CN108131478A - 一种新型自反馈超压切断装置 - Google Patents

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伊寅
韩雪梅
师海潮
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Abstract

本发明提出一种新型自反馈超压切断装置，主要包括阀体、阀盖、活塞、阀芯组合、阀芯座、和出口接头。阀体内加工的引流道和阀盖上加工的环形槽及4个斜孔，将介质的输送压力反馈至活塞上端面，当压力超限时，活塞在介质的压力下产生推动阀芯组合动作的推力，剪切销被剪断，活塞下面的空气阻力随空气通过阀体上的排气孔和阀盖的四个凸台形成的空腔排出而消失。根据压力限值的不同，剪切销可设计成不同材质和直径的销子。阀芯端面加工环形槽，将橡胶硫化并通过垫圈压固其上，出口接头上加工环形小凸台，当阀芯组合运动到底端时，阀芯上的橡胶与出口接头上小凸台接触，二者形成密封环，将进出口切断，从而实现系统的自我保护。

Description

一种新型自反馈超压切断装置
技术领域
本发明涉及一种超压切断阀，具体是一种新型自反馈超压切断装置。
背景技术
水下热动力航行器的燃料供应采用海水挤代方式实现。由于舱内压力限定在一定范围内，为保护燃料舱的安全，必须采用安全保护装置。传统的安全阀打开时，一般将海水排于舱内，不能满足要求。而溢流阀在大深度下，背压超过挤代压力，也无法溢流，无法满足要求，所以迫切需要设计一种在压力超限时能够自动切断进出口通路，且在切断后不再开启，起保护燃料舱作用的装置。而且由于这种装置需要在水下热动力航行器中安装，安装空间小，而电控反馈系统由于体积较大，也无法满足要求。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，满足安装空间小，且能够超压切断，保护燃料舱的要求，本发明提出一种新型自反馈超压切断装置，在压力超限时，自动切断进出口通路。正常工作时，进出口相通，由剪切销8将阀芯组合10固定定位，当压力超限时，介质工作压力通过阀体1内引流道13和阀盖4内环形槽17和4个斜孔18引至活塞6上端面，活塞6产生推力，克服剪切销8剪切力，推动阀芯组合10动作，切断进出口通路，不再开启，起到保护燃料舱的作用。
本发明的技术方案为：
所述一种新型自反馈超压切断装置，其特征在于：包括阀体，阀盖、活塞、阀芯座、阀芯组合、出口接头和进口接头；
所述阀体为中空结构，并在阀体侧壁上开有引流道和排气孔，引流道连通外部工作腔，排气孔与外部空间连通；阀体一端与阀盖固定密封连接，另一端与出口接头密封固定连接，阀体上还集成有进口接头，进口接头与出口接头连通；所述出口接头的内端面通孔边缘有轴向的一圈环形凸起；
所述阀盖开有轴向的台阶盲孔，活塞密封安装在阀盖的台阶盲孔内，且活塞外径等于阀盖台阶盲孔的大径；在阀盖侧壁上开有连通孔，将阀体侧壁内的引流道与台阶盲孔底部连通；阀盖内端面具有周向间隔的凸台；
所述阀芯座外表面为台阶轴结构，且在台阶面外侧具有径向凸台，阀芯座还具有中心轴向通孔；阀芯座安装在阀体内，阀芯座大径段与阀体内壁面密封配合，阀芯座台阶面径向凸台两侧受阀体内壁面台阶面和阀盖内端面凸台轴向约束；阀芯座小径段上开有同轴销孔；
所述阀芯组合为台阶圆柱结构；阀芯组合的小径段插入阀芯座中心轴向通孔，并与阀芯座中心轴向通孔内壁面密封配合；阀芯组合的小径段上开有销孔，与阀芯座小径段的同轴销孔配合，安装有剪切销；阀芯组合大径段端面开有密封环道，密封环道内硫化固定有橡胶；当阀芯组合与出口接头接触时，密封环道内的橡胶与出口接头内端面通孔边缘轴向环形凸起紧密接触。
进一步的优选方案，所述一种新型自反馈超压切断装置，其特征在于：在阀盖侧壁上开有一圈环形槽，在环形槽内沿周向均匀开有若干引流斜孔，将阀体侧壁内的引流道与台阶盲孔底部连通。
进一步的优选方案，所述一种新型自反馈超压切断装置，其特征在于：阀芯组合大径段端面中心铆接固定垫圈，垫圈将密封环道内的橡胶压在阀芯组合大径段端面。
有益效果
本发明的有益效果是：本方案提出的新型自反馈超压切断装置，通过自反馈系统的引入，不仅从原理上解决了动力系统对其外形安装尺寸小的高难要求，可靠地实现了水下热动力航行器燃料舱超压时的自我保护，保证了航行器正常工作时燃料舱的安全性。还降低了不可知因素发生时引起的对其动力系统的破坏性，能够有效降低科研、生产、试验阶段各组件的加工维护成本。
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是新型自反馈超压切断装置的剖视图；
图2是图1的仰视图及局部剖视图；
图3是图1中阀盖的剖视图；
图4是图1中阀芯的剖视图；
图5是图2中出口接头的剖视图及局部放大图。
图中，1-阀体，2-螺母，3-垫圈，4-阀盖，5-阀盖密封圈，6-活塞，7-活塞密封圈，8-剪切销，9-阀杆密封圈，10-阀芯组合，11-阀芯座，12-阀芯座密封圈，13-引流道，14-出口接头，15-排气孔，16-进口接头，17-环形槽，18-引流斜孔，19-凸台，20-密封环道，21-环形凸起。
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，本实施例中的新型自反馈超压切断装置，包括阀体1，阀盖4、活塞6、阀芯座11、阀芯组合10、出口接头14和进口接头16。
所述阀体1为近似筒形的中空结构，并在阀体侧壁上开有引流道13和排气孔15，引流道连通外部工作腔，排气孔与外部空间连通；阀体一端与阀盖固定密封连接，另一端与出口接头密封固定连接，阀体上还集成有进口接头，进口接头通过M39的外螺纹与系统管路相连，在阀体内，进口接头与出口接头连通。
所述阀盖插入在阀体一端，并通过双头螺柱、螺母和垫圈连接紧固连通，O形密封圈5实现阀盖与阀体的密封。阀盖开有轴向的台阶盲孔，活塞安装在阀盖的台阶盲孔内，且活塞外径等于阀盖台阶盲孔的大径，通过密封圈7实现活塞与阀盖的密封。在阀盖侧壁上开有一圈环形槽17，在环形槽内沿周向均匀开有四个引流斜孔18，将阀体侧壁内的引流道13与台阶盲孔底部连通，能够将工作腔内的介质引流至活塞6的上端面，当工作腔内介质压力大于一定值后，能够推动活塞轴向运动。阀盖内端面具有周向间隔的凸台19，小凸台19和排气孔15在活塞6运动时起排气作用，释放该装置内部空气对活塞6的阻力。
所述阀芯座11外表面为台阶轴结构，且在台阶面外侧具有径向凸台，阀芯座还具有中心轴向通孔；阀芯座安装在阀体内，阀芯座大径段与阀体内壁面通过密封圈12密封配合，阀芯座台阶面径向凸台两侧受阀体内壁面台阶面和阀盖内端面凸台轴向约束，将阀芯座固定在阀体内；阀芯座小径段上开有同轴销孔。
所述阀芯组合10为台阶圆柱结构；阀芯组合的小径段插入阀芯座中心轴向通孔，并与阀芯座中心轴向通孔内壁面通过O形密封圈9密封配合。阀芯组合的小径段上开有销孔，与阀芯座小径段的同轴销孔配合，安装有剪切销8；阀芯组合大径段端面开有密封环道20，密封环道内硫化固定有橡胶，阀芯组合大径段端面中心还铆接固定垫圈，垫圈将密封环道内的橡胶压在阀芯组合大径段端面，垫圈外径不大于出口接头14的最小内部通流直径。
出口接头14亦为台阶状中空圆柱形，中心为阶梯孔，出口接头的内端面通孔边缘有轴向的一圈环形凸起21，环形凸起21的内径大于阀芯组合10上的垫圈外径，外径小于阀芯组合10上的密封环道20外径，当阀芯组合与出口接头接触时，密封环道内的橡胶与出口接头内端面通孔边缘轴向环形凸起紧密接触。出口接头14最下端为插入式密封，通过M39的螺纹与管路连接。出口接头14和阀体1通过双头螺柱、螺母和垫圈连接。
剪切销8为某型铜丝，与阀芯座11一起对阀芯组合起定位作用，通过海水压力对活塞与阀杆的面积差而产生的对阀芯组合10的推力及运动零部件摩擦力的计算，设计出合理的铜丝直径，再以此为基础，设计几组与其直径相近的铜丝，通过模拟加载试验验证，获得压力高限下所需的剪切销。
由于该装置体积小、重量轻，可直接固连于系统管路上，无需额外的安装座。在初始状态下和正常工作时，阀芯组合在阀芯座11及剪切销8的作用下定位，此时，阀的进出口相通，介质压力通过引流道13作用到活塞6的压力，使活塞6产生的推力不足以克服剪切销8的剪断力和相对运动部件的摩擦力，阀芯组合10保持原状态。当介质压力超限时，介质压力通过引流道13作用到活塞6的压力，使活塞6产生的推力足以克服剪切销8的剪断力和相对运动部件的摩擦力，阀芯组合10向下动作，动作后，阀芯上密封环道20内的硫化橡胶圈压到出口接头14的环形凸台21上，形成环形密封结构，从而切断进出口，实现超压自动切断的功能，系统得到自我保护。
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 (3)

1.一种新型自反馈超压切断装置，其特征在于：包括阀体，阀盖、活塞、阀芯座、阀芯组合、出口接头和进口接头；
所述阀体为中空结构，并在阀体侧壁上开有引流道和排气孔，引流道连通外部工作腔，排气孔与外部空间连通；阀体一端与阀盖固定密封连接，另一端与出口接头密封固定连接，阀体上还集成有进口接头，进口接头与出口接头连通；所述出口接头的内端面通孔边缘有轴向的一圈环形凸起；
所述阀盖开有轴向的台阶盲孔，活塞密封安装在阀盖的台阶盲孔内，且活塞外径等于阀盖台阶盲孔的大径；在阀盖侧壁上开有连通孔，将阀体侧壁内的引流道与台阶盲孔底部连通；阀盖内端面具有周向间隔的凸台；
所述阀芯座外表面为台阶轴结构，且在台阶面外侧具有径向凸台，阀芯座还具有中心轴向通孔；阀芯座安装在阀体内，阀芯座大径段与阀体内壁面密封配合，阀芯座台阶面径向凸台两侧受阀体内壁面台阶面和阀盖内端面凸台轴向约束；阀芯座小径段上开有同轴销孔；
所述阀芯组合为台阶圆柱结构；阀芯组合的小径段插入阀芯座中心轴向通孔，并与阀芯座中心轴向通孔内壁面密封配合；阀芯组合的小径段上开有销孔，与阀芯座小径段的同轴销孔配合，安装有剪切销；阀芯组合大径段端面开有密封环道，密封环道内硫化固定有橡胶；当阀芯组合与出口接头接触时，密封环道内的橡胶与出口接头内端面通孔边缘轴向环形凸起紧密接触。
2.根据权利要求1所述一种新型自反馈超压切断装置，其特征在于：在阀盖侧壁上开有一圈环形槽，在环形槽内沿周向均匀开有若干引流斜孔，将阀体侧壁内的引流道与台阶盲孔底部连通。
3.根据权利要求1所述一种新型自反馈超压切断装置，其特征在于：阀芯组合大径段端面中心铆接固定垫圈，垫圈将密封环道内的橡胶压在阀芯组合大径段端面。
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