CN106763965B - 一种双电爆管驱动的特殊流道电爆阀 - Google Patents

Abstract

一种双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，包括阀体、转接帽、两个电爆管、活塞、切刀以及接管嘴；接管嘴一端为介质入口,另一端封闭；阀体的一个端部为介质出口；阀体中部设置有垂直于阀体的定位连接管；接管嘴固定安装在定位连接管内；接管嘴的封闭端伸入阀体内；转接帽安装在阀体的另一个端部，两个电爆管分别安装在转接帽上呈V字形布置的安装孔内；转接帽上开设有对称设置的两个传火孔，第一传火孔的一端与第一电爆管安装孔连通，另一端通过汇火孔与第二传火孔的一端连通，第二传火孔的另一端与第二电爆管安装孔连通；汇火孔与阀体连通；活塞和切刀安装在阀体内，切刀在活塞的作用下能够切破接管嘴。本发明所需安装空间小，能量损失小。

Description

一种双电爆管驱动的特殊流道电爆阀

技术领域

本发明涉及一种电爆阀，特别涉及一种高可靠、零泄漏、纵向安装空间小的电爆阀。

背景技术

电爆阀作为一次型打开或关闭阀门，在火箭发动机动力系统的中广泛应用。现有的电爆阀通常采用单个电爆管驱动，即使采用双电爆管结构，由于双电爆管一般采用直角安装，拐弯和偏心带来的能量损失较大。此外，现有电爆阀入口、出口在同一轴线上，所需的安装空间较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种所需安装空间小、能量损失小的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀。

本发明解决上述问题的技术方案为：

一种双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，包括圆筒形阀体4、转接帽1、第一电爆管61、第二电爆管62、活塞2、切刀5以及接管嘴3；接管嘴3的一端为介质入口，另一端封闭；阀体4的其中一个端部为介质出口；其特殊之处在于：

所述阀体4的中部设置有沿阀体径向向一侧外伸的定位连接管；所述接管嘴3固定安装在定位连接管内；所述接管嘴3的封闭端伸入阀体4内；

所述转接帽1上开设有呈“Y”型布置的第一电爆管安装孔101、第二电爆管安装孔102和阀体接合孔，其中，两个电爆管安装孔对称设置；所述转接帽1通过阀体接合孔固定套装在阀体4的另一个端部；所述第一电爆管61和第二电爆管62分别固定安装在第一电爆管安装孔101和第二电爆管安装孔102内；

所述转接帽1上还开设有对称设置的第一传火孔71和第二传火孔72，第一传火孔71的一端与第一电爆管安装孔101连通，另一端通过汇火孔8与第二传火孔72的一端连通，第二传火孔72的另一端与第二电爆管安装孔102连通；汇火孔8与阀体4连通；

所述活塞2和切刀5依次安装在阀体4内，所述切刀5在活塞2的推力作用下能够切破接管嘴3。

基于上述基本技术方案，本发明还作出如下优化和限定：

上述阀体4内侧设置有圆锥面12；上述切刀5靠近活塞2的端部沿长度方向依次包括切刀圆柱一段13、切刀圆锥二段14和切刀圆柱三段15，切刀圆柱一段的直径大于切刀圆柱三段，切刀圆锥二段14与阀体4内侧的圆锥面12相互配合限位，切刀圆柱三段的侧面沿轴向铣扁与阀体之间形成介质通道。

为使切刀与阀体楔紧效果更好、更有效，上述切刀圆锥二段和圆锥面存在一定的角度差；鉴于角度太大或太小，都可能会导致电爆后切刀与阀体楔不紧，因此上述切刀圆锥二段14的锥角α不大于40度，且比阀体4上的圆锥面12的锥面角度小2度。

上述切刀5与活塞2接触的端面上开有与所述介质通道相连通的小孔9，当接管嘴3被切破后，介质通过小孔9能够到达切刀5的非刃口端，从而平衡切刀左右的介质力，有效防止切刀回退。

上述切刀5上与接管嘴3相对应的侧面上开设有凹槽，凹槽顶部形成一圈带有应力集中的尖边，所述尖边为切刀5的刃口。电爆前，接管嘴3的封闭端位于所述凹槽内，当切刀5移动将接管嘴3切破后，切帽会落入该凹槽内避免进入下游通道。

为了使切破更有效，上述尖边的夹角45°≤θ≤90°。

为了进一步减小电爆阀的纵向安装空间，上述两个电爆管安装孔之间的夹角与两个传火孔之间的夹角采用偏差设计，即上述第一电爆管安装孔101、第二电爆管安装孔102之间的夹角β和上述第一传火孔71和第二传火孔72之间的夹角γ不相等。

为了尽可能的减小纵向安装空间，同时尽可能的减小能量损失，上述第一电爆管安装孔(101)、第二电爆管安装孔(102)之间的夹角β的取值范围为10＜β＜70；上述第一传火孔(71)和第二传火孔(72)之间的夹角γ的取值范围为20＜γ＜80；β≤γ。

为了进一步保证电爆阀的密封性，实现电爆阀全寿命周期内介质零泄漏，上述接管嘴3和定位连接管采用螺纹连接并焊接；上述转接帽1与阀体4采用螺纹连接并焊接。

本发明与现有技术相比优点在于：

1、本发明的双电爆管采用特殊的布置形式，即布置在“Y”形转接帽的“V”部，不仅节省了电爆阀纵向安装空间，而且减小了两电爆管电爆时产生爆轰波的相互干扰，同时也减小由于双电爆管直角安装时，拐弯和偏心带来的能量损失，提高电爆阀工作的可靠性和安全性。另外，由于本发明的电爆阀流道呈直角(即介质入口流道和介质出口流道呈90度)分布，更进一步减小了电爆阀纵向安装空间。

2、本发明的切刀采用带有应力集中尖边的整圈刃口结构，切破更有效，剖口型面更平整，可有效减少切破接管嘴时产生的切屑；同时接管嘴切破后，切帽被限位于切刀的整圈刀刃凹槽内，避免切帽进入流道。

3、本发明切刀采用压力平衡技术，即在切刀与活塞接合的端面上(图1、2中所示为左端)开有小孔，切刀切破接管嘴后介质通过小孔进入活塞腔，从而平衡切刀左右端的介质力，防止切刀回退。

4、本发明的转接帽、接管嘴与阀体之间均采用焊接结构，充分保证了电爆阀的密封性。电爆前，通过接管嘴将介质密封在阀前，实现了电爆阀全寿命周期内介质的零泄漏。

5、本发明电爆管安装角与传火孔夹角采用偏差设计，进一步减小了电爆阀的纵向安装空间。

附图说明

图1是本发明的电爆阀的结构示意图；

图2是本发明的电爆阀打开后的结构示意图；

图3是本发明的切刀的结构示意图；

其中，1-转接帽、2-活塞、3-接管嘴、4-阀体、5-切刀、61-第一电爆管、62-第二电爆管、71-第一传火孔、72-第二传火孔、8-汇火孔、9-小孔、101-第一电爆管安装孔、102-第二电爆管安装孔、11-凹槽、12-阀体圆锥面、13-切刀圆柱一段、14-切刀圆锥二段、15-切刀圆柱三段、16-刃口、17-定位连接管。

具体实施方式

图1、图2所示分别为本发明所提供的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀关闭和打开时的结构示意图，它主要包括转接帽1、活塞2、接管嘴3、阀体4、切刀5、安装在转接帽1上的两个电爆管(61、62)。

接管嘴3采用螺纹连接并焊接(以确保零泄漏)在阀体4中部的定位连接管17内，接管嘴3的一端为封闭端，另一端为介质入口。接管嘴3与阀体4的轴线垂直。

转接帽1上设置有两个电爆管安装孔(101、102)和一个阀体接合孔，这三个孔呈Y形分布，其中两个电爆管安装孔分布位于“Y”型的“V部”，一个阀体接合孔位于“Y”形的“I部”。转接帽1通过阀体接合孔安装在阀体4的其中一个端部，转接帽1与阀体4之间采用螺纹连接并焊接，以确保零泄漏。阀体4的另一个端部为介质出口(与介质入口垂直设置)。

图3所示为本发明的切刀5的一优选实施例的结构示意图，切刀5靠近活塞3的一端部沿长度方向包括切刀圆柱一段13、切刀圆锥二段14、切刀圆柱三段15，切刀圆柱一段13的直径大于切刀圆柱三段15的直径，切刀圆锥二段14与阀体圆锥面12相互限位(切刀圆锥二段14的锥角α不大于40度，且比阀体圆锥面12的锥面角度小约2度)，切刀圆柱三段15的侧面(图中为将15的上方侧面和下方侧面铣扁)铣扁与阀体4配合形成介质通道，切刀圆柱三段15的侧面铣扁后的剩余厚度H根据具体结构确定，厚度H的大小应满足切刀圆柱三段15与阀体之间能够形成足够的空间使介质通过，同时，为了防止切帽在介质作用下进入下游流道，切刀上铣扁面与阀体之间的径向距离应小于接管嘴伸入切刀凹槽11内的长度。切刀5的侧面上开设有凹槽11，凹槽11的顶部为带有应力集中的整圈尖边，该尖边作为切刀5的刃口；应力集中尖边夹角θ在45度与90度之间，切破更有效。

这里结合图1和图2进一步说明本发明的工作原理和工作过程。如图2所示，电爆管61和62电爆后，其产生的火药燃气推动活塞2带动切刀5向右运动，切刀5在强烈冲击力的作用下，其刃口16将接管嘴3切破，电爆阀打开；并且其切刀圆锥二段14与阀体4对应的圆锥面12楔紧并限位。切刀左端开有一小孔9与介质通道连通，当接管嘴3被切破后，介质通过小孔9到达切刀5左端，从而平衡切刀左右的介质力，防止切刀回退。同时接管嘴3被切破后，切帽(即被切掉的部分)被限位于切刀5的整圈刀刃凹槽11内，避免切帽进入下游流道。

Claims (9)

1.一种双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，包括圆筒形阀体(4)、转接帽(1)、第一电爆管(61)、第二电爆管(62)、活塞(2)、切刀(5)以及接管嘴(3)；接管嘴(3)的一端为介质入口，另一端封闭；阀体(4)的其中一个端部为介质出口；其特征在于：

所述阀体(4)的中部设置有沿阀体径向向一侧外伸的定位连接管；所述接管嘴(3)固定安装在定位连接管(17)内；所述接管嘴(3)的封闭端伸入阀体(4)内；

所述转接帽(1)上开设有呈“Y”型布置的第一电爆管安装孔(101)、第二电爆管安装孔(102)和阀体接合孔，其中，两个电爆管安装孔对称设置；所述转接帽(1)通过阀体接合孔固定套装在阀体(4)的另一个端部；所述第一电爆管(61)和第二电爆管(62)分别固定安装在第一电爆管安装孔(101)和第二电爆管安装孔(102)内；

所述转接帽(1)上还开设有对称设置的第一传火孔(71)和第二传火孔(72)，第一传火孔(71)的一端与第一电爆管安装孔(101)连通，另一端通过汇火孔(8)与第二传火孔(72)的一端连通，第二传火孔(72)的另一端与第二电爆管安装孔(102)连通；汇火孔(8)与阀体(4)连通；

所述活塞(2)和切刀(5)依次安装在阀体(4)内，所述切刀(5)在活塞(2)的推力作用下能够切破接管嘴(3)；

所述阀体(4)内侧设置有圆锥面(12)；所述切刀(5)靠近活塞(2)的端部沿长度方向依次包括切刀圆柱一段(13)、切刀圆锥二段(14)和切刀圆柱三段(15)，切刀圆柱一段的直径大于切刀圆柱三段，切刀圆锥二段(14)与阀体(4)内侧的圆锥面相互配合限位，切刀圆柱三段的侧面沿轴向铣扁与阀体之间形成介质通道。

2.根据权利要求1所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述切刀圆锥二段(14)的锥角α不大于40度，且比阀体(4)上的圆锥面(12)的锥面角度小2度。

3.根据权利要求1所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述切刀(5)与活塞(2)接触的端面上开有与所述介质通道相连通的小孔(9)。

4.根据权利要求1或2或3所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述切刀(5)上与接管嘴(3)相对应的侧面上开设有凹槽，凹槽顶部形成一圈带有应力集中的尖边，所述尖边为切刀(5)的刃口。

5.根据权利要求4所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述尖边的夹角45°≤θ≤90°。

6.根据权利要求1或2或3所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述第一电爆管安装孔(101)、第二电爆管安装孔(102)之间的夹角β和所述第一传火孔(71)和第二传火孔(72)之间的夹角γ不相等。

7.根据权利要求4所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述第一电爆管安装孔(101)、第二电爆管安装孔(102)之间的夹角β和所述第一传火孔(71)和第二传火孔(72)之间的夹角γ不相等。

8.根据权利要求1所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述第一电爆管安装孔(101)、第二电爆管安装孔(102)之间的夹角β的取值范围为10＜β＜70；所述第一传火孔(71)和第二传火孔(72)之间的夹角γ的取值范围为20＜γ＜80；β≤γ。

9.根据权利要求1或2或3所述的双电爆管驱动的特殊流道电爆阀，其特征在于：所述接管嘴(3)和所述定位连接管螺纹连接后并焊接；所述转接帽(1)与阀体(4)螺纹连接并焊接。

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