CN106678404A - 降水击电爆阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电爆阀，特别涉及一种能降低水击压力的电爆阀。该降水击电爆阀包括阀体、活塞和接管嘴，阀体侧壁上开设有介质入口，阀体右端设有介质出口，接管嘴密封固定在阀体右端，且与接管嘴同心，活塞设置在阀体内的左侧，且与介质出口相对应，活塞的右端开设有缓冲容腔，缓冲容腔正对接管嘴的面开口，活塞右端外壁设有锥面结构，缓冲容腔内壁上设有限位台阶，缓冲容器内设有切头和压紧螺母，切头为圆柱形，切头侧面设有薄壁凸肩，限位台阶通过薄壁凸肩对切头进行限位，再通过压紧螺母对薄壁凸肩进行压紧。本降水击电爆阀降水击效果显著且结构简单、空间布局紧凑，主要应用于一次性工作的液体火箭发动机上。

Description

降水击电爆阀
技术领域
本发明涉及一种电爆阀，特别涉及一种能降低水击压力的电爆阀。
背景技术
电爆阀为一次性工作阀门，其利用电爆管爆燃产生的高压燃气来动作的，具有密封性好、尺寸小、质量轻、响应速度快以及自身带有只要很小脉冲电源就能作动高压能源等特点，因此广泛应用于一次性工作的液体火箭发动机上。
目前常用的电爆阀由于电爆作动时间极短(仅1～2ms)，活塞行程较大(大于5mm)，电爆瞬间活塞极速压缩液体介质易产生较高的水击压力(达工作压力的3～5倍)，导致电爆阀结构强度不足，安全裕度下降，工作可靠性降低。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种结构简单、空间布局紧凑、降水击效果显著的电爆阀。
本发明的技术解决方案是：所提供的降水击电爆阀包括阀体、活塞和接管嘴，其特征在于：所述阀体侧壁上开设有介质入口，阀体右端设有介质出口；所述接管嘴密封固定在阀体右端，且与介质出口连通；所述活塞设置在阀体内的左侧，且与接管嘴同心，所述活塞的右端开设有缓冲容腔，所述缓冲容腔正对接管嘴的面开口，活塞右端外壁设有锥面结构，缓冲容腔内壁上设有限位台阶，缓冲容器内设有切头和压紧螺母；所述切头为圆柱形，切头侧面设有薄壁凸肩，所述限位台阶通过薄壁凸肩对切头进行限位，再通过压紧螺母对薄壁凸肩进行压紧。
进一步地，为了防止液体介质入侵缓冲容腔，在切头和压紧螺母上均设有O形密封圈。
进一步地，为了减小接管嘴所承受水击压力，阀体内的还设置有压力转移结构，所述压力转移结构包括套筒，套筒位于活塞和接管嘴之间，且与活塞和接管嘴同心，套筒内壁为锥面结构，套筒的最小内径小于接管嘴最小内径。
更进一步地，活塞右端外壁的锥面角度大于套筒内壁的锥面角度。以满足电爆阀关闭时活塞右端面外壁与套筒内壁形成过盈配合。
优选地，活塞右端外壁的锥面角度为20°，所述套筒内壁的锥面角度为18°。
为了进一步减小接管嘴所受的水击压力，在套筒内壁上还开有泄压槽。
优选地，泄压槽数量为多个，在套筒内壁周向均匀分布。
优选地，套筒在阀体内与阀体内壁螺纹连接。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明活塞内置缓冲容腔，电爆时活塞极速压缩阀体内液体介质，在接管嘴容腔产生较高的水击压力切破切头凸肩，使液体介质迅速充填活塞缓冲容腔，降低接管嘴容腔水击压力，提高电爆阀安全裕度。
2、本发明套筒导向面设置泄压槽，当活塞快速移动与套筒楔紧时，液体介质经泄压槽反向泄出，降低水击压力。
3、本发明套筒节流面积小于接管嘴节流面积，将电爆瞬间水击压力峰值转移至固连在阀体内的套筒结构，提高产品水击压力承受能力。
4、本发明结构简单、空间布局紧凑。
附图说明
图1是本发明结构图；
其中：1-阀体；2-接管嘴；3-活塞；4-套筒；5-压紧螺母；6-切头；7-O形密封圈；8-介质入口；9-介质出口；10-缓冲容腔；11-薄壁凸肩；12-泄压槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详述：
参见图1，本降水击电爆阀为常开式电爆阀，包括阀体1，阀体1内侧壁上开设有介质入口，阀体1右端开设有介质出口。阀体内设有活塞3、套筒4，阀体1右端固连有接管嘴2。活塞3、套筒4和接管嘴2同心。活塞3在电爆阀关闭时会在阀体1内向右移动，套筒4在阀体1内螺纹连接。
活塞3右端开设有缓冲容腔10，缓冲容腔10内设有限位台阶，限位台阶卡住切头6的薄壁凸肩对切头6进行限位，再用压紧螺母5压紧薄壁凸肩11对切头6进行固定，切头6和压紧螺母5上还设有O形密封圈7，利用压紧螺母5将切头6薄壁凸肩压紧到活塞3的限位台阶，与O形橡胶密封圈7形成冗余密封，防止液体介质在常开状态下侵入缓冲容腔10。
液体介质从介质入口8进入，流经套筒4，再从与介质出口9联通的接管嘴2流出。通电起爆时，活塞3在火药燃气推动下快速向右移动，使活塞3右端外壁上的锥形面与套筒4内壁的锥形面楔紧，切断液体介质供应，电爆阀关闭。活塞右端外壁的锥面角度为20°，套筒内壁的锥面角度为18°，两个锥面楔紧形成过盈配合，可有效阻止液体介质进入介质出口9，提高密封性。
电爆时活塞3极速压缩液体介质，在接管嘴容腔与套筒容腔产生较高的水击压力，当切头6所受水击作用力高于切头薄壁凸肩剪切力时，切头的薄壁凸肩将被切破，液体介质迅速充填缓冲容腔10，瞬间增大接管嘴容腔体积，减小液体介质体积变化率，降低水击压力，提高电爆阀安全裕度。
套筒4内壁设置泄压槽12，当活塞3快速移动至与套筒4楔紧时，套筒内的液体介质一部分进入接管嘴，剩余部分经泄压槽12反向泄出，降低水击压力。
电爆阀设置的压力转移结构，套筒4最小内径小于接管嘴2内径，将电爆瞬间水击压力峰位置转移至与阀体螺纹连接的套筒4，使该电爆阀承受水击压力的能力提高。
本实施实例应用于某发动机液体介质供应控制系统，具体参数为：活塞直径Φ22，内置缓冲容腔容积4ml；切头材料纯铝1035，薄壁凸肩厚度0.5mm，最大外廓直径Φ14.2，切破直径Φ11，感压直径Φ10，切破压力11～13MPa；套筒与阀体连接螺纹M33×1，套筒泄压槽直径Φ4，沿周向均布8处，节流口直径Φ7.6，接管嘴节流口直径Φ8，工作压力6MPa下电爆作动产生水击压力能够可靠切破切头薄壁凸肩。

Claims (8)

1.一种降水击电爆阀，包括阀体、活塞和接管嘴，其特征在于：所述阀体侧壁上开设有介质入口，阀体右端设有介质出口；所述接管嘴密封固定在阀体右端，且与介质出口连通；所述活塞设置在阀体内的左侧，且与接管嘴同心，所述活塞的右端开设有缓冲容腔，所述缓冲容腔正对接管嘴的面开口，活塞右端外壁设有锥面结构，缓冲容腔内壁上设有限位台阶，缓冲容器内设有切头和压紧螺母；所述切头为圆柱形，切头侧面设有薄壁凸肩，所述限位台阶通过薄壁凸肩对切头进行限位，再通过压紧螺母对薄壁凸肩进行压紧。
2.根据权利要求1所述的降水击电爆阀，其特征在于：所述切头和压紧螺母上均设有O形密封圈。
3.根据权利要求2所述的降水击电爆阀，其特征在于：所述阀体内的还设置有压力转移结构，所述压力转移结构包括套筒，所述套筒位于活塞和接管嘴之间，套筒的轴心且与活塞和接管嘴的轴心同心，套筒内壁为锥面结构，套筒的最小内径小于接管嘴最小内径。
4.根据权利要求3所述的降水击电爆阀，其特征在于：所述活塞右端外壁的锥面角度略大于套筒内壁的锥面角度，以满足电爆阀关闭时活塞右端面外壁与套筒内壁形成过盈配合。
5.根据权利要求4所述的降水击电爆阀，其特征在于：所述活塞右端外壁的锥面角度为20°，所述套筒内壁的锥面角度为18°。
6.根据权利要求3-5任一项所述的降水击电爆阀，其特征在于：所述套筒内壁上还设有泄压槽。
7.根据权利要求6所述的降水击电爆阀，其特征在于：所述泄压槽为多个，在套筒内壁周向均匀分布。
8.根据权利要求7所述的降水击电爆阀，其特征在于：所述套筒在阀体内与阀体内壁螺纹连接。
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