CN108180297B - 防颤振单向阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防颤振单向阀。其中，防颤振单向阀包括壳体、阀芯，壳体上设置有所述单向阀的入口和出口，阀芯用于打开和关闭入口与出口之间的流路，单向阀还包括安装在壳体内的套筒，套筒和壳体之间设置有弧形孔，弧形孔配置为气体流通的通道，弧形孔总的流通面积大于单向阀公称通径；套筒靠近单向阀出口部位设置有阻尼孔。本发明的防颤振单向阀基于流体流动特性，设置弧形孔形成气体流通通道，使局部压力降低，单向阀打开后不会发生颤振；在阀芯背压腔与出口间的套筒上设置阻尼孔，提高了阀芯前后压力差的稳定性，有利于抑制单向阀颤振；在阀芯与套筒间装有波纹带涨圈，保证了低温与常温条件下阀芯和套筒之间的进气量一致。

Description

防颤振单向阀

技术领域

本发明涉及单向阀领域，具体而言，涉及一种运载火箭用防颤振单向阀。

背景技术

单向阀是运载火箭增压输送系统的重要单机，在增压、引射、气封、平台供气等气路中有着广泛的应用。但单向阀在生产验收、靶场测试中曾多次发生过颤振现象，影响了增压系统的正常工作，严重时还可能造成阀门自身功能失效或增压系统的其他元件结构破坏。

颤振问题对单向阀的正常工作有很大的影响，颤振过程即是阀芯和弹簧的往复过程，弹簧的往复运动会加速弹簧的疲劳失效，同时加速了单向阀内部导向结构的磨损，减少了单向阀有效的开启次数且缩短了单向阀的使用寿命；阀芯的往复运动增加了阀座对非金属密封材料的冲击次数，加速了阀座与密封材料的磨损，因此颤振现象会影响单向阀的漏率和密封。针对单向阀的颤振问题必须给予具体的解决方法，以提高单向阀的工作性能和可靠性。

目前，针对单向阀颤振问题有几种改进结构，如通过采用增加不锈钢弹簧圈或波纹带涨圈以增加阻尼的方法避免颤振，但采用不锈钢弹簧圈容易产生多余物或发生卡滞，而采用波纹带涨圈虽然可以一定程度上改善颤振问题，但在常温和低温下阻尼效果不稳定。

本发明提出了一种防振颤的单向阀结构，通过单向阀内部流道的优化设计提高阀芯前后压差，试验验证表明此种单向阀结构可有效抑制单向阀颤振，具有较好的效果。

发明内容

本发明提供了一种防颤振单向阀，以至少解决单向阀充气过程中颤振的技术问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案为：

一种防颤振单向阀，包括壳体、阀芯，其中壳体上设置有单向阀的入口和出口，阀芯用于打开和关闭入口与出口之间的流路，单向阀还包括安装在壳体内的套筒，套筒和壳体之间设置有弧形孔，弧形孔配置为气体流通的通道，并且，弧形孔总的流通面积大于单向阀公称通径；套筒靠近单向阀出口部位设置有阻尼孔。

可选的，弧形孔有6个且均匀分布在套筒和壳体之间。

可选的，阀芯的外周与套筒的内壁之间配置有波纹带涨圈，波纹带安装于涨圈内部。

可选的，波纹带材料为弹性合金。

可选的，涨圈材料为聚四氟乙烯。

可选的，单向阀还包括滤网，滤网设置于单向阀的入口和出口处。

可选的，阀芯的背压腔还设置有与套筒抵接的弹簧。

本发明的有益效果在于：

本发明的防颤振单向阀基于流体流动特性，设置弧形孔形成气体流通通道，使局部压力降低，单向阀打开后不会发生颤振；在阀芯背压腔与出口间的套筒上设置阻尼孔，提高了阀芯前后压力差的稳定性，有利于抑制单向阀颤振；在阀芯与套筒间安装波纹带涨圈，保证了低温与常温条件下阀芯和套筒之间的进气量基本一致。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明防颤振单向阀的结构示意图；

图2是图1所示防颤振单向阀沿A-A线的剖视图；

图3是本发明防颤振单向阀波纹带涨圈的截面图。

图中，1.滤网，2.壳体，3.阀芯，4.套筒，5.弹簧，6.波纹带涨圈，61.涨圈，62.波纹带，7.阻尼孔，8.弧形孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

单向阀一般由壳体、阀芯、弹簧等组成，当入口气体压力达到开启压力时，气压推动阀芯克服弹簧力开启，气体流过单向阀；入口压力降低到一定值时，阀芯在弹簧力的作用下回位，实现密封。

实施例1

参见图1所示，本实施例提供一种防颤振单向阀，该单向阀包括壳体2、阀芯3，其中壳体2上设置有单向阀的入口和出口，阀芯3用于打开和关闭入口与出口之间的流路，该单向阀还包括安装在壳体内的套筒4，阀芯3安装在套筒4内部，参见图2所示，套筒4和壳体2之间设置有弧形孔8，弧形孔形成气体流通的通道，并且，弧形孔总的流通面积大于单向阀公称通径。套筒4靠近单向阀出口部位设置有阻尼孔7，阻尼孔7的一侧为阀芯背压腔，另一侧为单向阀出口。

单向阀工作时，气体从单向阀入口进入，推开阀芯3，气体经过弧形孔8后，流道逐渐缩小，形成环形的流通通道，到达阻尼孔7处气体流通面积与单向阀公称通径一致，此时气体流通面积较弧形孔处的变小，因此气体流速增大，局部压力降低，在阻尼孔7处形成局部低压区，阀芯3在其前后较大的压力差下迅速打开，避免了颤振现象。同时，阻尼孔出口端压力波动被阻尼孔消减，使阀芯背压腔压力变化趋缓，提高了阀芯前后压力差的稳定性，有利于抑制单向阀颤振。

通过上述实施例公开的方案，采用在单向阀内部设置弧形孔形成气体流通通道的方式，使局部压力降低，单向阀打开后不会发生颤振；同时，在阀芯背压腔与出口间的套筒上设置阻尼孔，提高了阀芯前后压力差的稳定性，有利于抑制单向阀颤振。

具体的，参考图2所示，作为具体实例，套筒4与壳体2间有6个弧形孔，且6个弧形孔均匀分布，形成气体流通通道，6个弧形孔总的流通面积大于单向阀的公称通径。

参考图1和图3所示，本实施例的防颤振单向阀阀芯的外周与套筒的内壁之间还配置有波纹带涨圈6，波纹带62安装于涨圈61内部。具体的，波纹带材料为弹性合金，涨圈材料为聚四氟乙烯。由于波纹带62在常低温下有比较稳定的弹性作用，对涨圈61持续起到支撑的作用，使阀芯3与套筒4间进气量趋于稳定，而这种稳定的进气量，使阀芯背压腔压力稳定的维持在较低的水平，保证了阀芯前后较大的压力差。

此外，该单向阀还包括滤网1，滤网1设置于单向阀的入口和出口处，滤网1使单向阀正反向均能有效的隔离多余物，提高单向阀自身工作的可靠性。

参考图1所示，该单向阀阀芯的背压腔还设置有与套筒抵接的弹簧5，弹簧5的另一端与阀芯连接。

运载火箭用单向阀使用环境可达液氢温区，单向阀需满足该温区环境使用要求，本发明实施例的防颤振单向阀将单向阀阀芯背压腔与单向阀出口采用阻尼孔隔离，气体由单向阀入口经阀芯背压腔外流至单向阀出口，基于流体的流动特性，阀芯背压较低；同时由于阻尼孔的气动阻尼作用，降低了阀芯背压腔压力的变化速率，又兼有稳定背压腔压力的目的。

阀门入口通气，阀芯在气体压力下打开，气体经套筒与壳体间流道流至出口，阀芯与套筒间，安装波纹带涨圈，即使液氢温区也能保证两者间的摩擦力，阀芯背压腔与出口间阻尼孔保证了气体流通缓变稳定性。

此外，上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防颤振单向阀，包括壳体、阀芯，其中所述壳体上设置有所述单向阀的入口和出口，所述阀芯用于打开和关闭所述入口与所述出口之间的流路，其特征在于，所述单向阀还包括安装在所述壳体内的套筒，阀芯安装在套筒内部，所述套筒和所述壳体之间设置有弧形孔，所述弧形孔配置为气体流通的通道，并且，弧形孔总的流通面积大于单向阀公称通径；所述套筒靠近单向阀出口部位设置有阻尼孔；所述弧形孔有6个且均匀分布在所述套筒和所述壳体之间；所述阀芯的外周与所述套筒的内壁之间配置有波纹带涨圈，波纹带涨圈包括波纹带和涨圈，所述波纹带安装于涨圈内部。

2.根据权利要求1所述的防颤振单向阀，其特征在于，所述波纹带材料为弹性合金。

3.根据权利要求1所述的防颤振单向阀，其特征在于，所述涨圈材料为聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的防颤振单向阀，其特征在于，所述单向阀还包括滤网，所述滤网设置于所述单向阀的入口和出口处。

5.根据权利要求1所述的防颤振单向阀，其特征在于，所述阀芯的背压腔还设置有与所述套筒抵接的弹簧。

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