CN109519555A - 常闭式高压阀门火工动作自动放气装置 - Google Patents

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付绍明
徐浩
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Abstract

本发明公开了一种常闭式高压阀门火工动作自动放气装置。包括阀体（1）、密封块（2）、密封块弹性组件（3）、锁块（4）、O型圈（5）、火工品（6）、插针（7）和插针弹性组件（8），使用火工品击发时的能量作为动力源改变密封块和锁块的位置，密封块和阀体可在弹性组件作用下实现自动复位，可通过排气通道实现排气和充气两种功能。本发明装置的基础结构加工难度小，且成本较低。

Description

常闭式高压阀门火工动作自动放气装置
技术领域
本发明涉及气动元件中的方向控制阀领域，具体地说，是一种利用火工品击发能量开启常闭式高压阀门的装置。
背景技术
在高压（10MPa～100MPa）下，常用的自动放气装置为电磁阀，其由电磁线圈、磁芯和阀体构成，当线圈通电或断电时，磁芯处于不同的位置，以实现改变电磁阀通断的功能。
市场上广泛应用的电磁阀，其阀芯材料多为聚四氟乙烯或类似功能的材料，当反复使用后，阀芯材料与阀体内孔接触会导致阀芯材料发生结构变形，发生轻微泄露。在密封性要求非常高的场景下，这些电磁阀并不能满足使用需求。
部分高端电磁阀虽然密封性满足要求，但其结构复杂，单价均在一万元左右，使用成本很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用火工品激发能量自动开启常闭式高压阀门的装置。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种常闭式高压阀门火工动作自动放气装置，包括阀体、密封块、密封块弹性组件、锁块、O型圈、火工品、插针和插针弹性组件；
阀体设置有进气通道、排气通道，阀体内沿放气状态下气流流动方向依次安装密封块弹性组件、密封块、锁块，O型圈设置在锁块和阀体内腔体之间，锁块上设置有止动台阶，插针和插针弹性组件轴线垂直于锁块轴线，插针与锁块止动台阶位置处接触，火工品与密封块、锁块同轴布置，锁块轴线方向远进气通道侧端面与火工品接触。
本装置在常闭状态下，密封块与阀体的研合面互相接触，同时在在弹性组件和容器内空气压力作用下两者互相之间的自密封，空气压力越高，密封块与阀体的自密封效果越好。
当阀门开启时，火工品内部撞针以很大的速度击发，撞针的动能使锁块和密封块运动，锁块运动到指定位置时，插针在弹性组件作用下锁定锁块和密封块位置。此时，密封块和阀体之间的间隙可保证阀门持续处于放气状态。
本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）本装置的基础结构加工难度较低，无特殊工艺。（2）每次使用需消耗火工品一发，无其它消耗品。（3）使用的火工品为成熟产品，市场上即可采购，且成本较低。
附图说明
图1为本发明的装置处于常闭状态下的示意图。
图2为本发明的装置在工作状态下的示意图。
具体实施方式
本发明装置的结构特点：
1)密封块和阀体之间采用研合面密封，研合面通过精密研配消除间隙，可以在外力的作用下保证密封；
2)锁块和阀体之间的动密封采用O型圈密封，通过选择合适的材料，该O型圈可保证在高压状态下的密封；
3)密封块和插针在弹性组件作用下可自行运动。
本装置主要由阀体、密封块、密封块弹性组件、锁块、O型圈、火工品、插针、插针弹性组件构成。
其中阀体为主体结构，供其它组件安装用。阀体上主要设置有进气通道、排气通道、研合面（与密封块研合面配合使用）。
密封块主要用于保证装置在常闭状态下的自密封，其实现方式为密封块和阀体研合面密封。密封块弹性组件为压簧，一直保持在受压状态，其作用力作用在密封块上，可以保证密封块和阀体研合面实现自密封。当密封块向下运动时，密封块和阀体的研合面分离，其间隙即可实现放气功能。
O型圈配合锁块使用实现锁块和阀体之间的动密封。同时，锁块在火工品作用下会向下运动，从而推动密封块与阀体研合面分离，分离形成的间隙与排气通道联通，实现放气功能。锁块上设置有一个止动台阶，该台阶配合插针使用可锁定锁块的轴向位置。
火工品为成熟定型产品，其工作时内部撞针会以很高的速度向前运动，撞针的动能保证其接触到锁块时可以推动锁块和密封块共同运动，从而实现密封块和阀体研合面的分离。
插针主要作用为限制锁块位置。装置在常闭状态时，插针在插针弹性组件作用下顶在锁块侧面，当锁块在火工品作用下运动到指定位置时（该位置需保证），插针会在弹性组件作用下越过锁块的止动台阶，此时锁块的轴向位置即被插针限制而无法回退到初始位置。由于锁块与密封块是实时接触的，锁块位置被限制即保证了密封块与阀体研合面分离，实现了放气功能。
下面结合图1和图2对本发明的具体结构作进一步说明。
阀体1内沿放气状态下气流流动方向依次设置密封块弹性组件安装座9、密封块腔体、锥台10、连接密封快腔体和锁块腔体的联通孔、锁块腔体、插针安装座11和火工品安装座12；其中，密封块弹性组件安装座9、密封块腔体、连接密封快腔体和锁块腔体的联通孔、锁块腔体和火工品安装座12同轴设置，火工品安装座12仅与构成锁块腔体的局部阀体主体连接，火工品安装座12位于距离进气通道远侧；插针安装座11仅与构成锁块腔体的局部阀体主体连接，插针安装座11垂直于密封块2、锁块4和火工品安装座12的轴线设置，插针安装座11轴线与火工品安装座12轴线的交点位于火工品安装座12近进气通道一侧。
所述密封块腔体内任意位置设置一个与进气通道相连通的孔，密封块腔体内沿放气状态下气流流动方向依次安装密封块弹性组件3、密封块2，弹性组件3两端分别接触阀体密封块弹性组件安装座9和密封块2，弹性组件3处于受压状态；密封块2另一端与阀体锥台10接触，该接触位置侧为研合面，该研合面经与密封块研配而成；密封块2与腔体间有间隙；锥台10上布置连接密封快腔体和锁块腔体的联通孔。
所述锁块腔体与锁块4非接触处任意位置设置一个与排气通道相连通的孔，锁块腔体内沿放气状态下气流流动方向依次设置锁块4、O型圈5；锁块4与密封块2接触端直径小于锥台10孔径，锁块4穿过锥台孔径与密封块2接触，锁块4另一端设置一个止动台阶，该台阶近进气通道侧直径大于近排气通道侧直径；锁块4上与锁块腔体周向接触处任意位置设置O型圈安装腔体，该O型圈5安装后与锁块4和锁块腔体同时接触；
所述锁块4与火工品撞针同轴布置，锁块4轴线方向远进气通道侧端面与火工品撞针接触，火工品6固定在火工品安装座内12内。
所述插针7与插针弹性组件8固定在插针安装座11上，弹性组件8处于受压状态；插针7一端与锁块4止动台阶大直径处接触，插针方向垂直于锁块轴线。
当锁块4向近进气通道侧运动，插针7在弹性组件8作用下向前伸出，与锁块止动台阶小直径处接触。这样即使火工品6工作完成后，锁块4在阀体1内逆气压作用下有向远进气通道侧运动的力，但由于锁块止动台阶与插针7的卡滞作用，无法使插针退回，这样即形成止动效果。该状态下，锁块4与密封块2保持在放气位置，通过连接密封快腔体和锁块腔体的联通孔进行放气。
下面结合图1和图2详细说明本发明装置的工作过程。
1 常闭功能
当装置在常闭状态下时，密封块在弹性组件作用下与阀体接触，两者通过研合面实现密封，容器内空气压力作用在密封块上时，压力越高，两者接触的越紧密，自密封效果越好。
2 放气功能
装置放气时，火工品工作，其内部撞针会以很大的速度击发，撞针撞击到锁块和密封块后，锁块和密封块运动到一定位置后，密封块和阀体的研合面彼此分离，空气可通过密封块和阀体之间的间隙流到排气通道，实现放气功能。此时，插针在弹性组件作用下，通过锁块的止动台阶锁定锁块和密封块位置，密封块和阀体间形成间隙，实现装置放气功能。
3 复位功能
放气完毕后，手动克服插针弹性组件力将插针拨回初始位置，密封块和锁块在密封块弹性组件作用下可自行复位，此时，密封块和阀体研合面接触，阀门回到常闭状态。
4 充气功能
常闭状态下，可通过排气通道反向向容器内充气。充气时，在气压作用下，密封块压紧弹性组件向下运动，与阀体研合面分离，空气沿密封块和阀体研合面之间的间隙向容器内充气。充气完成后，装置在弹性组件和气压作用下回到初始位置，再次实现常闭功能。此时，重新安装火工品，阀门即再次处于可使用状态，火工品工作，阀门可重复实现放气功能。

Claims (6)

1.一种常闭式高压阀门火工动作自动放气装置，其特征在于：包括阀体（1）、密封块（2）、密封块弹性组件（3）、锁块（4）、O型圈（5）、火工品（6）、插针（7）和插针弹性组件（8）；
阀体（1）设置有进气通道、排气通道，阀体（1）内沿放气状态下气流流动方向依次安装密封块弹性组件（3）、密封块（2）、锁块（4），O型圈（5）设置在锁块（4）和阀体（1）内腔体之间，锁块（4）上设置有止动台阶，插针（7）和插针弹性组件（8）轴线垂直于锁块（4）轴线，插针（7）与锁块（4）止动台阶位置处接触，火工品（6）与密封块（2）、锁块（4）同轴布置，锁块（4）轴线方向远进气通道侧端面与火工品（6）接触。
2.根据权利要求1所述的自动放气装置，其特征在于：所述阀体（1）内沿放气状态下气流流动方向依次设置密封块弹性组件安装座（9）、密封块腔体、锥台（10）、连接密封快腔体和锁块腔体的联通孔、锁块腔体、插针安装座（11）和火工品安装座（12）；其中，密封块弹性组件安装座（9）、密封块腔体、连接密封快腔体和锁块腔体的联通孔、锁块腔体和火工品安装座（12）同轴设置，火工品安装座（12）与构成锁块腔体的局部阀体主体连接，火工品安装座（12）位于距离进气通道远侧；插针安装座（11）与构成锁块腔体的局部阀体主体连接，插针安装座（11）垂直于密封块（2）、锁块（4）和火工品安装座（12）的轴线设置，插针安装座（11）轴线与火工品安装座（12）轴线的交点位于火工品安装座（12）近进气通道一侧。
3.根据权利要求1或2所述的自动放气装置，其特征在于：所述密封块腔体内任意位置设置一个与进气通道相连通的孔，密封块腔体内沿放气状态下气流流动方向依次安装密封块弹性组件（3）、密封块（2），弹性组件（3）两端分别接触阀体密封块弹性组件安装座（9）和密封块（2），弹性组件（3）处于受压状态；密封块（2）另一端与阀体锥台（10）接触，该接触位置侧为研合面；密封块（2）与腔体间有间隙；锥台（10）上布置连接密封快腔体和锁块腔体的联通孔。
4.根据权利要求1或2所述的自动放气装置，其特征在于：所述锁块腔体与锁块（4）非接触处任意位置设置一个与排气通道相连通的孔，锁块腔体内沿放气状态下气流流动方向依次设置锁块（4）、O型圈（5）；锁块（4）与密封块（2）接触端直径小于锥台（10）孔径，锁块（4）穿过锥台孔径与密封块（2）接触，锁块（4）另一端设置一个止动台阶，该台阶近进气通道侧直径大于近排气通道侧直径；锁块（4）上与锁块腔体周向接触处任意位置设置O型圈安装腔体，该O型圈（5）安装后与锁块（4）和锁块腔体同时接触。
5.根据权利要求1或2所述的自动放气装置，其特征在于：所述锁块（4）与火工品撞针同轴布置，锁块（4）轴线方向远进气通道侧端面与火工品撞针接触，火工品（6）固定在火工品安装座内（12）内。
6.根据权利要求1或2所述的自动放气装置，其特征在于：所述插针（7）与插针弹性组件（8）固定在插针安装座（11）上，弹性组件（8）处于受压状态；插针（7）一端与锁块（4）止动台阶大直径处接触，插针方向垂直于锁块4轴线。
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