CN104455599B

CN104455599B - 一种管柱结构保险阀

Info

Publication number: CN104455599B
Application number: CN201410680696.7A
Authority: CN
Inventors: 郭伟; 崔卫民; 何勃; 孙中超; 杜晓峰
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-11-24
Also published as: CN104455599A

Abstract

本发明提出一种管柱结构保险阀，由管体、壳体、阀芯、调节挡板和压缩弹簧构成。管体是管路中一支管的端口；壳体通过螺纹与管体相连接，壳体是保险阀的主体部分之一；阀芯的管体部分穿入到壳体内部，另一端通过密封材料与壳体接触，形成密封副；调节挡板通过螺纹与阀芯管体连接，用于调节阀门的泄压应力；弹簧用于给阀芯提供一个初始预紧力，保证阀门在正常压力下实现可靠密封。本发明具有结构简单、功能可靠。该阀门在复合载荷下能实现：小于极限压力下的密封功能和大于极限压力的泄压功能。且可通过调节弹簧初始预紧力的大小而给定阀门的极限压力。该保险阀具有较强的通用性，可以广泛使用于工业中，且制造加工成本低。

Description

一种管柱结构保险阀

技术领域

本发明涉及阀门结构设计领域，具体是涉及一种管柱结构保险阀门装置。

背景技术

某运载火箭保险阀的结构、原理较复杂，工作环境恶劣，其在复合载荷下的功能可靠性将直接影响着运载火箭能否正常工作，具有重要意义。阀门在工作过程中所受载荷有气体压力、温度、弯矩和振动等，其工作条件非常恶劣，这将对阀门的可靠性提出了非常高的要求。

基于阀门在复合载荷下的功能可靠性对运载火箭的重要性，要求其具有较高的可靠性。而为了提高阀门在复合载荷下的功能可靠性，需在保证功能特性的前提下对其结构原理进行改进和简化，设计一种新型阀门；进而获得结构简单、功能可靠性高、制造成本低的保险阀。

目前的问题是，某运载火箭保险阀的原理和结构复杂，在恶劣的工作环境载荷下，其功能可靠性将受到严峻考验，甚至是不能正常工作。因此需要对保险阀的结构原理进行改进和优化，设计一种结构原理简单、功能可靠性高、成本低、使用方便的保险。进而获得复合载荷下高功能可靠性的保险阀。

发明内容

本发明的目的是：为简化保险阀门的结构设计，本发明根据保险阀的工作原理和工作环境，设计一种管柱结构保险阀，实现保险阀在正常压力下的密封功能和高于保险压力阀值时的泄压功能；同时，将管柱接头的结构形式应用于保险阀的连接接头中，设计一种新型密封副和泄压功能副结构。该保险阀具有结构简单，功能可靠、且重量轻等优点。

本发明的技术方案为：

所述一种管柱结构保险阀，其特征在于：由管体、壳体、阀芯、调节挡板和压缩弹簧构成；所述管体为管路中支管的端口，管体由管体主体、内螺纹和管体密封台阶组成，所述内螺纹为锥形内螺纹，所述管体密封台阶处于内螺纹根部；所述壳体由壳体主体、外螺纹、壳体密封台阶、密封凸台和固定挡板组成，所述壳体主体具有轴向的中心通孔，所述外螺纹为锥形外螺纹，且外螺纹与内螺纹形成密封螺纹固定配合，所述壳体密封台阶处于壳体主体前端，且壳体密封台阶与管体密封台阶形成密封副，所述密封凸台处于壳体主体后端，所述固定挡板处于壳体主体的中心通孔内；所述阀芯由阀芯管体和阀芯挡板组成，阀芯管体根部与阀芯挡板固定连接，所述阀芯管体具有轴向的中心通孔，阀芯管体侧面开有若干泄压孔，阀芯管体能够从壳体主体后端伸入壳体主体的中心通孔内，所述阀芯挡板与阀芯管体固定连接的端面上固定有密封材料，密封材料与壳体的密封凸台接触形成密封副；所述调节挡板与阀芯管体螺纹连接；所述压缩弹簧套在阀芯管体上，且压缩弹簧两端受调节挡板与固定挡板约束。

有益效果

本发明的有益效果是：该保险阀具有结构简单、功能可靠。该阀门在复合载荷下能实现：小于极限压力下的密封功能和大于极限压力的泄压功能。且可通过调节弹簧初始预紧力的大小而给定阀门的极限压力。该保险阀具有较强的通用性，可以广泛使用于工业中，且制造加工成本低。

附图说明

图1：阀门三维立体图；其中：图1(a)：仰视图，图1(b)：等轴视图，图1(c)：正视图，图1(d)：左视图。

图2：阀门剖面立体图；其中：A：管体；B：壳体；C：阀芯；D调节挡板；E弹簧。

图3：管体视图；其中：图3(a)：正视图，图3(b)：等轴视图；1：管体主体；2：内螺纹；3：管体密封台阶。

图4：壳体视图；其中：图4(a)：仰视图，图4(b)：等轴视图，图4(c)：正视图，图4(d)：左视图；4：壳体主体；5：外螺纹；6：壳体密封台阶；7：密封凸台；8：固定挡板。

图5：阀芯视图；其中：图5(a)：仰视图，图5(b)：等轴视图，图5(c)：正视图，图5(d)：左视图；9：阀芯管体；10：泄压孔；11：密封材料；12：阀芯挡板。

图6：调节挡板视图；其中：图6(a)：正视图，图6(b)：等轴视图。13：调节挡板主体；14：挡板卡孔。

图7：压缩弹簧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图1和附图2，本实施例中的管柱结构保险阀由管体、壳体、阀芯、调节挡板和压缩弹簧构成。

如图3所示，管体为管路中支管的端口，管体由圆钢管制成，包括3部分：管体主体1、内螺纹2和管体密封台阶3。管体内部为中空状态，用于流通液体或气体。所述内螺纹为锥形内螺纹，用于与壳体连接。所述管体密封台阶处于内螺纹根部，用于与壳体形成密封副，由于密封台阶的存在，当阀门工作在复合载荷下时，管体和壳体的螺纹连接仍可以保证较好的密封性能。

如图4所示，壳体共包含5部分：壳体主体4、外螺纹5、壳体密封台阶6、密封凸台7和固定挡板8。壳体主体具有轴向的中心通孔，用于安装阀芯、压缩弹簧和调节挡板。所述外螺纹为锥形外螺纹，用于与内螺纹形成密封螺纹固定配合。所述壳体密封台阶处于壳体主体前端，且壳体密封台阶与管体密封台阶形成密封副，用于密封阀门与管体的连接部位。所述密封凸台处于壳体主体后端，用于与阀芯的密封材料11形成另外一个密封副，以密封壳体与阀芯的接触面，密封凸台的可以显著的改善阀门密封性能。主要原因是：1.密封凸台可以增大最大接触应力，进而可以提高密封能力；2.阀芯的密封材料被压缩后会产生褶皱，进而造成阀门密封不严，发生一定程度的泄露，而密封凸台可以有效地缓解这一故障模式。所述固定挡板处于壳体主体的中心通孔内，用于给弹簧提供支撑作用。

如图5所示，阀芯由阀芯管体9和阀芯挡板12组成。阀芯管体9为中空的管体，其一端穿入壳体的固定挡板8进入壳体内部，通过螺纹与调节挡板D连接；阀芯管体4的另一端与阀芯挡板12固接在一起，同时阀芯管体上有多个泄压孔10；在阀芯挡板上胶接有密封材料11，在弹簧的初始预紧力作用下，密封材料11被紧紧的压在壳体的密封凸台7上，实现阀门可靠密封。

如图6所示，调节挡板由挡板主体13和卡孔14组成。调节挡板与阀芯通过螺纹连接，通过改变调节挡板的位置可以调节弹簧的初始预紧力，进而调节阀门的开启压力。

如图7所示，压缩弹簧套在阀芯管体上，且压缩弹簧两端受调节挡板与固定挡板约束。压缩弹簧具有更大的储能，用于给阀芯提供初始预紧力，当阀门小于极限压力时，保证阀门密封可靠；当阀门大于极限压力时，阀芯开启，阀门实现泄压功能。

Claims

1.一种管柱结构保险阀，其特征在于：由管体、壳体、阀芯、调节挡板和压缩弹簧构成；所述管体为管路中支管的端口，管体由管体主体、内螺纹和管体密封台阶组成，所述内螺纹为锥形内螺纹，所述管体密封台阶处于内螺纹根部；所述壳体由壳体主体、外螺纹、壳体密封台阶、密封凸台和固定挡板组成，所述壳体主体具有轴向的中心通孔，所述外螺纹为锥形外螺纹，且外螺纹与内螺纹形成密封螺纹固定配合，所述壳体密封台阶处于壳体主体前端，且壳体密封台阶与管体密封台阶形成密封副，所述密封凸台处于壳体主体后端，所述固定挡板处于壳体主体的中心通孔内；所述阀芯由阀芯管体和阀芯挡板组成，阀芯管体根部与阀芯挡板固定连接，所述阀芯管体具有轴向的中心通孔，阀芯管体侧面开有若干泄压孔，阀芯管体能够从壳体主体后端伸入壳体主体的中心通孔内，所述阀芯挡板与阀芯管体固定连接的端面上固定有密封材料，密封材料与壳体的密封凸台接触形成密封副；所述调节挡板与阀芯管体螺纹连接；所述压缩弹簧套在阀芯管体上，且压缩弹簧两端受调节挡板与固定挡板约束。