CN107044552A - 过滤式膜片阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种过滤式膜片阀，其壳体入口端至出口端依次为入口嘴安装段、膜片安装段、膜片贴壁段、过渡段、过滤网安装段与出口嘴安装段。其中，入口嘴安装段、膜片安装段、过滤网安装段与出口嘴安装段分别安装入口嘴、膜片、过滤网组件与出口嘴。膜片朝向入口嘴一面为刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圆弧槽，膜片在大于破裂压力下沿圆弧槽破裂贴在膜片贴壁段壁面；过渡段为中部具有环形突起收缩段；过滤网组件具有筒状结构滤网骨架，朝向入口嘴一端封闭；滤网骨架侧壁周向上开孔；且外壁与过滤网安装段内壁间具有间隙，形成推进剂流道。本发明的优点为：密封性好、相容性好、可靠性好，适用于中小型过氧化氢固液火箭发动机输送系统。
Description
技术领域
本发明属于火箭发动机增压输送系统领域，具体来说，是一种带过滤功能的膜片阀，适用于中小型过氧化氢固液火箭发动机输送系统，也适用于其它火箭发动机输送系统。
背景技术
在火箭推进系统中，为保证输送流体的压力和流量，必须有阀门附件进行控制。对于飞行用阀门附件，必须保证性能、可靠性、质量轻、体积小。
过氧化氢具有自分解特性，相容性材料较少，不能长时间存贮于密闭容器中。故对长时间接触阀门要求严格。
膜片阀是在阀门内部，安装一指定压力下的破裂膜片，平常保持常闭状态，阀前达到指定压力时膜片破裂，管路导通，具有结构简单、密封可靠性好的优点。
中小型固液火箭发动机常采用过氧化氢作为氧化剂，通常在后方厂房加注完全后运输至发射阵地，因此要求与过氧化氢接触阀门附件相容性好、密封性好。因此在氧化剂供应主路上采用膜片阀与贮箱出口直接相连。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种过滤式膜片阀，用于氧化剂主供应管路，一是保证运输、存贮等过程的可靠密封；二是在输送系统进入工作状态，贮箱压力升高、膜片破裂，氧化剂经过滤网进入燃烧室。本发明适用于中小型过氧化氢固液火箭发动机输送系统，也适用于其它火箭输送系统。
本发明过滤式膜片阀，壳体入口端至出口端依次为入口嘴安装段、膜片安装段、膜片贴壁段、过滤网安装段与出口嘴安装段。其中，入口嘴安装段、膜片安装段、过滤网安装段与出口嘴安装段分别安装入口嘴、膜片、过滤网与出口嘴。
上述膜片朝向入口嘴一面为刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圆弧槽，使膜片在大于破裂压力下沿圆弧槽破裂，并贴在膜片贴壁段壁面。
本发明过滤式膜片阀的入口嘴直接连接贮箱主供应路出口，在贮箱未达到指定压力前，保证可靠密封；而当贮箱达到指定压力时，膜片破裂形成通路，经过滤网组件后供给推进剂。
本发明的优点在于：
1、本发明过滤式膜片阀，适用于中小型过氧化氢固液火箭发动机输送系统，平常与过氧化氢接触的只有入口嘴、膜片、膜片密封垫，具有密封性好、相容性好、可靠性好等优点。
2、本发明过滤式膜片阀，膜片与过滤网集成在一个壳体内，具有结构紧凑、质量轻等优点，适用于飞行。
3、本发明过滤式膜片阀，内流场优化设计后，具有流动阻力小的优点。
4、本发明过滤式膜片阀，膜片未整圈刻槽，使得膜片破裂后贴于管路内壁，避免了破裂膜片堵塞管路。
5、本发明过滤式膜片阀，膜片下方就是过滤网，降低了破裂膜片碎片对其余管路附件的影响。
附图说明
图1为本发明过滤式膜片阀整体装配图；
图2为本发明过滤式膜片阀壳体结构图；
图3为本发明过滤式膜片阀中膜片上刻槽示意图。
图中：
1-壳体 2-入口嘴 3-膜片
4-过滤网组件 5-出口嘴 6-膜片密封垫
101-入口嘴安装段 102-膜片安装段 103-膜片贴壁段
104-过渡段 105-过滤网安装段 106-出口嘴连接段
301-圆弧槽 302-未刻槽部分
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明过滤式膜片阀，包括壳体1、入口嘴2、膜片3、过滤网组件4与出口嘴5，如图1所示。
所述壳体1为筒状结构，壳体1内部由入口端至出口端依次设计为入口嘴安装段101、膜片安装段102、膜片贴壁段103、过渡段104、过滤网安装段105与出口嘴安装段106。其中，膜片安装段103内安装有膜片3与两个膜片密封垫6，膜片3通过膜片安装段103与膜片贴壁段103间形成的环形台肩定位。两个膜片密封垫6为环形，分别置于膜片3两侧；膜片密封垫6材料选用与过氧化氢相容的聚四氟乙烯。膜片密封垫6的外径小于膜片3安放处环形台肩的直径0.2～0.5mm，密封垫内径小于膜片贴壁段103直径0.2～0.5mm。入口嘴安装段101内螺纹安装有入口嘴2，入口嘴2用于连接贮箱出口端，且由入口嘴2压紧膜片3与两个膜片密封垫6，实现膜片与入口嘴、壳体间的密封。入口嘴2要求选用与过氧化氢相容的材料，并进行钝化处理。入口嘴2入口端螺纹连接贮箱，且设有密封垫安装台阶，用于安装聚四氟乙烯材料的密封垫，实现过滤式膜片阀与贮箱间的密封。上述膜片3用于低于指定压力时的可靠密封、达到指定压力时破裂后形成通路；膜片3选用与过氧化氢相容的铝合金，其朝向入口嘴一面为刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圆弧槽301，圆弧槽所对应圆的直径小于膜片贴壁段103直径1～2mm，圆弧槽的弧心角设计为315～345°，优选330°，即在刻槽面周向上具有一段未刻槽部分302；由此使得膜片3在一定压力会在圆弧槽处破裂，小于破裂压力情况下保证可靠密封。在膜片3破裂后，破裂部分与膜片贴壁段103内壁贴合，减小压力损失。
所述过渡段104为中部具有周向上的环形突起收缩段，环形突起截面为锥形，锥角设计为15～60度，由此使壳体1内部流道过渡平缓，减小液流压降损失。
所述过滤网安装段105用于安装过滤网组件4，实现推进剂的过滤；过滤网组件4包括滤网骨架401与滤网402；其中，滤网骨架401为筒状结构，同轴设置于过滤网安装段105内，且朝向入口嘴2一端封闭。滤网骨架401侧壁周向上开孔，内外表面分别焊接指定目数的14～40μ滤网402。滤网骨架401与过滤网安装段105出口端间周向台肩配合定位，且滤网骨架401外壁与过滤网安装段105内壁间具有间隙，形成推进剂流道；由此，增大液体流通面积。推进剂首先进入到推进剂流道，然后经滤网骨架401外壁滤网402过滤后由开孔到达滤网骨架401内壁滤网402再次过滤，最终进入滤网骨架401内部流向出口嘴5。上述滤网骨架401与过滤网安装段105出口端间设计有近似三角形截面的环形槽，用来安装聚四氟乙烯材料的密封垫，实现过滤网组件4、壳体1、出口嘴5之间的密封。
所述出口嘴安装段107内螺纹安装出口嘴5，由出口嘴5的入口端压紧过滤网组件4以及过滤网安装段105出口端处的密封垫；出口嘴5的出口端用于连接管路。所述出口嘴5左右为标准的焊接嘴结构，用于与过滤式膜片阀出口管路的连接与密封。上述出口嘴5的进口端端面设计有一圈三角形截面环形槽，环形槽内同样安装有聚四氟乙烯材料的密封垫，且该密封垫还与过滤网安装段105出口端处的密封垫间压紧，进一步实现过滤网组件4、壳体1、出口嘴5之间的密封。
本发明过滤式膜片阀的入口嘴2直接连接贮箱主供应路出口，在贮箱未达到指定压力前，保证可靠密封；而当贮箱达到指定压力时，膜片3破裂形成通路，经过滤网组件4后供给推进剂。
Claims (9)
1.过滤式膜片阀，其特征在于：壳体入口端至出口端依次为入口嘴安装段、膜片安装段、膜片贴壁段、过滤网安装段与出口嘴安装段；其中，入口嘴安装段、膜片安装段、过滤网安装段与出口嘴安装段分别安装入口嘴、膜片、过滤网与出口嘴；
上述膜片朝向入口嘴一面为刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圆弧槽，使膜片在大于破裂压力下沿圆弧槽破裂，并贴在膜片贴壁段壁面。
2.如权利要求1所述过滤式膜片阀，其特征在于：膜片贴壁段与过滤网安装段间还设计有过渡段，过渡段为中部具有周向上的环形突起收缩段。
3.如权利要求1所述过滤式膜片阀，其特征在于：过滤网组件具有滤网骨架；滤网骨架为筒状结构，朝向入口嘴一端封闭；滤网骨架侧壁周向上开孔；且外壁与过滤网安装段内壁间具有间隙，形成推进剂流道。
4.如权利要求1所述过滤式膜片阀，其特征在于：膜片两侧设置有膜片密封垫，由入口嘴压紧膜片与膜片密封垫。
5.如权利要求1所述过滤式膜片阀，其特征在于：入口嘴入口端螺纹连接贮箱，且设有密封垫安装台阶，用于安装密封垫，实现过滤式膜片阀与贮箱间的密封。
6.如权利要求1所述过滤式膜片阀，其特征在于：过滤网组件与过滤网安装段出口端间设计有近似三角形截面的环形槽，用来安装密封垫，出口嘴的入口端压紧。
7.如权利要求6所述过滤式膜片阀，其特征在于：出口嘴的入口端端面设计有一圈三角形截面环形槽，环形槽内安装密封垫，密封垫与过滤网安装段出口端处的密封垫间压紧。
8.如权利要求1所述过滤式膜片阀，其特征在于：膜片选用与过氧化氢相容的铝合金。
9.如权利要求1所述过滤式膜片阀，其特征在于：圆弧槽的弧心角设计为315～345°。
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