[發明專利]自調節安全閥

在審

• 申請號: 202211468414.8
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115727168A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 張思遠;任志彬;李瑩;陳濤;王喜良;劉耀林;李歡;楊永剛;范宇;張永娜;李曉瑜;尹會全
• 申請（專利權）人: 藍箭航天空間科技股份有限公司
• 主分類號: F16K11/10
• 分類號: F16K11/10;F16K17/06;F16K17/22;F02K9/56
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 徐紅崗

本發明公開了一種自調節安全閥，能夠利用大小流量下的流阻變化，形成壓力差，利用壓力差驅動活塞運動，實現在不同流量工況下，自動調節排放當量通徑，進而保證系統壓力在要求范圍內。當小流量時，活塞處限流孔的流阻較小，活塞兩端的壓差不足以驅動活塞打開，介質只從閥座上的閥口通過閥出口排放。當介質流量增大時，活塞處限流孔的流阻增加，活塞兩側的壓力差增加，介質壓力克服第二彈簧力推動活塞朝向閥口的方向移動，從而打開泄放口，打開后增大了排放當量通徑，使至少部分介質能夠通過泄放口迅速排出。

技術領域

本發明涉及液體火箭發動機閥門控制技術領域，具體涉及一種自調節安全閥。

背景技術

液體火箭發動機中，對安全閥的要求很高，在大流量和小流量工況下，都要保證安全閥能夠可靠打開和回座，保證系統壓力在要求范圍內。而傳統的安全閥只能兼顧部分流量的工況范圍，超出該工況范圍后，安全閥將不能繼續穩定的工作。

因此，亟需設計一種能夠適應不同工況下流量排放需求的自調節安全閥。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提供了一種自調節安全閥，不但提高了傳統安全閥的適應能力，還能夠適應不同工況下的流量排放需求。

本發明提供了一種自調節安全閥，至少包括殼體、調節單元、彈簧座和閥座；所述殼體一端與所述調節單元連接，另一端與所述閥座連接后形成第一工作腔，所述閥座遠離所述殼體的一側設有第二工作腔；所述閥座在靠近所述殼體的一端設有能夠將所述第一工作腔和所述第二工作腔連通的閥口，另一端設有閥入口，并在靠近所述閥入口的位置外壁設有用于與所述閥入口連通的泄放口；所述殼體在靠近所述閥口的位置設有閥出口；

所述第一工作腔內設有第一彈簧和閥芯；所述彈簧座一端與所述調節單元對接，另一端供所述第一彈簧設置，所述第一彈簧遠離所述彈簧座的一端用于將所述閥芯壓緊在所述閥口，以密封所述閥口；

所述第二工作腔內設有第二彈簧和活塞，靠近所述閥入口處設有限位結構；所述第二彈簧一端與所述第二工作腔內壁接觸，另一端將所述活塞壓緊在所述限位結構；所述活塞設有使所述閥口與所述閥入口連通的限流孔；

調控所述調節單元能夠調整所述第一彈簧對所述閥芯施加的彈性力；

當所述閥入口處的介質流量小時，所述活塞被所述第二彈簧壓緊在所述限位結構，所述活塞靠近所述限位結構的一端外壁能夠將所述泄放口密封，所述閥芯能夠克服所述第一彈簧的彈性力解除對所述閥口的密封，使所述閥口與所述閥出口連通；

當所述閥入口處的介質流量增大時，所述限流孔兩側形成壓差，介質壓力驅動所述活塞克服所述第二彈簧的彈性力朝向所述第二彈簧的方向移動，以解除對所述泄放口的密封，利用所述泄放口排出多余介質。

在一個實施例中，所述限流孔的流通面積根據臨界狀態下限流孔入口壓力、限流孔出口壓力、限流孔流量和閥口流量等參數計算得到，以保證在臨界狀態時，所述活塞能夠被介質壓力驅動使其解除對所述泄放口的密封。

在一個實施例中，所述活塞靠近所述第二彈簧的一端設有第一腔部，另一端設有第二腔部；所述第一腔部供所述第二彈簧抵觸壓緊，所述第二腔部與所述閥入口連通；所述活塞設置所述第二腔部的外壁用于密封所述泄放口。

在一個實施例中，所述第二工作腔在其軸向設有供所述活塞移動的預留空間，所述預留空間能夠滿足所述活塞將所述泄放口全部打開。

在一個實施例中，所述調節單元包括調節螺柱和鎖緊螺母；所述調節螺柱外壁與所述殼體內壁螺接；所述調節螺柱設置于所述殼體內部的一端用于供所述彈簧座安裝；所述調節螺柱伸出所述殼體設置的一端設有調節口，用于調節所述調節螺柱相對于所述殼體所處的位置，進而調整所述閥芯與所述閥口的密封作用力；所述鎖緊螺母設置在所述殼體上并與所述調節螺柱的外壁螺接，用于將所述調節螺柱鎖緊在所述殼體。