CN103032204B - 一种非电传爆式冗余控制电爆隔离阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种非电传爆式冗余控制无切屑高可靠电爆隔离阀，该隔离阀由阀体、接管嘴、挡环、活塞、挡圈、橡胶O形圈、切刀组成。起爆前电爆隔离阀密封部位将气瓶内介质和下游通路隔断；当接到系统开启指令后，非电传爆系统起爆并产生高压高温燃气和冲击波作用于活塞，推动切刀将密封部位衬套切破，打开介质与下游通路。本发明通过双起爆装置冗余结构设计提高了阀门工作可靠性；采用切刀后端单侧定位结构避免了金属屑进入下游系统，实现了阀门小型化并提高了系统可靠性；通时通过使用非电传爆系统减小了系统电源负荷并提高了阀门打开同步性。

Description

一种非电传爆式冗余控制电爆隔离阀

技术领域

本发明涉及一种挤压式液体火箭发动机贮存系统用电爆隔离阀门，尤其涉及一种非电传爆式电爆隔离阀。

背景技术

电爆隔离阀是挤压式液体火箭发动机的重要组件之一。随着国内外航天技术的不断发展，为实现武器系统的小型化，节省空间尺寸，对各功能组件提出了小型化、高性能和高可靠性的要求。在以往型号研制中，电爆隔离阀通常采用单电爆管驱动结构，在打开介质通路时可能产生少量金属屑进入下游系统带来安全隐患，且多个阀门同时工作时电爆管对系统电源带来较大负荷，不适合新型武器系统小型化、高可靠性的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提高电爆隔离阀工作可靠性，消除传统电爆隔离阀打开时产生金属切屑污染下游系统、解决多个阀门同时工作对电源造成的较大负荷等问题。

本发明的技术解决方案是：

一种非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，包括阀体1、接管嘴2，所述阀体1内水平方向设置有第一起爆通道11，垂直方向设置有接管嘴2、下游介质通道10，所述接管嘴2内设置有上游介质通道9，所述上游介质通道9和下游介质通道10同轴设置并通过接管嘴头部隔离，所述接管嘴头部伸入第一起爆通道，所述下游介质通道10与第一起爆通道11相通，

所述第一起爆通道11内沿轴向依次设置有第一起爆装置13、活塞4及切刀7，其特殊之处在于:

还包括第二起爆装置14及第二起爆通道12，所述第二起爆装置安装在第二起爆通道内，所述第二起爆通道12与第一起爆通道11相贯通，所述第二起爆装置的出口与第一起爆通道相通。

上述第二起爆通道与第一起爆通道相互垂直贯通。

上述第一起爆装置为非电传爆式结构或电爆式结构；所述第二起爆装置为非电传爆式结构或电爆式结构。

上述切刀7依次包括锁紧段71、容屑段72、介质流通段73及切破段74，所述容屑段的圆柱面上设置有环形容屑槽75；所述切破段74位于接管嘴下方且套在接管嘴头部；

所述切刀所对应的第一起爆通道的部分包括运动段81、定位段82和流通段83；所述锁紧段71的径向尺寸与运动段81的径向尺寸相适配，所述定位段82呈渐缩形，所述锁紧段71与定位段82在运动时形成圆柱面与圆锥面的楔紧密封。

还包括挡环3，所述挡环3固定设置在第一起爆装置与活塞4之间，所述挡环3上设置有贯通的轴向通道以及与轴向通道相通且垂直的垂直方向通道，所述轴向通道的入口端与第一起爆装置出口端相通，所述垂直方向通道的入口端与第二起爆装置出口端相通，所述轴向通道出口端朝向活塞4，所述出口端的直径小于活塞4的直径。

还包括设置在阀体1与接管嘴之间的O型密封圈8。

还包括设置在阀体1与活塞4之间的挡圈5和O型密封圈6。

本发明的有益效果：

1、本发明一种非电传爆式电爆隔离阀，采用双起爆装置冗余结构设计，提高了电爆隔离阀的打开可靠性，即保证其中任何一路起爆就能将电爆阀接管嘴可靠切破，从而实现了末修姿控发动机启动工作的冗余。

2、本发明一种非电传爆式电爆隔离阀，在切刀的容屑段的圆柱面上设置有环形容屑槽，容屑槽在切刀运动时收集锁紧段产生的切屑，避免了该处产生的少量金属切屑进入系统下游造成污染，提高了系统的可靠性；适用于对电爆阀有高可靠性和性能要求的系统。

3、本发明一种非电传爆式电爆隔离阀，通过对切刀结构的合理设计，使切刀锁紧段与介质腔定位段在运动时形成圆柱面与圆锥面的楔紧密封，而且相比于两端同时定位的结构，有助于实现整阀的小型化。

4、本发明一种非电传爆式电爆隔离阀，使用非电传爆式结构的起爆装置，可使用1个电爆管传爆多路火工作动装置，有效减小了系统电源负荷并提高了阀门打开同步性，实现了系统优化设计和可靠性设计的兼顾。

5、本发明一种非电传爆式电爆隔离阀，挡圈5和橡胶O形圈6安装于活塞4上，用于防止起爆装置电爆时产生的烟、气、火进入介质流道中，同时防止介质通过活塞4产生外泄漏。

6、本发明一种非电传爆式电爆隔离阀，在阀体1与接管嘴之间设置有O形圈8，用于防止介质从接管嘴和阀体处产生外泄漏。

附图说明

图1是本发明非电传爆式冗余控制无切屑高可靠电爆隔离阀结构简图；

图2为切刀与第一起爆通道的装配结构体；

图3为切刀的俯视图。

具体实施方式

如图1所示为本发明的一种实施例，包括阀体1、接管嘴2，阀体1内水平方向设置有第一起爆通道11，垂直方向设置有接管嘴2、下游介质通道10，接管嘴2内设置有上游介质通道9，上游介质通道9和下游介质通道10同轴设置并通过接管嘴头部隔离，接管嘴头部伸入第一起爆通道，下游介质通道10与第一起爆通道11相通，第一起爆通道11内沿轴向依次设置有第一起爆装置13、活塞4及切刀7，还包括第二起爆装置14及第二起爆通道12，第二起爆装置安装在第二起爆通道内，第二起爆通道12与第一起爆通道11相贯通，第二起爆装置的出口与第一起爆通道相通。

通过对切刀结构的合理设计，使切刀锁紧段与介质腔定位段在运动时形成圆柱面与圆锥面的楔紧密封，而且相比于两端同时定位的结构，有助于实现整阀的小型化。

挡环3与阀体1为螺纹连接，固定安装于阀体，其用于将非电传爆式起爆器起爆后的能量传递至活塞4，并防止电爆前活塞4退出阀体1导向孔；活塞4与切刀7为运动部件，电爆后活塞4用于将隔板起爆器的输出化学能量转化为机械能，并推动切刀7切断接管嘴2；切刀7用于可靠切断接管嘴2并与阀体1可靠楔紧；接管嘴2与阀体1为螺纹连接，用于电爆前可靠封存介质，电爆后，位于接管嘴内的上游介质通道与下游介质通道相连通；挡圈5和橡胶O形圈6安装于活塞4上，用于防止火工品电爆时产生的烟、气、火进入介质流道中，同时防止介质通过活塞4产生外泄漏；橡胶O形圈8用于防止介质从接管嘴和阀体处产生外泄漏。

本发明一种非电传爆式冗余控制无切屑高可靠电爆隔离阀的动态作用过程为：贮存系统填充介质后电爆隔离阀接管嘴2将介质和下游介质通路隔断，保证了发动机系统贮存期和不工作段的安全可靠性；当接到系统开启指令后，非电传爆系统起爆并产生高压高温燃气和冲击波作用于活塞4，推动切刀7将接管嘴2头部切破并使切刀7与阀体1可靠楔紧，打开上游介质通道与下游介质通道，保证系统能够可靠工作。

本领域技术人员根据不同的设计要求和设计参数在不偏离权利要求所界定的结构的情况下进行各种增补、改进和更换均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，包括阀体(1)，所述阀体(1)内水平方向设置有第一起爆通道(11)，垂直方向设置有接管嘴(2)、下游介质通道(10)，所述接管嘴(2)内设置有上游介质通道(9)，所述上游介质通道(9)和下游介质通道(10)同轴设置并通过接管嘴头部隔离，所述接管嘴头部伸入第一起爆通道，所述下游介质通道(10)与第一起爆通道(11)相通，

所述第一起爆通道(11)内沿轴向依次设置有第一起爆装置(13)、活塞(4)及切刀(7)，其特征在于:

还包括第二起爆装置(14)及第二起爆通道(12)，所述第二起爆装置安装在第二起爆通道内，所述第二起爆通道(12)与第一起爆通道(11)相贯通，所述第二起爆装置的出口与第一起爆通道相通。

2.根据权利要求1所述的非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，其特征在于：所述第二起爆通道与第一起爆通道相互垂直贯通。

3.根据权利要求2所述的非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，其特征在于：所述第一起爆装置为非电传爆式结构或电爆式结构；所述第二起爆装置为非电传爆式结构或电爆式结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，其特征在于:所述切刀(7)依次包括锁紧段(71)、容屑段(72)、介质流通段(73)及切破段(74)，所述容屑段的圆柱面上设置有环形容屑槽(75)；所述切破段(74)位于接管嘴下方且套在接管嘴头部；

所述切刀所对应的第一起爆通道的部分包括运动段(81)、定位段(82)和流通段(83)；所述锁紧段(71)的径向尺寸与运动段(81)的径向尺寸相适配，所述定位段(82)呈渐缩形，所述锁紧段(71)与定位段(82)在运动时形成圆柱面与圆锥面的楔紧密封。

5.根据权利要求4所述的非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，其特征在于：还包括挡环(3)，所述挡环(3)固定设置在第一起爆装置与活塞(4)之间，所述挡环(3)上设置有贯通的轴向通道以及与轴向通道相通且垂直的垂直方向通道，所述轴向通道的入口端与第一起爆装置出口端相通，所述垂直方向通道的入口端与第二起爆装置出口端相通，所述轴向通道出口端朝向活塞(4)，所述轴向通道出口端的直径小于活塞(4)的直径。

6.根据权利要求5所述的非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，其特征在于：还包括设置在阀体(1)与接管嘴之间的0型密封圈(8)。

7.根据权利要求6所述的非电传爆式冗余控制电爆隔离阀，其特征在于：还包括设置在阀体(1)与活塞(4)之间的挡圈(5)和0型密封圈(6)。