CN109915608A - 一种21MPa气压刹车阀的密封结构 - Google Patents
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Abstract
一种21MPa气压刹车阀的密封结构，包括进气活门座、密封件、进气活门和顶杆，其中：所述密封件位于所述进气活门座下端面中心进气孔的孔口处，并使该密封件的半球面嵌入该进气孔孔口处的锥形段内。所述顶杆的一端穿过该密封件的中心孔装入所述进气活门座内，该顶杆的另一端伸出该密封件的表面装入所述进气活门的中心盲孔内。所述进气活门内端面中心的凹槽套装在所述密封件等径段的外圆周上，并使二者之间过盈配合。本发明采用锥面与球面相配合的密封方式，材料选用抗冲击力达30MPa的特种聚酰亚胺树脂ZTS‑PI‑260，能够成倍的提高刹车阀寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种飞机刹车系统用刹车阀，具体是一种提高阀使用寿命的密封结构。
背景技术
飞机刹车系统中通常配置正常刹车系统和应急刹车系统，当正常刹车系统失效后采用应急刹车系统，正常刹车系统具有自动防滑功能，而应急刹车系统一般靠驾驶员自身感觉进行刹车。
气压刹车阀广泛应用于航空工业及机械工业中，如飞机、轮船、汽车及各种挖掘机械，其种类繁多，有气压恒压阀、气压减压阀、气压调压阀、电气比例减压阀、气压泄压阀、气压换向阀、气压增压阀、超高压气动减压阀等。国内气压刹车阀的额定工作压力较低，介于5MPa～13MPa之间。
通常情况下，气压刹车阀的密封结构为平面密封，密封材料选用丁腈橡胶5180和5880T，这类材料的扯断强度为12.8MPa，使用在5MPa～13MPa较低气压刹车阀中尚可，若用于21MPa高压气压刹车阀中，工作时气体的高压冲击容易造成密封胶料破损，引起刹车阀漏气，对飞机的安全性产生较大的影响。
经检索国内外的专利文献和论文，未能找出与本发明最接近的现有技术。
发明内容
为了克服现有技术中存在的气压刹车阀密封胶料在高气压冲击下破损漏气的不足，本发明提出了一种21MPa气压刹车阀的密封结构。
本发明包括进气活门座、密封件、进气活门和顶杆，其中：所述密封件位于所述进气活门座下端面中心进气孔的孔口处，并使该密封件的半球面嵌入该进气孔孔口处的锥形段内。所述顶杆的一端穿过该密封件的中心孔装入所述进气活门座内，该顶杆的另一端伸出该密封件的表面装入所述进气活门的中心盲孔内。所述进气活门内端面中心的凹槽套装在所述密封件等径段的外圆周上，并使二者之间过盈配合。
所述密封件为中空回转体，一端为半球面，另一端为等径段，并使所述半球面与等径段衔接处形成定位台阶。所述半球面的半径为2.5mm；所述等径段的直径为φ7mm。在该密封件的中心有用于安装顶杆的通孔。
所述密封件的抗冲击力为30MPa。
所述进气活门座为一端封闭的中空回转体。进气活门座的内孔用于安装弹簧和活塞；所述的弹簧套装在该活塞上。所述进气活门座下端面中心进气孔孔口处，的内表面为100°的锥面，所述锥面与密封件的球面形成密封副。所述进气活门座的外圆周表面为台阶状，在封闭端的外圆周表面形成了与壳体配合的定位面；在该进气活门座外圆周表面的中部有安装密封圈的密封圈槽。
所述进气活门上端的外圆周上有径向凸出的定位台，该定位台的外圆周表面的轴向亦为弧形，并使该定位台的外圆周表面与螺塞的内表面配合；在所述定位台的外圆周表面均布有四个轴向的方形通气槽，用于当进气活门与螺塞配合后，通过各所述通气槽进气。在该进气活门有凸台一端端面中心有用于放置顶杆的盲孔。在远离所述凸台一端的端面有倒角，便于安装弹簧。
所述顶杆一端为球面，用于与活塞配合，当所述活塞在压头的作用下向下移动时，通过该顶杆将位于该顶杆下端的进气活门顶开，实现气体的进入。顶杆与密封件通过过盈配合方式连接。
本发明采用锥面与球面相配合的密封方式，材料选用抗冲击力达30MPa的特种聚酰亚胺树脂ZTS-PI-260，能够成倍的提高刹车阀寿命。
使用本发明后，对产品进行了寿命试验：常温工作3480次，高低问工作各1160次；性能复试合格。紧接着又重复完成了一次寿命试验，性能复试合格，试验结果见表1、表2、表3。由此可见，经过密封结构改进后，极大地延长了刹车阀的使用寿命。
表1寿命前性能测试数据
| 序号 | 试验项目 | 实测值 | 要求值 | 符合性 |
| 1 | 最大刹车压力 | 7.2MPa | (7～8)MPa | 合格 |
| 2 | 最小刹车压力 | 0.4MPa | 小于或等于1.5MPa | 合格 |
| 3 | 总行程 | 7mm | (4～7)mm | 合格 |
| 4 | 空行程 | 2.3mm | (1～2.5)mm | 合格 |
| 5 | 最大操纵力 | 700N | 小于或等于700N | 合格 |
| 6 | 工作精确性 | 0.2MPa | 小于或等于0.5MPa | 合格 |
| 7 | 工作恒定性 | 0.2MPa | 小于或等于0.5MPa | 合格 |
| 8 | 进气灵敏性 | 0.1MPa | 小于或等于0.3MPa | 合格 |
| 9 | 排气灵敏性 | 2.5MPa | 小于或等于2.5MPa | 合格 |
| 10 | 进气时间 | 0.6S | 小于或等于1S | 合格 |
| 11 | 排气时间 | 0.75S | 小于或等于1S | 合格 |
| 12 | 进气腔密封性 | 不漏气 | 不漏气 | 合格 |
| 13 | 排气腔密封性 | 不漏气 | 不漏气 | 合格 |
表2寿命后性能测试数据
表3二倍寿命后性能测试数据
| 序号 | 试验项目 | 实测值 | 要求值 | 符合性 |
| 1 | 最大刹车压力 | 7MPa | (7～8)MPa | 合格 |
| 2 | 最小刹车压力 | 0.4MPa | 小于或等于1.5MPa | 合格 |
| 3 | 总行程 | 7.2mm | (4～7)mm | 合格 |
| 4 | 空行程 | 2.4mm | (1～2.5)mm | 合格 |
| 5 | 最大操纵力 | 700N | 小于或等于700N | 合格 |
| 6 | 进气时间 | 0.6S | 小于或等于1S | 合格 |
| 7 | 排气时间 | 0.85S | 小于或等于1S | 合格 |
| 8 | 进气腔密封性 | 不漏气 | 不漏气 | 合格 |
| 9 | 排气腔密封性 | 不漏气 | 不漏气 | 合格 |
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是进气活门座的结构示意图。
图3是密封件的结构示意图。
图4是进气活门的结构示意图，其中。图4a是主视图，图4b是4a的俯视图。
图5是顶杆的结构示意图。
图中：1.进气活门座；2.密封件；3.进气活门；4.顶杆。
具体实施方式
本实施例是一种用于某型机的应急刹车阀的密封结构，包括密封件2、进气活门3和顶杆4，其中：
所述密封件2位于所述进气活门座1下端面中心的进气孔的孔口处，并使该密封件的半球面嵌入该进气孔孔口处的锥形段内。所述顶杆4的一端穿过该密封件2的中心孔装入所述进气活门座内，该顶杆的另一端伸出该密封件的表面装入所述进气活门3的中心盲孔内。所述进气活门内端面中心的凹槽套装在所述密封件等径段的外圆周上，并使二者之间过盈配合，以保证工作时稳定可靠。
所述密封件2为中空回转体，一端为半球面，另一端为等径段，并使所述半球面与等径段衔接处形成定位台阶。所述半球面的半径为2.5mm；所述等径段的直径为φ7mm。在该密封件的中心有用于安装顶杆4的通孔。
所述密封件采用四川自贡中天胜新材料科技有限公司生产的ZTS-PI-260特种聚酰亚胺树脂制成，该特种聚酰亚胺树脂的抗冲击力为30MPa。
所述进气活门座1为一端封闭的中空回转体。进气活门座的内孔用于安装弹簧和活塞；所述的弹簧套装在该活塞上。该进气活门座的封闭端外端面的中心有工艺凹槽，以方便加工进气孔。所述进气孔位于该工艺凹槽的中心，并使该进气孔外端的内表面为100°的锥面，所述锥面与密封件2的球面形成密封副。所述进气活门座的外圆周表面为台阶状，在封闭端的外圆周表面形成了与壳体配合的定位面；在该进气活门座外圆周表面的中部有安装密封圈的密封圈槽。本实施例中，所述进气活门座封闭端端板的厚度为3mm，所述用于安装弹簧的进气活门座内孔的轴向长度为7.5mm。
如图4所示，进气活门3为台阶式圆柱形件，上端的外圆周上有径向凸出的定位台，该定位台的外形呈腰鼓状，即该定位台的外圆周表面的轴向为弧形，并使该定位台的外圆周表面与螺塞的内表面配合；在所述定位台的外圆周表面均布有四个轴向的方形通气槽，用于当进气活门与螺塞配合后，通过各所述通气槽进气。在该进气活门3有凸台一端端面中心有用于放置顶杆4的盲孔。在远离所述凸台一端的端面有倒角，便于安装弹簧。
如图5所示，所述顶杆4为实心圆柱体，一端为球面，用于与活塞配合，当所述活塞在压头的作用下向下移动时，通过该顶杆将位于该顶杆下端的进气活门顶开，实现气体的进入。顶杆4与密封件2通过过盈配合方式连接，保证工作时不松动。
Claims (6)
1.一种21MPa气压刹车阀的密封结构，其特征在于，包括进气活门座、密封件、进气活门和顶杆，其中：所述密封件位于所述进气活门座下端面中心进气孔的孔口处，并使该密封件的半球面嵌入该进气孔孔口处的锥形段内；所述顶杆的一端穿过该密封件的中心孔装入所述进气活门座内，该顶杆的另一端伸出该密封件的表面装入所述进气活门的中心盲孔内；所述进气活门内端面中心的凹槽套装在所述密封件等径段的外圆周上，并使二者之间过盈配合。
2.如权利要求1所述21MPa气压刹车阀的密封结构，其特征在于，所述密封件为中空回转体，一端为半球面，另一端为等径段，并使所述半球面与等径段衔接处形成定位台阶；所述半球面的半径为2.5mm；所述等径段的直径为φ7mm；在该密封件的中心有用于安装顶杆的通孔。
3.如权利要求2所述21MPa气压刹车阀的密封结构，其特征在于，所述密封件的抗冲击力为30MPa。
4.如权利要求1所述21MPa气压刹车阀的密封结构，其特征在于，所述进气活门座为一端封闭的中空回转体；进气活门座的内孔用于安装弹簧和活塞；所述的弹簧套装在该活塞上；所述进气活门座下端面中心进气孔孔口处，的内表面为100°的锥面，所述锥面与密封件的球面形成密封副；所述进气活门座的外圆周表面为台阶状，在封闭端的外圆周表面形成了与壳体配合的定位面；在该进气活门座外圆周表面的中部有安装密封圈的密封圈槽。
5.如权利要求1所述21MPa气压刹车阀的密封结构，其特征在于，所述进气活门上端的外圆周上有径向凸出的定位台，该定位台的外圆周表面的轴向亦为弧形，并使该定位台的外圆周表面与螺塞的内表面配合；在所述定位台的外圆周表面均布有四个轴向的方形通气槽，用于当进气活门与螺塞配合后，通过各所述通气槽进气；在该进气活门有凸台一端端面中心有用于放置顶杆的盲孔；在远离所述凸台一端的端面有倒角，便于安装弹簧。
6.如权利要求1所述21MPa气压刹车阀的密封结构，其特征在于，所述顶杆一端为球面，用于与活塞配合，当所述活塞在压头的作用下向下移动时，通过该顶杆将位于该顶杆下端的进气活门顶开，实现气体的进入；顶杆与密封件通过过盈配合方式连接。
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