CN106195369A - 一种隔腔式安溢阀及工作方法 - Google Patents

Abstract

一种隔腔式安溢阀，所述隔腔式安溢阀包括主阀和指挥阀，所述主阀包括主阀腔和背压腔，主阀腔和背压腔之间通过波纹管组合件隔开，所述指挥阀包括控制腔、反馈腔和放气腔，控制腔和反馈腔之间通过波纹管隔开，反馈腔与放气腔之间通过活阀连通或断开，放气腔通过连通管与背压腔连接，反馈腔通过引流管与主阀腔连接，指挥阀气体出口与主阀气体出口通过排气管连接。本发明将指挥阀控制腔和反馈腔隔开，控制腔从贮箱引压，反馈腔从主阀口引压，以解决现有的安溢阀在目前的安装方式下带来的贮箱压力偏低问题和主阀提前打开问题。

Description

一种隔腔式安溢阀及工作方法

技术领域

本发明涉及一种安溢阀及工作方法，特别是涉及一种现役运载火箭所用的隔腔式安溢阀及工作方法。

背景技术

安溢阀是运载火箭增压输送系统所用的重要单机，其作用是保护贮箱压力不超过设定值；在贮箱内推进剂需要溢出时，能够强制打开溢出推进剂。

现役运载火箭增压输送系统中安溢阀安装方式如图1所示，包括：贮箱气枕、三通、安溢阀、贮箱外段增压管和贮箱内段增压管。贮箱内斜向安装的贮箱内段增压管同贮箱气枕相通，另一端同三通的一端相连接，贮箱外段增压管连接于三通的下端，自生增压气体从此处进入；安溢阀连接于三通的另一端。由于三通位于贮箱内段增压管的上游，且该处的距离约为10M，因此贮箱增压过程中三通的压力往往高于贮箱气枕的压力。现有的安溢阀，指挥阀仅有一个控制腔，兼具控制腔和反馈腔的功能。在现役运载火箭增压输送系统的安装方式下，其不足之处是：

一、控制腔从主阀处引压，指挥阀感受的是三通的压力，由于贮箱增压过程中三通的压力高于贮箱气枕的压力，三通的压力先超过安溢阀设定压力，此时贮箱气枕并未超压，如果安溢阀打开放气，会造成自生增压气体分流，减少了自生增压气体进入贮箱的流量，造成贮箱压力偏低的后果。

二、控制腔从贮箱气枕引压，指挥阀感受的是贮箱气枕的压力，由于贮箱增压过程中三通的压力高于贮箱气枕的压力，安溢阀未打开时控制腔和主阀背压腔是连通的，此时主阀腔压力是三通的压力，背压腔的压力是贮箱气枕的压力，当主阀腔和背压腔压差作用力大于主弹簧力，尽管贮箱气枕并未超压，安溢阀主阀仍会提前打开，造成贮箱增压失效。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种隔腔式安溢阀，将指挥阀控制腔和反馈腔隔开，控制腔从贮箱引压，反馈腔从主阀口（气体入口）引压，以解决现有的安溢阀在目前的安装方式下带来的贮箱压力偏低问题和主阀提前打开问题。

本发明采用的技术方案是：

一种隔腔式安溢阀，所述隔腔式安溢阀包括主阀和指挥阀，所述主阀包括主阀腔和背压腔，主阀腔和背压腔之间通过波纹管组合件隔开，所述指挥阀包括控制腔、反馈腔和放气腔，控制腔和反馈腔之间通过波纹管隔开，反馈腔与放气腔之间通过活阀连通或断开，放气腔通过连通管与背压腔连接，反馈腔通过引流管与主阀腔连接，指挥阀气体出口与主阀气体出口通过排气管连接。

进一步地，所述控制腔主要由膜片、波纹管和下壳体组成，所述波纹管上端通过拉杆与膜片连接，所述波纹管下端与下壳体连接。

进一步地，所述反馈腔主要由波纹管、拉杆和下壳体组成。

进一步地，所述放气腔主要由拉套、拉杆和下壳体组成，拉套与拉杆连接。

进一步地，所述指挥阀还包括调整螺钉、上壳体、弹簧盘、基准弹簧、螺母、弹簧座、回位弹簧、指挥阀引压管，调整螺钉与上壳体连接，弹簧盘与调整螺钉连接，基准弹簧与弹簧盘连接，弹簧座与基准弹簧连接，螺母与弹簧座和拉杆连接，回位弹簧与拉杆连接，指挥阀引压管与下壳体连接。

进一步地，所述主阀腔主要由壳体、活塞、波纹管组合件和法兰盖组成，活塞和波纹管组合件连接，波纹管组合件和法兰盖与壳体连接。

进一步地，所述背压腔主要由活塞、波纹管组合件和法兰盖组成。

进一步地，所述主阀还包括O胶圈、主弹簧和限位螺钉，O胶圈与活塞连接，主弹簧与活塞和法兰盖连接，限位螺钉与法兰盖连接。

进一步地，所述隔腔式安溢阀气体入口通过三通与贮箱内段增压管连接，三通下端连接贮箱外段增压管，贮箱内段增压管斜向安装在贮箱内，并与贮箱气枕相通，指挥阀引压管连接贮箱气枕引压管。

一种隔腔式安溢阀的工作方法，包括如下步骤：

步骤A：贮箱自生增压时，增压气体沿着贮箱外段增压管先流经三通，再沿着贮箱内段增压管进入贮箱气枕；

步骤B：控制腔通过指挥阀引压管直接感受贮箱气枕压力；

步骤C：当贮箱气枕未超过安溢阀设定压力时，气体作用在膜片上的力小于基准弹簧预紧力，膜片、拉杆、拉套和活阀均不动，反馈腔与放气腔连通，放气腔与排气管之间通道被活阀关闭，主阀腔的增压气体经由引流管进入反馈腔至放气腔后到达背压腔，背压腔的压力与主阀腔一致，主阀在主弹簧预紧力的作用下保持关闭；

当贮箱气枕超过安溢阀设定压力时，气体作用在膜片上的力大于基准弹簧预紧力，膜片带动拉杆、拉套及活阀向上运动，反馈腔与放气腔之间通道被活阀关闭，放气腔与排气管之间通道打开，主阀腔的增压气体经由引流管进入反馈腔后不能到达放气腔和背压腔，背压腔通过放气腔并由排气管排出压力后，主阀腔的压力大于背压腔的压力，主阀腔与背压腔的压力差克服主弹簧预紧力使主阀打开。

本发明的有益效果在于，指挥阀控制腔感受的是贮箱气枕压力，不会因为贮箱增压过程中三通的压力高于贮箱气枕的压力，在贮箱气枕未超压，而三通的压力先超过安溢阀设定压力时，安溢阀打开放气,避免了造成贮箱压力偏低的后果；关闭状态下背压腔与主阀腔压力一致，避免了贮箱气枕未超压时，主阀提前打开的问题。

附图说明

图1为现役运载火箭增压输送系统中安溢阀安装方式示意图；

图2为本发明一种隔腔式安溢阀的结构示意图；

图3为本发明一种隔腔式安溢阀安装方式示意图；

图中：100-主阀、101-主阀腔、102-背压腔、103-波纹管组合件、104-壳体、105-活塞、106-O胶圈、107-法兰盖、108-主弹簧、109-限位螺钉、110-主阀气体出口、111-气体入口；

200-指挥阀、201-控制腔、202-反馈腔、203-波纹管、204-连通管、205-引流管、206-排气管、207-膜片、208-下壳体、209-拉杆、210-调整螺钉、211-上壳体、212-弹簧盘、213-基准弹簧、214-螺母、215-弹簧座、216-回位弹簧、217-活阀、218-拉套、219-指挥阀气体出口、220-指挥阀引压管、221-放气腔；

301-贮箱气枕、302-三通、303-贮箱气枕引压管、304-贮箱外段增压管、305-贮箱内段增压管。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

如图2所示，本发明实施例中的一种隔腔式安溢阀包括主阀100和指挥阀200，所述主阀100包括主阀腔101和背压腔102，主阀腔101和背压腔102之间通过波纹管组合件103隔开，所述指挥阀200包括控制腔201和反馈腔202，控制腔201和反馈腔202之间通过波纹管203隔开，反馈腔202与放气腔221之间通过活阀217连通或断开，放气腔221通过连通管204与背压腔102连接，反馈腔202通过引流管205与主阀腔101连接，指挥阀气体出口219与主阀气体出口110通过排气管206连接。

指挥阀200用来控制主阀100的打开和关闭，主阀100用来排放贮箱超压时的多余增压气体。

较佳地，所述控制腔201主要由膜片207、波纹管203和下壳体208组成，所述波纹管203上端通过拉杆209与膜片207连接，所述波纹管203下端与下壳体208连接。

较佳地，所述反馈腔202主要由波纹管203、拉杆209和下壳体208组成。

较佳地，所述波纹管203下端通过螺纹与下壳体208连接。

较佳地，所述放气腔221主要由拉套218、拉杆209和下壳体208组成，拉套218与拉杆209连接。

较佳地，所述指挥阀200还包括调整螺钉210、上壳体211、弹簧盘212、基准弹簧213、螺母214、弹簧座215、回位弹簧216、指挥阀引压管220，调整螺钉210与上壳体211连接，弹簧盘212与调整螺钉210连接，基准弹簧213与弹簧盘212连接，弹簧座215与基准弹簧213连接，螺母214与弹簧座215和拉杆209连接，回位弹簧216与拉杆209连接，指挥阀引压管220与下壳体208连接。

较佳地，所述主阀腔101主要由壳体104、活塞105、波纹管组合件103和法兰盖107组成，活塞105和波纹管组合件103连接，波纹管组合件103和法兰盖107与壳体104连接。

较佳地，所述背压腔102主要由活塞105、波纹管组合件103和法兰盖107组成。

较佳地，所述活塞105和波纹管组合件103通过螺纹连接，波纹管组合件103和法兰盖107与壳体104通过螺栓组连接。

较佳地，所述主阀100还包括O胶圈106、主弹簧108和限位螺钉109，O胶圈106与活塞105连接，主弹簧108与活塞105和法兰盖107连接，限位螺钉109与法兰盖连接107。

所述隔腔式安溢阀的安装如图3所示，隔腔式安溢阀气体入口111通过三通302与贮箱内段增压管305连接，三通302下端连接贮箱外段增压管304，贮箱内段增压管305斜向安装在贮箱内，并与贮箱气枕301相通，指挥阀引压管220连接贮箱气枕引压管303。

采用波纹管203将指挥阀控制腔201和反馈腔202隔开，控制腔201通过指挥阀引压管220从贮箱气枕301引压，有效感受贮箱真实压力；反馈腔202通过引流管205从主阀100口引压，压力与主阀腔101一致，由于隔腔式安溢阀关闭状态下的反馈腔202与放气腔221连通并最终与背压腔102连通，因此关闭状态下背压腔102与主阀腔101压力一致。

所述隔腔式安溢阀的工作方法包括如下步骤：

步骤A：贮箱自生增压时，增压气体沿着贮箱外段增压管304先流经三通302，再沿着贮箱内段增压管305进入贮箱气枕301；

步骤B：控制腔201通过指挥阀引压管220直接感受贮箱气枕301压力；

步骤C：当贮箱气枕301未超过安溢阀设定压力时，气体作用在膜片207上的力小于基准弹簧213预紧力，膜片207、拉杆209、拉套218和活阀217均不动，反馈腔202与放气腔221连通，放气腔221与排气管206之间通道被活阀217关闭，主阀腔101的增压气体经由引流管205进入反馈腔202至放气腔221最终到背压腔102，背压腔102的压力与主阀腔101一致，主阀100在主弹簧108预紧力的作用下保持关闭；

当贮箱气枕301超过安溢阀设定压力时，气体作用在膜片207上的力大于基准弹簧213预紧力，膜片207带动拉杆209、拉套218及活阀217向上运动，反馈腔202与放气腔221之间通道被活阀217关闭，放气腔221与排气管206之间通道打开，主阀腔101的增压气体经由引流管205进入反馈腔202后不能到达放气腔221和背压腔102，背压腔102通过放气腔221并由排气管206排出压力后，主阀腔101的压力大于背压腔102的压力，主阀腔101与背压腔102的压力差克服主弹簧108预紧力使主阀100打开。

隔腔式安溢阀在增压过程中，控制腔201感受的是贮箱气枕301的压力，背压腔102连接的是主阀腔101的压力，解决了现有的安溢阀在现役运载火箭增压输送系统安装方式下带来的贮箱压力偏低问题和主阀提前打开问题。

需要说明的是，上文只是对本发明进行示意性说明和阐述，本领域的技术人员应当明白，对本发明的任意修改和替换都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种隔腔式安溢阀，其特征在于，所述隔腔式安溢阀包括主阀（100）和指挥阀（200），所述主阀（100）包括主阀腔（101）和背压腔（102），主阀腔（101）和背压腔（102）之间通过波纹管组合件（103）隔开，所述指挥阀（200）包括控制腔（201）、反馈腔（202）和放气腔（221），控制腔（201）和反馈腔（202）之间通过波纹管（203）隔开，反馈腔（202）与放气腔（221）之间通过活阀（217）连通或断开，放气腔（221）通过连通管（204）与背压腔（102）连接，反馈腔（202）通过引流管（205）与主阀腔（101）连接，指挥阀气体出口（219）与主阀气体出口（110）通过排气管（206）连接。

2.如权利要求1所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述控制腔（201）主要由膜片（207）、波纹管（203）和下壳体（208）组成，所述波纹管（203）上端通过拉杆（209）与膜片（207）连接，所述波纹管（203）下端与下壳体（208）连接。

3.如权利要求2所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述反馈腔（202）主要由波纹管（203）、拉杆（209）和下壳体（208）组成。

4.如权利要求3所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述放气腔（221）主要由拉套（218）、拉杆（209）和下壳体（208）组成，拉套（218）与拉杆（209）连接。

5.如权利要求4所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述指挥阀（200）还包括调整螺钉（210）、上壳体（211）、弹簧盘（212）、基准弹簧（213）、螺母（214）、弹簧座（215）、回位弹簧（216）、指挥阀引压管（220），调整螺钉（210）与上壳体（211）连接，弹簧盘（212）与调整螺钉（210）连接，基准弹簧（213）与弹簧盘（212）连接，弹簧座（215）与基准弹簧（213）连接，螺母（214）与弹簧座（215）和拉杆（209）连接，回位弹簧（216）与拉杆（209）连接，指挥阀引压管（220）与下壳体（208）连接。

6.如权利要求5所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述主阀腔（101）主要由壳体（104）、活塞（105）、波纹管组合件（103）和法兰盖（107）组成，活塞（105）和波纹管组合件（103）连接，波纹管组合件（103）和法兰盖（107）与壳体（104）连接。

7.如权利要求6所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述背压腔（102）主要由活塞（105）、波纹管组合件（103）和法兰盖（107）组成。

8.如权利要求7所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述主阀（100）还包括O胶圈（106）、主弹簧（108）和限位螺钉（109），O胶圈（106）与活塞（105）连接，主弹簧（108）与活塞（105）和法兰盖（107）连接，限位螺钉（109）与法兰盖连接（107）。

9.如权利要求8所述的隔腔式安溢阀，其特征在于，所述隔腔式安溢阀气体入口（111）通过三通（302）与贮箱内段增压管（305）连接，三通（302）下端连接贮箱外段增压管（304），贮箱内段增压管（305）斜向安装在贮箱内，并与贮箱气枕（301）相通，指挥阀引压管（220）连接贮箱气枕引压管（303）。

10.一种如权利要求9所述隔腔式安溢阀的工作方法，其特征在于，所述隔腔式安溢阀的工作方法包括如下步骤：

步骤A：贮箱自生增压时，增压气体沿着贮箱外段增压管（304）先流经三通（302），再沿着贮箱内段增压管（305）进入贮箱气枕（301）；

步骤B：控制腔（201）通过指挥阀引压管（220）直接感受贮箱气枕（301）压力；

步骤C：当贮箱气枕（301）未超过安溢阀设定压力时，气体作用在膜片（207）上的力小于基准弹簧（213）预紧力，膜片（207）、拉杆（209）、拉套（218）和活阀（217）均不动，反馈腔（202）与放气腔（221）连通，放气腔（221）与排气管（206）之间通道被活阀（217）关闭，主阀腔（101）的增压气体经由引流管（205）进入反馈腔（202）至放气腔（221）后到达背压腔（102），背压腔（102）的压力与主阀腔（101）一致，主阀（100）在主弹簧（108）预紧力的作用下保持关闭；

当贮箱气枕（301）超过安溢阀设定压力时，气体作用在膜片（207）上的力大于基准弹簧（213）预紧力，膜片（207）带动拉杆（209）、拉套（218）及活阀（217）向上运动，反馈腔（202）与放气腔（221）之间通道被活阀（217）关闭，放气腔（221）与排气管（206）之间通道打开，主阀腔（101）的增压气体经由引流管（205）进入反馈腔（202）后不能到达放气腔（221）和背压腔（102），背压腔（102）通过放气腔（221）并由排气管（206）排出压力后，主阀腔（101）的压力大于背压腔（102）的压力，主阀腔（101）与背压腔（102）的压力差克服主弹簧（108）预紧力使主阀（100）打开。