類號: F16K1/00;F16K15/06;F16K27/02;F16K51/00;B01D35/04;F16K27/08;F16K29/00
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 何春江

本發(fā)明一種單向閥組件及一種強制吹除單向閥涉及屬于航天液氧煤油發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高壓氣體閥門，用于低溫液體火箭發(fā)動機的吹除系統(tǒng)，具體涉及一種單向閥組件及一種強制吹除單向閥，包括臺階狀單向閥體及單向閥芯，單向閥體中心處設(shè)置有階梯通孔，所述單向閥芯設(shè)置在階梯通孔，所述單向閥體一端的外周面上設(shè)置有外螺紋，該端為進口端，單向閥體的另一端為出口端，所述出口端上的階梯孔上設(shè)置有與外螺紋匹配的內(nèi)螺紋；本發(fā)明出口端內(nèi)螺紋與進口端外螺紋匹配，將單向閥組件可串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)成一個產(chǎn)品或部件以實現(xiàn)不同的工況需求。本發(fā)明大大減少了產(chǎn)品專用件的種類，簡化生產(chǎn)工藝，使得商用航天閥門產(chǎn)品生產(chǎn)加工成本降低成為可能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于航天液氧煤油發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高壓氣體閥門，用于低溫液體火箭發(fā)動機的吹除系統(tǒng)，具體涉及一種單向閥組件及一種強制吹除單向閥。

背景技術(shù)

液體火箭發(fā)動機通常由推進劑供應(yīng)系統(tǒng)、起動點火系統(tǒng)、吹除系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、預(yù)冷系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成，其中高壓補燃液氧煤油發(fā)動機采用富氧燃氣發(fā)生器循環(huán)方式，較好地解決了燃氣發(fā)生器循環(huán)的燃氣積碳和燃燒不穩(wěn)定問題，因此其吹除系統(tǒng)需要采用多種形式的閥門結(jié)構(gòu)對其內(nèi)腔進行吹除，其主要作用可以包括：1)防止發(fā)動預(yù)冷過程中空氣中的水蒸氣進入發(fā)動機內(nèi)腔產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，進而導(dǎo)致閥門或渦輪泵軸系卡滯、噴嘴堵塞等故障；2)防止渦輪泵中的液氧和煤油發(fā)生互竄；3)減小發(fā)動機的關(guān)機后效沖量。4)便于發(fā)動機在試驗后的后續(xù)處理。

單向閥是實現(xiàn)液體火箭發(fā)動機吹除系統(tǒng)的重要部件，作用是在系統(tǒng)吹除時防止下游高壓介質(zhì)互串到吹除系統(tǒng)，影響吹除系統(tǒng)及下游零組件的正常工作，造成吹除系統(tǒng)或發(fā)動機正常功能喪失，它可滿足吹除系統(tǒng)其它通斷功能的使用要求。由于吹除系統(tǒng)需要對推力室、發(fā)生器及渦輪泵多個位置進行吹除，吹除壓力也不盡相同，且每一個吹除路均需設(shè)定單獨的單向閥。

液氧煤油發(fā)動機上述吹除單向閥中，在發(fā)生器煤油腔吹除管路中有一種強化吹除單向閥，該閥與吹除氮氣瓶及吹除氦氣瓶均相連，發(fā)動機啟動時使用氮氣吹除，關(guān)閉氦氣；當吹除出口腔壓力大于吹除氮氣入口壓力時，停止吹除；當發(fā)動機關(guān)機時，吹除出口腔壓力降低到一定值后，氮氣及氦氣同時對發(fā)生器煤油腔進行吹除；因此該閥能實現(xiàn)發(fā)動機啟動時只用氮氣吹除，而關(guān)機時利用氦氣瓶的剩余氣體對發(fā)生器煤油腔進行強制吹除，現(xiàn)有技術(shù)的吹除系統(tǒng)，火箭達到預(yù)定軌道后發(fā)動機關(guān)機時，氣瓶剩余氣量常常發(fā)生嚴重富余，氣瓶中存儲的過量氣體相當于損失了火箭的部分有效載荷，這樣充分利用了發(fā)動機攜帶的氣體。

該閥不僅要滿足上述功能要求的技術(shù)難題，也要滿足高壓冗余密封要求等技術(shù)難題，一旦密封出現(xiàn)故障，則會極大的影響發(fā)動機正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有技術(shù)對于液氧煤油發(fā)動機發(fā)生器煤油腔強化吹除單向閥的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，解決現(xiàn)有條件下工作的小型液體火箭發(fā)動機或可重復(fù)使用的低溫小型液體火箭發(fā)動機，不能滿足小的體積重量、低成本要求及工作的可靠性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種單向閥組件及一種強制吹除單向閥。

本發(fā)明一種單向閥組件，包括臺階狀單向閥體及單向閥芯，單向閥體中心處設(shè)置有階梯通孔，所述單向閥芯設(shè)置在階梯通孔，所述單向閥體一端的外周面上設(shè)置有外螺紋，該端為進口端，單向閥體的另一端為出口端，所述出口端上的階梯孔上設(shè)置有與外螺紋匹配的內(nèi)螺紋；

所述階梯通孔內(nèi)還設(shè)置有閥芯導(dǎo)向座，所述閥芯導(dǎo)向座設(shè)置在階梯通孔靠近出口端的一端內(nèi)，并與階梯通孔的內(nèi)螺紋相連，且閥芯導(dǎo)向座朝向進口端的一面與階梯通孔靠近出口端的臺階密封相連；

所述閥芯導(dǎo)向座上設(shè)置有用于介質(zhì)流通的介質(zhì)過流孔；

所述單向閥芯包括閥芯頭和閥桿，所述閥桿與閥芯頭固定相連，且閥桿的中心軸線與閥芯頭的中心軸線位于同一直線上，所述閥芯頭朝向進口端的一面與階梯通孔靠近進口端的臺階密封相連，所述閥桿遠離閥芯頭的一端朝向閥芯導(dǎo)向座伸出，并穿過閥芯導(dǎo)向座；

所述閥芯頭通過單向閥彈簧與閥芯導(dǎo)向座相連。