CN104613181B - 一种零重力下的真空截止阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种零重力下的真空截止阀，包括手柄、阀芯、弹簧、阀门帽、阀体；阀芯和弹簧通过阀门帽安装于阀体内，阀门帽一端与阀体螺纹连接，阀门帽一端开有一深一浅两个凹槽，设有凸榫的手柄一端置于凹槽内与阀门帽配合使用，阀门帽内螺纹孔底端面上设置有定位槽，用于安装弹簧；阀门帽通孔内壁上设置有环形密封槽，用于安装小径向密封圈，小径向密封圈起导向和防尘作用，防止阀芯在轴向移动过程中产生径向晃动。本发明真空截止阀内密封采用轴向软座密封，通过弹簧提供密封力，可以实现多次开关操作的可靠密封；外密封采用柱塞式双径向密封圈加密封挡圈进行密封，双圈互为备份，提高了阀门的可靠性。

Description

一种零重力下的真空截止阀
技术领域
本发明涉及一种零重力下的真空截止阀，属于航空航天阀门技术领域。
背景技术
航天气路系统是为航天器上其它系统提供氧气、氮气、空气等补给的管路系统，包含各种电磁阀和手动阀。其中真空截止阀由航天员手动操作，用于供气通路的开关控制。
目前，真空截止阀较多应用球阀，其密封性能好、工作可靠，但因为密封材料和结构限制，不能适应循环温度变化，而且工作次数较多时，转动部件与填充密封材料的摩擦可能会产生多余物，难以满足航天气路系统的洁净度要求。
国防研究需要一种生命周期覆盖地面、发射、在轨、返回阶段等多种力学环境，不仅需要质积比小、温度范围宽、操作力小、开关迅速、工作寿命长，而且能适应空间环境、符合人机工效和洁净度等多指标的阀门，上述结构无法满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，提供一种零重力下的真空截止阀，以实现航天气路系统的快速开关控制。
本发明的技术解决方案是：
一种零重力下的真空截止阀，包括手柄、阀芯、弹簧、阀门帽、阀体；
阀芯和弹簧通过阀门帽安装于阀体内，阀门帽一端与阀体螺纹连接，阀门帽一端开有一深一浅两个凹槽，设有凸榫的手柄一端置于凹槽内与阀门帽配合使用，阀门帽内螺纹孔底端面上设置有定位槽，用于安装弹簧；阀门帽通孔内壁上设置有环形密封槽，用于安装小径向密封圈，小径向密封圈起导向和防尘作用，防止阀芯在轴向移动过程中产生径向晃动；
阀体上设置有进气口和出气口，出气口轴向为盲端，径向设置有对称的通气孔，气流排出时对外界产生平衡推力；
阀芯一端与轴向密封圈粘接，防止阀芯在轴向移动过程中脱离，并截断气体进气口与出气口的通路；阀芯另一端与手柄孔轴间隙配合，手柄在转动过程中保证阀芯不发生转动；
阀芯上设有由三个凸台构成两道环形密封槽，大的径向密封圈安装于环形密封槽中，防止气体通过阀门帽向外界泄露，大径向密封圈两端各装有密封挡圈。
靠近阀门帽的凸台上设置有与阀门帽的定位槽配合设置的安装槽，弹簧一端置于安装槽内，另一端置于定位槽内，弹簧两端安装有减摩片，用于减小阀芯在转动过程中的摩擦阻力。
阀门帽外壁上设置有标识牌，其上刻有“开”、“关”两个位置指示标识，与手柄配合使用。
密封挡圈采用自润滑材料，减小与阀体之间的摩擦力。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明真空截止阀内密封采用轴向软座密封，通过弹簧提供密封力，可以实现多次开关操作的可靠密封；外密封采用柱塞式双径向密封圈加密封挡圈进行密封，双圈互为备份，提高了阀门的可靠性；
(2)本发明真空截止阀中密封圈均采用O形圈，能适应高低温变化，耐老化，符合长寿命、卫生学使用要求；
(3)本发明真空截止阀手柄采用槽榫配合结构，配合复位弹簧，可以实现阀门的快速开关；同时也具备手柄的限位和锁紧功能，既能保证阀门指示位置的精确定位，又能有效防止航天员误操作；
(4)本发明真空截止阀在工作过程中，转动部件阀芯与固定部件阀体之间存在一定间隙，不直接接触，不会因磨损而产生多余物；
(5)本发明真空截止阀通过弹簧设定安全压力，当介质压力超过设定压力时，阀门自动开启，释放内部压力，防止系统损坏。
附图说明
图1为本发明剖视图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明手柄结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、2所示，本发明由标识牌1、垫圈2、螺钉3、手柄4、垫片5、螺母6、阀芯7、上盖8、小径向密封圈9、减摩片10、弹簧11、阀门帽12、密封挡圈13、大径向密封圈14、轴向密封圈15、阀体16组成，右侧为入口、下侧为出口。
阀芯7和弹簧11通过阀门帽12安装于阀体16内，阀门帽12与阀体16之间通过螺纹进行连接。
手柄4通过垫片5、螺母6与阀芯7连接，将航天员手柄操作力传递到阀芯7，使阀芯7可以在阀体16内轴向往复移动，从而实现阀门的开关动作。阀芯7上设有限位装置，以保证手柄4在拔出过程中不与阀门帽12脱离。
如图3所示，手柄4上设有一凸榫，阀门帽12开有一深一浅两个凹槽，手柄4与阀门帽12配合使用，实现阀门位置的精确定位和锁定，能有效防止航天员防止误操作。标识牌1上刻有“开”、“关”两个位置指示标识，与手柄4的指示箭头配合使用，可以使航天员辨明阀门所处状态。
弹簧11安装于阀芯7和阀门帽12之间，始终处于压缩状态，为手柄4提供回复力；在阀门关闭位置时，弹簧力全部施加于阀芯7上，使阀芯7端面的轴向密封圈15紧贴阀体16底面并产生弹性变形，阻塞阀芯7与阀体16之间的流道，阻止介质从出口流出。由于阀门关闭状态时轴向密封圈15的密封力由弹簧11提供，所以可以通过弹簧11设定安全压力，当介质压力超过设定压力时，阀门自动开启，释放内部压力，以防止系统损坏。
两道大径向密封圈14安装于阀芯7的环形密封槽中，与双面密封挡圈13配合使用，阻止介质向外界泄露；两道径向密封圈14互为备份，提高了阀门的可靠性。
小径向密封圈9安装于阀门帽12中，主要起导向作用，防止阀芯7在轴向移动过程中产生径向晃动。
减摩片10安装于弹簧11两端，用于减小阀芯7在转动过程中的摩擦阻力。
本发明真空截止阀的轴向密封圈15、小径向密封圈9、大径向密封圈14均为O型密封圈，能适应高低温变化，耐老化，符合长寿命、卫生学使用要求。
本发明的工作过程如下：
图1所示阀门处于开启位置，当阀门工作时，气体由右侧入口进入阀体16，通过阀体16与阀芯7之间的环形通道，从下端出口流出。
如果需要关闭阀门，将手柄4的凸榫从阀门帽12的浅槽中拔出，顺时针旋转90°至深槽位置，此时手柄4上的指示箭头指向标识牌1上的“关”位置；松开手柄4后，由于弹簧11的复位作用，使轴向密封圈15贴紧阀体16底面，从而实现通路的关闭；同时手柄4的凸榫自动落入阀门帽12的深槽中，从而实现阀的定位锁定，避免误动作改变阀的工作状态。
如果需要开启阀门，将手柄4的凸榫从阀门帽12的深槽中拔出，逆时针旋转90°至浅槽位置，此时手柄4上的箭头标识指向标识牌1上的“开”位置；松开手柄4后，由于弹簧11的复位作用，手柄4的凸榫自动落入阀门帽12浅槽中，实现阀门定位锁定；此状态下，阀芯7上轴向密封圈14与阀体15底面保持一定距离，形成通道以保证气路畅通。
本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (3)

1.一种零重力下的真空截止阀，其特征在于：包括手柄(4)、阀芯(7)、弹簧(11)、阀门帽(12)、阀体(16)；
阀芯(7)和弹簧(11)通过阀门帽(12)安装于阀体(16)内，阀门帽(12)一端与阀体(16)螺纹连接，阀门帽(12)一端开有一深一浅两个凹槽，设有凸榫的手柄(4)一端置于凹槽内与阀门帽(12)配合使用，阀门帽(12)内螺纹孔底端面上设置有定位槽，用于安装弹簧(11)；阀门帽(12)通孔内壁上设置有环形密封槽，用于安装小径向密封圈(9)，小径向密封圈(9)起导向和防尘作用，防止阀芯(7)在轴向移动过程中产生径向晃动；
阀体(16)上设置有进气口和出气口，出气口轴向为盲端，径向设置有对称的通气孔，气流排出时对外界产生平衡推力；
阀芯(7)一端与轴向密封圈(15)粘接，防止阀芯(7)在轴向移动过程中脱离，并截断气体进气口与出气口的通路；阀芯(7)另一端与手柄(4)孔轴间隙配合，手柄(4)在转动过程中保证阀芯(7)不发生转动；
阀芯(7)上设有由三个凸台构成两道环形密封槽，大的径向密封圈(14)安装于环形密封槽中，防止气体通过阀门帽(12)向外界泄露，大径向密封圈(14)两端各装有密封挡圈(13)；
当阀门工作时，气体由进气口进入阀体(16)，通过阀体(16)与阀芯(7)之间的环形通道，从出气口流出；
阀门帽(12)外壁上设置有标识牌(1)，其上刻有“开”、“关”两个位置指示标识，与手柄(4)配合使用；
当关闭阀门时，将手柄(4)的凸榫从阀门帽(12)的浅槽中拔出，顺时针旋转90°至深槽位置，此时手柄(4)上的指示箭头指向标识牌(1)上的“关”位置；松开手柄(4)后，由于弹簧(11)的复位作用，使轴向密封圈(15)贴紧阀体(16)底面，从而实现通路的关闭；同时手柄(4)的凸榫自动落入阀门帽(12)的深槽中，从而实现阀的定位锁定；
当开启阀门时，将手柄(4)的凸榫从阀门帽(12)的深槽中拔出，逆时针旋转90°至浅槽位置，此时手柄(4)上的箭头标识指向标识牌(1)上的“开”位置；松开手柄(4)后，由于弹簧(11)的复位作用，手柄(4)的凸榫自动落入阀门帽(12)浅槽中，实现阀门定位锁定；此状态下，阀芯(7)上轴向密封圈(14)与阀体(16)底面保持一定距离，形成通道以保证气路畅通。
2.如权利要求1所述的一种零重力下的真空截止阀，其特征在于：靠近阀门帽(12)的凸台上设置有与阀门帽(12)的定位槽配合设置的安装槽，弹簧一端置于安装槽内，另一端置于定位槽内，弹簧(11)两端安装有减摩片(10)，用于减小阀芯(7)在转动过程中的摩擦阻力。
3.如权利要求1所述的一种零重力下的真空截止阀，其特征在于：密封挡圈(13)采用自润滑材料，减小与阀体(16)之间的摩擦力。
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