CN108131204A - 一种带自锁功能的燃料剪切阀 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种带自锁功能的燃料剪切阀，包括剪切阀本体、轴套、活塞、定位装置、锁紧螺母、剪切销和安全自锁装置；安全自锁装置由锁紧弹簧、压板、止动销及挡圈组成，安全自锁装置置于活塞径向，活塞上设计与安全自锁装置配合的锁紧固定槽；当活塞受到高压流体的冲击产生轴向位移时，轴向限位结构与安全自锁装置共同作用，通过锁紧弹簧的作用力将活塞锁紧固定在指定位置。活塞头部采用了燕尾槽结构的组合密封形式，使密封圈在发挥了密封作用的同时又不至于受力变形。本发明能够解决高速、高压供应燃料对密封圈的冲击导致的密封失效问题，且通过安全自锁装置能够将活塞在动作后锁定，防止其复位导致燃料通路中断。

Description

一种带自锁功能的燃料剪切阀

技术领域

本发明涉及燃料剪切阀，具体为一种带自锁功能的燃料剪切阀。

背景技术

水下热动力航行器系统多采用活塞式发动机与涡轮式发动机两种不同的结构形式。与常规的活塞式发动机相比，涡轮式发动机具有燃油经济性高、功率密度大的突出优点。采用涡轮式发动机的水下热动力航行器具备航程远、速度快的特点，是未来水下热动力航行器的发展趋势。

燃料剪切阀是涡轮发动机的重要部件，其功能是控制液体燃料在燃料供应系统中的切断。涡轮式发动机的燃料供应系统具有供应流量大、流动速度快、工作可靠性高等特点，常规设计的密封圈在大流量高压力的流体冲击下会产生密封圈挤出及密封圈切边现象，严重影响密封效果。燃料剪切阀活塞动作后，燃料供应通路被打开，为保证燃料通路持续可靠的供应，需要防止活塞动作后的复位。目前常规的剪切阀很难满足上述要求。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种带自锁功能的燃料剪切阀，采用了安全自锁与耐高压冲击的结构：

安全自锁装置是在剪切阀本体上设计了特殊结构的安全锁紧结构，主要由锁紧弹簧、压板、止动销及挡圈组成，安全自锁装置置于活塞径向，活塞上设计与安全自锁装置配合的锁紧固定槽。当活塞受到高压流体的冲击产生轴向位移时，轴向限位结构与安全自锁装置共同作用，通过锁紧弹簧的作用力将活塞锁紧固定在指定位置。

而为解决高速、高压供应燃料对密封圈的冲击导致的密封失效问题，采用了燕尾槽结构的组合密封形式，该结构由两个对称结构组成的燕尾槽包裹密封圈结构，密封圈置于燕尾槽内并夹紧固定，两个对称结构通过固定螺栓联接固定。当组合密封结构受到高速、高压流体冲击时，由于两个对称结构组成的燕尾槽包裹固定，使密封圈在发挥了密封作用的同时又不至于受力变形。

依据上述原理，本发明的技术方案为：

所述一种带自锁功能的燃料剪切阀，其特征在于：包括剪切阀本体、轴套、活塞、定位装置、锁紧螺母、剪切销和安全自锁装置；

所述剪切阀本体一端具有燃料接头，剪切阀本体内部具有轴向台阶通孔，且轴向台阶通孔的小径段与剪切阀本体端部的燃料接头连通；剪切阀本体另一端具有外螺纹；

在剪切阀本体轴向台阶通孔的侧壁开有两个燃料通孔并安装有燃料接头，其中一个燃料通孔在轴向台阶通孔的小径段，另一个燃料通孔在轴向台阶通孔的大径段；在轴向台阶通孔大径段侧壁上还开有用于安装安全自锁装置的径向孔；

所述轴套为带有轴向通孔的圆柱结构；轴套安装在剪切阀本体轴向台阶通孔的大径段；轴套外侧面与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段通过密封装置密封配合，且密封装置处于剪切阀本体轴向台阶通孔侧壁两个燃料通孔之间位置；轴套侧壁上开有销孔和流通孔；其中流通孔与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的燃料通孔对应连通；轴套的轴向通孔为变径通孔，其中内段孔径小于外段孔径；在轴套靠近外端的侧壁上开有径向台阶通孔，位置与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的径向孔对应，用于安装安全自锁装置；

所述安全自锁装置包括止动销、锁紧弹簧、压板和挡圈；压板和挡圈固定在剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的径向孔内，止动销安装在轴套靠近外端侧壁上的径向台阶通孔内，止动销侧壁具有环形凸起，能够与轴套径向台阶通孔的台阶面定位；锁紧弹簧处于压缩状态，两端受压板和止动销侧壁环形凸起约束；

所述活塞安装在轴套内，且在活塞头部采用组合密封结构与轴套的小孔径内段配合；在活塞上还开有销孔，与轴套上的销孔对应安装剪切销；活塞侧壁还开有沟槽，沟槽位置满足活塞移动至定位装置内到位后，安全自锁装置的止动销在锁紧弹簧作用下进入沟槽，并将活塞定位的要求；所述组合密封结构分为轴向两段，通过螺钉同轴固定，固定后在侧壁面上形成一圈外口小，内口大的燕尾槽，燕尾槽内挤压固定有密封圈，密封圈与轴套小孔径内段壁面密封贴合；

所述定位装置为带有轴向盲孔的圆柱结构，盲孔孔径与轴套外段孔径一致，盲孔深度满足活塞移动至定位装置内后，活塞与轴套之间不再密封的要求；定位装置外侧面与剪切阀本体轴向台阶通孔通过密封装置密封配合；

所述锁紧螺母与剪切阀本体端部外螺纹配合，通过外螺纹将轴套轴向定位。

有益效果

采用本发明能够解决高速、高压供应燃料对密封圈的冲击导致的密封失效问题，且通过安全自锁装置能够将活塞在动作后锁定，防止其复位导致燃料通路中断。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：燃料剪切阀总体结构示意图；

图2：安全自锁装置示意图；

其中：1锁紧螺母、2定位装置、3活塞、4组合密封结构、5剪切阀本体、6剪切销、7止动销、8锁紧弹簧、9压板、10挡圈。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实施例中的带自锁功能的燃料剪切阀，包括剪切阀本体5、轴套、活塞3、定位装置2、锁紧螺母1、剪切销6和安全自锁装置。

所述剪切阀本体一端为燃料进口A，具有燃料接头；剪切阀本体内部具有轴向台阶通孔，且轴向台阶通孔的小径段与剪切阀本体端部的燃料接头连通；剪切阀本体另一端具有外螺纹。

在剪切阀本体轴向台阶通孔的侧壁开有两个燃料通孔并安装有燃料接头，其中一个燃料通孔在轴向台阶通孔的小径段，为燃料出口B，另一个燃料通孔在轴向台阶通孔的大径段，为燃料出口C；在轴向台阶通孔大径段侧壁上还开有用于安装安全自锁装置的径向孔。

所述轴套为带有轴向通孔的圆柱结构；轴套安装在剪切阀本体轴向台阶通孔的大径段；轴套外侧面与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段通过密封装置密封配合，且密封装置处于剪切阀本体轴向台阶通孔侧壁两个燃料通孔之间位置；轴套侧壁上开有销孔和流通孔；其中流通孔与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的燃料通孔对应连通；轴套的轴向通孔为变径通孔，其中内段孔径小于外段孔径；在轴套靠近外端的侧壁上开有径向台阶通孔，位置与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的径向孔对应，用于安装安全自锁装置。

所述安全自锁装置包括止动销、锁紧弹簧、压板和挡圈；压板和挡圈固定在剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的径向孔内，止动销安装在轴套靠近外端侧壁上的径向台阶通孔内，止动销侧壁具有环形凸起，能够与轴套径向台阶通孔的台阶面定位；锁紧弹簧处于压缩状态，两端受压板和止动销侧壁环形凸起约束。

所述活塞安装在轴套内，且在活塞头部采用组合密封结构与轴套的小孔径内段配合；在活塞上还开有销孔，与轴套上的销孔对应安装剪切销；活塞侧壁还开有沟槽，沟槽位置满足活塞移动至定位装置内到位后，安全自锁装置的止动销在锁紧弹簧作用下进入沟槽，并将活塞定位的要求；所述组合密封结构分为轴向两段，通过螺钉同轴固定，固定后在侧壁面上形成一圈外口小，内口大的燕尾槽，燕尾槽内挤压固定有密封圈，密封圈与轴套小孔径内段壁面密封贴合。

所述定位装置为带有轴向盲孔的圆柱结构，盲孔孔径与轴套外段孔径一致，盲孔深度满足活塞移动至定位装置内后，活塞与轴套之间不再密封的要求；定位装置外侧面与剪切阀本体轴向台阶通孔通过密封装置密封配合。

所述锁紧螺母与剪切阀本体端部外螺纹配合，通过外螺纹将轴套轴向定位。

燃料进口A与燃料泵出口相连接，燃料由燃料进口A流入，进入到剪切阀腔体后，在剪切阀轴向方向上，受到活塞3及组合密封结构4的密封作用，燃料从燃料出口B流出。流出的燃料进入到燃料管路供应系统中用作充填燃料等。

当燃料供应系统的管路燃料充填完毕后，燃料出口B被密封堵死，而燃料仍由燃料进口A不断流入到剪切阀腔体中，在有限的体积空间内，导致剪切阀腔内压力不断的增大，当压力增大到能够使剪切销6剪断时，活塞3沿轴向运动到定位装置2的空腔内，由于体积的变大，活塞3上的密封圈失去密封作用，燃料由燃料进口A通过腔体上的孔进入到燃料出口C，打通燃料供应系统的通道。

安全自锁装置由止动销7、锁紧弹簧8、压板9及挡圈10组成，在活塞3未动作时，止动销7与活塞3贴近，锁紧弹簧8呈压缩状态。活塞上设计专门与止动销7配合的沟槽，当活塞3沿轴向运动到定位装置2的限定位置后，止动销7在弹簧弹力作用下进入到活塞上对应的沟槽内，活塞3在轴向上被可靠的固定约束，防止活塞的复位导致燃料的切断，保证燃料供应系统的可靠工作。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种带自锁功能的燃料剪切阀，其特征在于：包括剪切阀本体、轴套、活塞、定位装置、锁紧螺母、剪切销和安全自锁装置；

所述剪切阀本体一端具有燃料接头，剪切阀本体内部具有轴向台阶通孔，且轴向台阶通孔的小径段与剪切阀本体端部的燃料接头连通；剪切阀本体另一端具有外螺纹；

在剪切阀本体轴向台阶通孔的侧壁开有两个燃料通孔并安装有燃料接头，其中一个燃料通孔在轴向台阶通孔的小径段，另一个燃料通孔在轴向台阶通孔的大径段；在轴向台阶通孔大径段侧壁上还开有用于安装安全自锁装置的径向孔；

所述轴套为带有轴向通孔的圆柱结构；轴套安装在剪切阀本体轴向台阶通孔的大径段；轴套外侧面与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段通过密封装置密封配合，且密封装置处于剪切阀本体轴向台阶通孔侧壁两个燃料通孔之间位置；轴套侧壁上开有销孔和流通孔；其中流通孔与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的燃料通孔对应连通；轴套的轴向通孔为变径通孔，其中内段孔径小于外段孔径；在轴套靠近外端的侧壁上开有径向台阶通孔，位置与剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的径向孔对应，用于安装安全自锁装置；

所述安全自锁装置包括止动销、锁紧弹簧、压板和挡圈；压板和挡圈固定在剪切阀本体轴向台阶通孔大径段侧壁的径向孔内，止动销安装在轴套靠近外端侧壁上的径向台阶通孔内，止动销侧壁具有环形凸起，能够与轴套径向台阶通孔的台阶面定位；锁紧弹簧处于压缩状态，两端受压板和止动销侧壁环形凸起约束；

所述活塞安装在轴套内，且在活塞头部采用组合密封结构与轴套的小孔径内段配合；在活塞上还开有销孔，与轴套上的销孔对应安装剪切销；活塞侧壁还开有沟槽，沟槽位置满足活塞移动至定位装置内到位后，安全自锁装置的止动销在锁紧弹簧作用下进入沟槽，并将活塞定位的要求；所述组合密封结构分为轴向两段，通过螺钉同轴固定，固定后在侧壁面上形成一圈外口小，内口大的燕尾槽，燕尾槽内挤压固定有密封圈，密封圈与轴套小孔径内段壁面密封贴合；

所述定位装置为带有轴向盲孔的圆柱结构，盲孔孔径与轴套外段孔径一致，盲孔深度满足活塞移动至定位装置内后，活塞与轴套之间不再密封的要求；定位装置外侧面与剪切阀本体轴向台阶通孔通过密封装置密封配合；

所述锁紧螺母与剪切阀本体端部外螺纹配合，通过外螺纹将轴套轴向定位。