CN108278413A - 一种适用于航天器密封舱压力控制的余压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，采用波纹管作为感压元件，并通过调节感压元件内部压力来控制舱内压力。本发明阀门尺寸小、重量轻、通过感应环境压力自动关闭，无需耗费电资源。

Description

一种适用于航天器密封舱压力控制的余压阀

技术领域

本发明涉及航天器环境控制技术领域，具体涉及一种适用于航天器密封舱压力控制的余压阀。

背景技术

航天器密封舱多用于承载科学实验载荷开展多项空间科学实验。在火箭发射阶段，随着飞行高度的增加，密封舱外大气密度和大气压力迅速下降，为了保证科学实验载荷对试验压力的需求，同时保证密封舱体结构不受破坏，需要设置阀门将密封舱内气压快速降至规定压力值范围内。同时在航天器在轨飞行阶段，阀门有效密封以保证航天器密封舱内压力。

密封舱容积较大，要实现快速泄压的功能，要求阀门的有效通径较大。目前航天器大通径阀门中，最常见的是弹簧控制阀门与电控阀门。弹簧控制阀门依靠弹簧作为感压元件，通过设置预紧力实现阀门关闭，缺点为阀门尺寸较大，重量较重，阀门关闭点调节较难；电控阀门依靠传感器感应环境压力，通过电控方式实现阀门关闭，缺点为需要消耗航天器电资源进行操作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，阀门尺寸小、重量轻、通过感应环境压力自动关闭，无需耗费电资源。

本发明的具体实施方案如下：

一种适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，所述余压阀包括阀座、上盖、波纹管、下盖及密封结构；

所述上盖的伸出杆与下盖的伸出杆均位于波纹管内部，且上盖的伸出杆与下盖的伸出杆滑动配合，同时上盖、下盖分别与波纹管的上端和下端焊接固定；上盖设有与上盖伸出杆贯通的通孔，并通过密封结构密封形成密封腔体，上盖与阀座上部固定连接，下盖通过密封圈密封阀座下部阀口，波纹管根据内外压差控制舱内压力。

进一步地，所述密封结构为气门针，所述气门针通过螺套与上盖固定连接，气门针外部通过密封帽封堵气门针出气孔。

进一步地，所述气门针与密封帽之间设有密封垫。

进一步地，所述密封帽与上盖螺纹连接，同时密封帽通过螺钉与上盖端面固定连接。

进一步地，所述阀座外安装有防尘网。

有益效果：

1、本发明采用波纹管作为感压元件，并通过调节感压元件内部压力来控制舱内压力，该阀门尺寸小、重量轻、通过感应环境压力自动关闭，无需耗费电资源；其次，采用滑动配合的上盖和下盖，起导向作用，能够确保波纹管在一个方向运动。

2、本发明采用气门针封闭波纹管，由于气门针在自然状态下只进不出，便于同时调节波纹管内部气压和密封波纹管，能够精确控制阀门关闭点。

3、本发明设置的密封帽，以及密封帽的连接方式，能够确保形成一个密封腔，实现阀门关闭点的精确控制。

附图说明

图1为本发明开启时的结构剖面示意图；

图2为本发明关闭时的结构剖面示意图；

图3为本发明感压元件的结构示意图。

其中，1-防尘网、2-螺钉Ⅰ、3-平垫Ⅰ、4-密封帽、5-气门针、6-密封垫、7-螺套、8-垫圈、9-密封圈、10-压片、11-螺钉Ⅱ、12-弹垫、13-平垫Ⅱ、14-感压元件、15-阀口密封圈、16-阀座、17-上盖、18-波纹管、19-下盖。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供的适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，采用波纹管作为感压元件，并通过调节感压元件内部压力来设置阀门关闭点，波纹管会根据内外压差的变化进行伸缩来实现余压阀的开启和关闭。

如图3所示，感压元件14由上盖17、波纹管18、下盖19组成，上盖17设有与上盖17伸出杆贯通的通孔，上盖17的伸出杆与下盖19的伸出杆均位于波纹管18内部，且二者滑动配合，同时上盖17、下盖19分别与波纹管18的上端17和下端19焊接固定。

如图1所示，余压阀包括螺钉Ⅰ2、平垫Ⅰ3、密封帽4、气门针5、密封垫6、螺套7、垫圈8、密封圈9、压片10、螺钉Ⅱ11、弹垫12、平垫Ⅱ13、感压元件14、阀口密封圈15及阀座16。

上盖17设的通孔通过气门针5密封，气门针5通过螺套7与上盖17固定连接，螺套7套装在气门针5外圆周上，同时二者螺纹连接，螺套7的外圆周上设有外螺纹，与上盖17内壁的内螺纹固定连接。在螺套7下端面与上盖17上端面接触的地方设置密封圈9，垫圈8安装在密封圈9上，通过压紧垫圈8与密封圈9来保证螺套7外侧密封性。气门针5外部通过密封帽4封堵气门针5出气孔，气门针5与密封帽4之间设有密封垫6。密封帽4的内螺纹与上盖17的外螺纹连接，此时感压元件14与垫圈8、密封圈9、螺套7、气门针5、密封垫6、密封帽4形成密封腔体。同时，在密封帽4上安装压片10，并通过拧紧螺钉Ⅰ2与平垫Ⅰ3来保证密封腔体的密封性。

感压元件14安装在阀座16上，阀座16外焊接安装有防尘网1，上盖17与阀座16上部通过螺钉Ⅱ11、弹垫12、平垫Ⅱ13固定连接，阀口密封圈15安装在下盖19密封槽中，下盖19通过阀口密封圈15密封阀座16下部阀口，由于感压元件14的波纹管18内气压与环境气压一致，波纹管18预紧力使安装在下盖19密封槽中的阀口密封圈15与阀座16刀口紧密接触，余压阀关闭，如图2所示。

波纹管18根据内外压差控制舱内压力。根据科学载荷与航天器密封舱结构对舱内气压的要求，需要设置阀门关闭点，通过地面调试员手动对感压元件14的波纹管18内气压进行调试获得。调试过程如下：拧松并拆下螺钉Ⅰ2与平垫Ⅰ3，依次取下压片10与密封帽4，调试人员将抽气装置与气门针5连接后开始抽气，此时波纹管18内气压变小，波纹管18收缩，下盖19抬升。当波纹管18内气压达到设计值后，调试人员关闭并取下抽气装置，将密封帽4与上盖17外螺纹连接，安装在密封帽4中的密封垫6封堵气门针5通气口，将压片放置在密封帽4上，通过拧紧螺钉Ⅰ2与平垫Ⅰ3保证密封。调试完毕后，感压元件14的波纹管18内气压小于地面环境气压，波纹管18处于收缩状态，下盖19处于抬升状态，余压阀开启，如图1所示。

工作时，余压阀通过阀座16安装在航天器密封舱内，阀座16下部的阀口连接航天器外部。在地面阶段，余压阀处于开启状态，密封舱内气压与环境气压一致；在火箭发射阶段，随着密封舱外大气压力下降，波纹管18内气压大于波纹管18外气压，波纹管18逐渐伸长。密封舱内气压到达阀门关闭点时，下盖19密封槽中的阀口密封圈15与阀座16刀口接触，余压阀关闭；在航天器在轨飞行阶段，波纹管18预紧力与波纹管18内气压使阀口密封圈15与阀座16刀口紧密接触，余压阀处于关闭状态，保证密封舱内气压在设定范围内。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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)

1.一种适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，其特征在于，所述余压阀包括阀座、上盖、波纹管、下盖及密封结构；

所述上盖的伸出杆与下盖的伸出杆均位于波纹管内部，且上盖的伸出杆与下盖的伸出杆滑动配合，同时上盖、下盖分别与波纹管的上端和下端焊接固定；上盖设有与上盖伸出杆贯通的通孔，并通过密封结构密封形成密封腔体，上盖与阀座上部固定连接，下盖通过密封圈密封阀座下部阀口，波纹管根据内外压差控制舱内压力。

2.如权利要求1所述的适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，其特征在于，所述密封结构为气门针，所述气门针通过螺套与上盖固定连接，气门针外部通过密封帽封堵气门针出气孔。

3.如权利要求2所述的适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，其特征在于，所述气门针与密封帽之间设有密封垫。

4.如权利要求2或3所述的适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，其特征在于，所述密封帽与上盖螺纹连接，同时密封帽通过螺钉与上盖端面固定连接。

5.如权利要求1所述的适用于航天器密封舱压力控制的余压阀，其特征在于，所述阀座外安装有防尘网。