CN105422928A - 一种可靠锁位的自锁单向阀 - Google Patents

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Abstract

可靠锁位自锁单向阀由卸荷密封圈、限位台、浮动阀座、阀芯、锁销、锁位弹簧、限位槽、壳体、打开弹簧等组成，阀芯在第一次正向(阀芯左面)系统压力作用下克服打开弹簧力及阀芯与锁销的摩擦力开启，介质流通并向下游充填；系统反向(阀芯右面)建压克服阀座弹簧力及阀芯与锁销的摩擦力向左运动，当浮动阀座运动到阀座限位槽的极限处时，锁销在锁位弹簧力作用下下落，阀芯与浮动阀座停止运动，阀芯在阀座弹簧、打开弹簧和介质压力作用下保持密封，阀芯在第二次正向系统压力作用下，浮动阀座在阀座弹簧作用下克服正向系统压力保持密封。这样实现了单向阀一次正向建压可靠打开，二次正向建压可靠密封的问题。

Description

一种可靠锁位的自锁单向阀
技术领域
本发明涉及一种单向阀结构，适用于在入口及出口出现介质压力的情况。
背景技术
为实现某发动机在一次工作前对发生器氧化剂路进行预充填，在一次工作和二次工作之间保证可靠密封，以避免一次工作和二次工作之间燃气发生器中积存氧化剂，对发动机的二次工作带来安全隐患，现有的单向阀不能满足二次正向建压时，单向阀依然可靠密封的要求，一般采用电爆阀+单向阀、电磁阀、气控单向阀等实现，这些方式需要提供额外电能、高压气等，而且结构复杂，根据系统特点，可以利用发动机一次工作前正向存在压力、一次工作与二次工作之间反向存在压力的特点，设计一种机械锁位自锁单向阀。
发明内容
为解决现有通过电爆阀+单向阀、电磁阀、气控单向阀等结构形式实现阀门可靠密封所存在的能耗高、结构复杂的技术问题。本发明提供一种可靠锁位的自锁单向阀，在不提供额外能源(高压气、电能)状态下实现单向阀一次正向建压可靠开启、二次正向建压可靠密封的目的。
本发明的技术解决方案是：
一种可靠锁位的自锁单向阀，包括壳体9、阀芯5、阀座4及打开弹簧10，所述壳体9的轴向两端分别设置有入口和出口，所述阀芯及阀座的轴向分别设置有流体通道，所述阀芯5、阀座4及打开弹簧10沿壳体轴向依次设置在入口与出口之间，其特殊之处在于：所述单向阀还包括阀座弹簧1，所述阀座弹簧1的弹力大于打开弹簧的弹力，所述阀座弹簧1夹设在入口与阀座4之间，所述阀座4与壳体9之间是可移动的，所述阀座弹簧1与阀座4组成了浮动阀座；
所述单向阀还包括机械锁位结构，所述机械锁位结构包括阀芯限位槽8、锁位槽、锁位弹簧7及锁销6，所述阀芯限位槽8设置在阀芯5的外壁，所述锁位槽设置在壳体与阀芯5的配合处的壳体内壁，所述锁位弹簧7的一端与锁位槽的底部连接，所述锁位弹簧的另一端连接锁销6；
所述壳体与阀座4的配合处的内壁还设置有阀座限位槽11，所述阀座4的外侧壁还设置有与阀座限位槽相配合的阀座限位台3，所述阀座限位槽的轴向距离要满足限位台的移动使得锁销6能够落入阀芯限位槽8；
当入口建压时，阀芯5朝向出口方向移动，锁销6在弹簧力的作用下抵住阀芯5外壁，入口、流体通道及出口相通，流体流过；当反向建压时，阀芯5与阀座4朝向入口方向移动，阀座弹簧受到压缩，当浮动阀座运动到限位槽的极限处时，锁销在锁位弹簧力作用下下落，阀芯与浮动阀座停止运动，阀芯在阀座弹簧、打开弹簧和介质压力作用下保持密封。
上述机械锁位自锁单向阀还包括密封圈2，所述密封圈2设置在浮动阀座与壳体9内壁之间。
本发明与现有技术相比，优点是：
1、本发明根据系统特点，利用发动机一次工作前正向存在压力、一次工作与二次工作之间反向存在压力的特点，将传统的固定阀座设计为浮动阀座，阀芯上设置限位槽，同时在与阀芯配合的壳体上设置弹簧+锁销的机械锁位机构，保证阀芯在第一次正向建压时可靠打开，在反向建压时，阀芯带动浮动阀座反向运动，直到锁销下落至限位槽锁位，再次正向建压时阀芯可靠密封。与传统的单向阀只能正向打开不能密封相比，在不提供额外电能、高压气等能源的情况下，可以实现一次正向建压可靠打开、二次正向建压可靠密封的功能，从而可以简化控制系统，实现节能；
2、本发明由于在浮动阀座上设置卸荷密封圈，确保作用在阀芯上的力大于作用在浮动阀座上的力，以避免阀芯与阀座出现分离-结合-分离的振荡现象，保证了二次正向建压可靠密封；
3、本发明由于采用了浮动阀座限位结构，确保阀芯带动浮动阀座运动至限位位置时，锁销处于阀芯上限位槽的中间位置，以提供给锁销足够的下落时间，减小锁位弹簧力。与传统的机械锁位结构相比，减小了所需的锁位弹簧力，给锁销下落提供了充足的时间，同时减小了锁销与阀芯的摩擦力，从而减小了打开压力，减轻了结构重量。
附图说明
图1为机械锁位自锁单向阀结构图。1-阀座弹簧、2-卸荷密封圈、3-阀座限位台、4-阀座、5-阀芯、6-锁销、7-锁位弹簧、8-限位槽、9-壳体、10-打开弹簧、11-阀座限位槽。
具体实施方式
本发明的原理：本发明将传统的固定阀座设计为浮动阀座，阀芯上设置限位槽，同时在与阀芯配合的壳体上设置弹簧+锁销的机械锁位机构，保证阀芯在第一次正向建压时可靠打开，在反向建压时，阀芯带动浮动阀座反向运动，直到锁销下落至限位槽锁位，再次正向建压时阀芯可靠密封。在阀座上设置卸荷密封圈，确保作用在阀芯上的力大于作用在浮动阀座上的力，以避免阀芯与阀座出现分离-结合-分离的振荡现象。设置浮动阀座限位结构，确保阀芯带动浮动阀座运动至限位位置时，锁销处于阀芯上限位槽的中间位置，以提供给锁销足够的下落时间，减小锁位弹簧力。
图1所示的可靠锁位的自锁单向阀结构，是本发明的一个优选实施例。该阀由卸荷密封圈2、阀座限位台3、阀座4、阀芯5、锁销6、锁位弹簧7、限位槽8、壳体9、打开弹簧10等组成。阀座4、阀芯5、壳体9、打开弹簧10配合形成传统的常闭单向阀结构，正向通压阀芯向右运动，流道打开；阀座弹簧1、限位台3、浮动阀座4、阀芯5、锁销6、锁位弹簧7、限位槽8、壳体9配合形成锁位结构，在反向通压时阀芯5带动浮动阀座4克服阀座弹簧1产生的力向左运动直至阀座限位槽的极限处，此时锁销处于阀芯上限位槽的中间位置，在锁位弹簧7产生的力的作用下掉落在限位槽8内，起到锁位功能。
本浮动阀座与锁销联动的机械结构为解决传统单向阀只能正向建压打开、不能实现正向建压密封的问题而研制，其设计方法也必将为后续单向阀结构设计，提高产品可靠性具有积极作用。
尽管对本实施例的上述描述和附图代表了本发明的优选方案，但是本领域技术人员可以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范围的情况下进行各种增补、改进和更换，因此，本发明是广泛的。

Claims (2)

1.一种可靠锁位的自锁单向阀，包括壳体(9)、阀芯(5)、阀座(4)及打开弹簧(10)，所述壳体(9)的轴向两端分别设置有入口和出口，所述阀芯及阀座的轴向分别设置有流体通道，所述阀芯(5)、阀座(4)及打开弹簧(10)沿壳体轴向依次设置在入口与出口之间，
其特征在于：所述单向阀还包括阀座弹簧(1)，所述阀座弹簧(1)的弹力大于打开弹簧的弹力，所述阀座弹簧(1)夹设在入口与阀座(4)之间，所述阀座(4)与壳体(9)之间是可移动的，所述阀座弹簧(1)与阀座(4)组成了浮动阀座；
所述单向阀还包括机械锁位结构，所述机械锁位结构包括阀芯限位槽(8)、锁位槽、锁位弹簧(7)及锁销(6)，所述阀芯限位槽(8)设置在阀芯(5)的外壁，所述锁位槽设置在壳体与阀芯(5)的配合处的壳体内壁，所述锁位弹簧(7)的一端与锁位槽的底部连接，所述锁位弹簧的另一端连接锁销(6)；
所述壳体与阀座4的配合处的内壁还设置有阀座限位槽(11)，所述阀座(4)的外侧壁还设置有与阀座限位槽相配合的阀座限位台(3)，所述阀座限位槽的轴向距离要满足限位台的移动使得锁销(6)能够落入阀芯限位槽(8)；
当入口建压时，阀芯(5)朝向出口方向移动，锁销(6)在弹簧力的作用下抵住阀芯(5)外壁，入口、流体通道及出口相通，流体流过；当反向建压时，阀芯(5)与阀座(4)朝向入口方向移动，阀座弹簧受到压缩，当浮动阀座运动到限位槽的极限处时，锁销在锁位弹簧力作用下下落，阀芯与浮动阀座停止运动，阀芯在阀座弹簧、打开弹簧和介质压力作用下保持密封。
2.根据权利要求1所述的可靠锁位的自锁单向阀，其特征在于：
所述机械锁位自锁单向阀还包括密封圈(2)，所述密封圈(2)设置在浮动阀座与壳体(9)内壁之间。
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