CN109630698A - 一种低冲击常开式高压电爆阀 - Google Patents

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康昌玺
张华�
张勇
杨敏勃
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Abstract

本发明提供了一种低冲击常开式高压电爆阀，包括阀座、阀体、活门、锁定弹簧、锁紧机构以及电起爆器；阀体为三通结构，一个端口设在侧面作为出口，其余两个端口同轴设置，一个端口与阀座连接作为入口，另一个端口与电起爆器固定连接，阀体内圆周设有与活门配合的周向凸台；活门为圆柱体结构，外圆周面设置轴肩，活门后端设置锁紧机构，位于轴肩后侧，活门与周向凸台配合安装，电器爆器将锁定弹簧压缩在轴肩端面与周向凸台端面之间；电起爆器作用于活门，克服锁定弹簧初始压缩力，活门沿周向凸台轴向移动，活门前端面与阀座端面接触实现密封，电爆阀关闭，同时，锁紧机构完成锁定。本发明结构简单、工作安全可靠、到位冲击小、密封性能好。

Description

一种低冲击常开式高压电爆阀
技术领域
本发明涉及航天工程技术领域，具体涉及一种低冲击常开式高压电爆阀。
背景技术
常开式电爆阀有两种工作状态，即平时的开启状态与接到关阀信号后的关闭状态，常开式电爆阀的一般工作过程是：①开启状态，管路系统内高压气体正常流通，活门初始锁定；②接到关阀信号，电起爆器点火产生高温高压燃气，解除活门初始锁定；③活门运动；④活门运动到位，完成瞬时密封并保持，截断管路系统内高压气体流通。
根据电起爆器产生高温高压燃气的作用形式，常开式电爆阀一般可分为直接作用与间接作用两类。对于直接作用常开式电爆阀，高温高压燃气直接推动活门运动，该类电爆阀结构简单，作用时间极短，若初始锁定力较大或未采用缓冲措施，可能产生很大的到位冲击，会对密封性能与管路系统的正常工作产生影响。间接作用常开式电爆阀采用锁销实现初始锁定，电起爆器产生的高温高压燃气作用于锁销实现初始锁定解锁后，活门在弹性元件作用下运动，该类电爆阀结构较复杂，活门动力主要来自弹性元件，远小于高温高压燃气作用力，从而降低工作与密封可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种低冲击常开式高压电爆阀，结构简单、工作安全可靠、到位冲击小、密封性能好。
本发明采取的技术方案如下：
一种低冲击常开式高压电爆阀，包括阀座、阀体、活门、锁定弹簧、锁紧机构以及电起爆器；
所述阀体为三通结构，一个端口设在侧面作为出口，其余两个端口同轴设置，一个端口与阀座连接作为入口，另一个端口与电起爆器固定连接，阀体内圆周设有与活门配合的周向凸台；所述活门为圆柱体结构，外圆周面设置轴肩，活门后端设置锁紧机构，位于轴肩后侧，所述活门与周向凸台配合安装，电器爆器将锁定弹簧压缩在轴肩端面与周向凸台端面之间，活门处于初始锁定状态；电起爆器作用于活门，克服锁定弹簧初始压缩力，活门沿周向凸台轴向移动，活门前端面与阀座端面接触实现密封，电爆阀关闭，同时，锁紧机构完成锁定。
进一步地，所述锁紧机构包括压缩弹簧和两个锁销，两个锁销关于活门轴线对称设置，并由一个压缩弹簧固连，阀体内圆周面设有与锁销配合的环形锁槽，锁紧机构随活门轴向移动后，两个锁销在压缩弹簧作用下弹出进入环形锁槽内完成锁定。
进一步地，所述锁销端面为锥面。
进一步地，所述阀座与活门前端面配合部分为刀刃结构。
进一步地，所述活门前端面为非金属软材料，密封时，阀座刀刃结构刃入活门前端面内。
有益效果：
1、本发明电爆阀具有结构简单、工作安全可靠、到位冲击小、密封性能好，采用压缩状态下的锁定弹簧以及电起爆器的限位实现初始锁定，活门的初始锁定由锁定弹簧压缩力提供，能够适应因运载器发射过程中产生的力学环境条件，并留有一定安全裕度，保证活门不会沿轴向运动而保持静止状态；其次，电起爆器产生的高温高压燃气直接作用于活门，由于锁定弹簧的压缩力小于现有技术中锁销锁紧力，合理减小了初始锁定力，并利用锁定弹簧压缩提供与动力相反的缓冲作用力，能够有效控制到位冲击。
2、本发明通过锁销与环形锁槽进行配合锁定，结构简单，保证密封的安全可靠性。
3、本发明锁销端面为锥面，与环形锁槽配合锁定的可靠性高，对电起爆器输出散差、外界负载变化及装配误差具有一定的自适应能力。
4、本发明阀座与活门前端面配合部分为刀刃结构，活门前端面为非金属软材料，采用刀口刃入非金属软材料，实现瞬时密封，密封性能好、工作安全可靠。
附图说明
图1为本发明开启状态下的正视图；
图2为本发明关闭过程的正视图；
图3为本发明关闭状态下的正视图。
其中，1-电起爆器，2-锁销，3-锁定弹簧，4-活门，5-阀体，6-阀座。
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。
本实施例提供了一种低冲击常开式高压电爆阀，用于管路系统内高压气体流通控制，如图1所示，包括阀座6、阀体5、活门4、锁定弹簧3、锁销2及电起爆器1。
阀体5为三通结构，一个端口设在侧面，通过管接头与外部管路连通作为出口，其余两个端口同轴设置，一个端口与阀座6连接，阀座6与外部管路连通作为入口，另一个端口与电起爆器1固定连接，阀体5内圆周设有与活门4配合的周向凸台。
活门4为圆柱体结构，外圆周面设置轴肩，活门4后端设置锁紧机构，位于轴肩后侧，活门4与周向凸台配合安装，电器爆器1将锁定弹簧3压缩在轴肩端面与周向凸台端面之间。锁紧机构包括压缩弹簧和两个锁销2，两个锁销2关于活门4轴线对称设置，并由一个压缩弹簧固连，锁销2端面为锥面，阀体5内圆周面设有与锁销2配合的环形锁槽。
活门4前端面与阀座6端面接触实现密封，阀座6与活门4前端面配合部分为刀刃结构，活门4前端面为非金属软材料。
在开启状态下，由于锁定弹簧3受到电起爆器1限位作用处于压缩状态，活门4初始锁定，此时活门4不受外部作用力影响而保持静止，管路系统内高压气体通过电爆阀能够正常流通；接到关阀信号后，电起爆器1发火产生的高温高压燃气直接作用于活门4，高温高压燃气作用力远大于锁定弹簧3的初始压缩力，从而解除初始锁定，活门4沿周向凸台轴向运动，如图2所示，锁定弹簧3继续受到压缩，使得锁定弹簧3压缩力不断增加，为活门4提供缓冲力，活门4运动到位时，阀座6刀刃结构瞬时刃入活门4前端面上的非金属软材料实现密封，同时，含导向的锁销2在内部压缩弹簧作用下弹出，锁销2的锥面与环形锁槽边直接接触完成锁定，电爆阀关闭，如图3所示，能够防止活门4受管路系统内高压气体作用而沿反方向运动，实现管路系统内高压气体的截断与密封，最终保证电爆阀在关闭状态下的密封性能满足要求。
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)

1.一种低冲击常开式高压电爆阀，其特征在于，包括阀座、阀体、活门、锁定弹簧、锁紧机构以及电起爆器；
所述阀体为三通结构，一个端口设在侧面作为出口，其余两个端口同轴设置，一个端口与阀座连接作为入口，另一个端口与电起爆器固定连接，阀体内圆周设有与活门配合的周向凸台；所述活门为圆柱体结构，外圆周面设置轴肩，活门后端设置锁紧机构，位于轴肩后侧，所述活门与周向凸台配合安装，电器爆器将锁定弹簧压缩在轴肩端面与周向凸台端面之间，活门处于初始锁定状态；电起爆器作用于活门，克服锁定弹簧初始压缩力，活门沿周向凸台轴向移动，活门前端面与阀座端面接触实现密封，电爆阀关闭，同时，锁紧机构完成锁定。
2.如权利要求1所述的低冲击常开式高压电爆阀，其特征在于，所述锁紧机构包括压缩弹簧和两个锁销，两个锁销关于活门轴线对称设置，并由一个压缩弹簧固连，阀体内圆周面设有与锁销配合的环形锁槽，锁紧机构随活门轴向移动后，两个锁销在压缩弹簧作用下弹出进入环形锁槽内完成锁定。
3.如权利要求2所述的低冲击常开式高压电爆阀，其特征在于，所述锁销端面为锥面。
4.如权利要求1所述的低冲击常开式高压电爆阀，其特征在于，所述阀座与活门前端面配合部分为刀刃结构。
5.如权利要求4所述的低冲击常开式高压电爆阀，其特征在于，所述活门前端面为非金属软材料，密封时，阀座刀刃结构刃入活门前端面内。
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