CN111706445A - 低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机 - Google Patents

低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN111706445A
CN111706445A CN202010588627.9A CN202010588627A CN111706445A CN 111706445 A CN111706445 A CN 111706445A CN 202010588627 A CN202010588627 A CN 202010588627A CN 111706445 A CN111706445 A CN 111706445A
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel
piston
cavity
valve
valve core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010588627.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111706445B (zh
Inventor
王喜良
陈涛
任志彬
李莹
张思远
刘耀林
李欢
张航
薛海龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landspace Technology Co Ltd
Original Assignee
Landspace Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landspace Technology Co Ltd filed Critical Landspace Technology Co Ltd
Publication of CN111706445A publication Critical patent/CN111706445A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111706445B publication Critical patent/CN111706445B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/44Feeding propellants
    • F02K9/56Control
    • F02K9/58Propellant feed valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/60Constructional parts; Details not otherwise provided for

Abstract

本发明公开了一种低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机。流量控制阀包含壳体、气控装置、及限位装置,壳体内部具有第一腔体和第二腔体,气控装置包括活塞杆,第一活塞和第二活塞,活塞杆设置在第一开孔中,第一活塞沿径向的外侧与第一腔体密封贴合,第二活塞沿径向的外侧与第二腔体密封贴合,第一活塞远离所述第二活塞的一端连接阀芯,阀芯一端用于配合介质入口端,气体通过通道进入第一作动腔带动阀芯关闭所述介质入口端,气体通过通道进入第二作动腔带动阀芯打开介质入口端;限位装置用于对活塞杆沿轴向的位置进行限位。本发明的流量控制阀,具有简化结构、减轻重量、结构稳定及提高密封性的优点。

Description

低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机
技术领域
本发明涉及液体火箭领域,特别涉及一种低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机。
背景技术
随着航天产业的快速发展,火箭领域所涉及的各项技术也实现了突飞猛进。阀门是实现液体火箭发动机启动和关机的重要部件。在推进剂输送系统和气路控制系统中应用广泛。发动机工作时,阀门受到发动机本身的振动条件、工作介质压力、温度等造成的恶劣环境影响,因此要求阀门在高压环境中,密封可靠、动作灵活、能耐低温介质并具有足够轻的质量。目前设计专用能耐超低温和高压气控制阀的成本高,且结构复杂,一旦密封件密封效果不好,控制气腔和推进剂工作室容易发生相互泄漏问题,造成阀门功能失效。
本次提供了一种流量阀装置,其结构简化,重量减轻,结构稳定,可以提高阀门的密封性,保证发动机可靠性,从而为液氧甲烷推进剂用于液体运载火箭打下基础。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机。该装置具有结构简化,重量减轻,结构稳定,可以提高阀门的密封性,保证发动机可靠性。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种低温液体火箭推进剂用流量控制阀,包含壳体、气控装置、及限位装置,其中,
所述壳体内部具有沿轴向排列的第一腔体和第二腔体,所述第一腔体和所述第二腔体通过第一开孔连通,所述气控装置包括活塞杆和固定设置在该活塞杆两端的第一活塞和第二活塞,所述活塞杆气密地设置在所述第一开孔中,所述第一活塞沿径向的外侧与所述第一腔体密封贴合,从而所述第一活塞与所述第一腔体限定第一作动腔,所述第二活塞沿径向的外侧与所述第二腔体密封贴合,从而所述第二活塞与所述第二腔体限定第二作动腔;
所述壳体具有连通所述第一作动腔和所述第二作动腔的通道;
所述第一活塞远离所述第二活塞的一端连接阀芯,所述阀芯远离所述第一活塞一端用于配合介质入口端,气体通过通道进入所述第一作动腔带动所述阀芯关闭所述介质入口端,气体通过通道进入所述第二作动腔带动所述阀芯打开所述介质入口端;所述限位装置用于对所述活塞杆沿轴向的位置进行限位。
进一步的,所述壳体包含阀座,内壳体,外壳体,左堵盖,右堵盖和阀盖;所述外壳体内沿所述轴向方向设有供介质流通且贯穿其两端的流道,所述阀座和所述阀盖分居所述外壳体的两端,且所述阀座位于所述阀芯远离所述气控装置的一侧,所述阀座通过配合所述阀芯实现介质入口端的开关,所述阀盖位于所述气控装置远离所述阀芯的一侧;所述内壳体位于所述外壳体内,且所述内壳体用于形成所述第一腔体和所述第二腔体,所述内壳体的两端分别与所述左堵盖和所述右堵盖连接,所述左堵盖位于所述内壳体的靠近所述阀座一侧,所述右堵盖位于所述内壳体的靠近所述阀盖一侧;所述阀芯的一端穿过所述左堵盖的开孔后与所述第一活塞抵接,且另一端用于配合所述阀座。
进一步的,所述阀座和所述阀盖与所述壳体之间分别具有沿对接端面周向环绕设置的第一密封件,且所述左堵盖远离所述阀座一侧与所述内壳体之间设有第二密封件,所述右堵盖远离所述阀盖一侧与所述内壳体之间设有第三密封件。
进一步的,所述第一活塞沿所述径向方向外表面与所述第一腔体之间设有第四密封件,所述活塞杆沿所述径向方向外表面与所述第一开孔内侧设有第五密封件,所述第二活塞沿所述径向方向外表面与所述第二腔体之间设有第六密封件。
进一步的,所述限位装置用于沿与所述轴向方向不同的方向移动,以通过配合所述活塞杆限制所述活塞杆在轴向的运动,其包括第三活塞,顶杆,锁件,压力弹簧和弹簧腔;所述顶杆两端分别连接所述第三活塞和所述锁件,所述压力弹簧位于所述弹簧腔内,所述压力弹簧一端被固定在所述弹簧腔底部,另一端与所述第三活塞靠近所述锁件侧连接,所述顶杆贯穿所述压力弹簧设置;当气体通过通道进入所述第一作动腔带动所述阀芯关闭所述介质入口端时,气体从所述第三活塞远离所述锁件侧推动所述顶杆带动所述锁件的一端与所述活塞杆抵接,以便限制所述阀芯沿轴向方向移动。
进一步的,所述活塞杆沿所述径向方向表面设有配合固定所述锁件的锁槽,所述锁槽为一端向所述活塞杆轴线方向下凹的结构,所述锁件远离所述第三活塞的一侧通过进入所述锁槽对所述活塞杆限位。。
进一步的,还包含用于将所述壳体内部的泄漏气体从所述壳体内排出的防串腔装置,所述防串腔装置包含第一通道,第二通道,第三通道,第四通道,第五通道,第六通道和出口通道,所述第一通道,所述第二通道,所述第三通道和所述出口通道位于所述壳体上,所述第四通道和所述第五通道位于所述右堵盖上,所述第六通道位于所述左堵盖上,且所述第一通道一端与所述弹簧腔连通,另一端与所述第四通道连通,所述第四通道另一端与所述第五通道连通,所述第五通道与所述第二通道连通,所述第二通道一端与所述出口通道连通,所述第六通道一端连通所述第一活塞和所述左堵盖形成的第一空腔,所述第六通道一端与所述第三通道连接,所述第三通道的另一端与所述出口通道连通。
进一步的,所述第四通道和所述第五通道连接处连接第七通道,所述第七通道一端连接所述第二腔体。
进一步的,所述通道包含设有第一进气通道和第二进气通道,所述第一进气通道和所述第二进气通道的一端分别与所述第一作动腔和所述第二作动腔连接,另一端均用于与控制高压气体输入的控制阀连接。
进一步的,还包含用于调节所述阀芯在所述壳体内沿所述轴向方向移动时两端压力的调节机构,所述调节机构设置在所述第二进气通道内,所述调节机构为节流圈,所述节流圈径向方向外表面与所述第二进气通道内壁相互固定连接。
本发明的另一个部分提供了一种液体火箭发动机,包括如上所述低温液体火箭推进剂用流量控制阀。
与现有技术相比,本发明至少具有如下之一的有益效果是:,
本发明的流量控制阀将所述壳体内部设置成具有沿轴向排列的第一腔体和第二腔体,所述第一腔体和所述第二腔体通过第一开孔连通,所述气控装置包括活塞杆和固定设置在该活塞杆两端的第一活塞和第二活塞,所述活塞杆气密地设置在所述第一开孔中。由于所述第一活塞沿径向的外侧与所述第一腔体密封贴合,所述第二活塞沿径向的外侧与所述第二腔体密封贴合,分别减少气体从所述第一活塞与所述第一腔体之间和所述第二活塞与所述第二腔体之间的缝隙除排出,提高密封性,有利于第一活塞和第二活塞做功,同时减少气体供给,进而减少设备重量,节约成本。
本发明的流量控制阀,通过向通道输入气体,经过通道的高压气体进入第一作动腔和所述第二作动腔的通道,阀芯远离第一活塞一端可以配合介质入口端的开关,其中气体通过通道进入第一作动腔带动阀芯关闭介质入口端,气体通过通道进入第二作动腔带动阀芯打开介质入口端。
同时,由于本发明的流量控制阀采用的限位装置对所述活塞杆沿轴向的位置进行限位,使得气体通过通道进入所述第一作动腔带动所述阀芯关闭所述介质入口端时,活塞杆被固定牢固,进而避免第一活塞和第二活塞沿壳体内轴向发生位移移动,保证结构稳定。整个装置具有结构简化,重量减轻,结构稳定的特点,可以提高阀门的密封性,保证发动机可靠性。
附图说明
图1是控制阀处于阀关闭位置的阀的剖切图;
图2是控制阀处于阀打开中间位置的剖切图;
图3是限位装置的结构示意图;
图4是活塞杆的立体图;
图5是第二进气通道内设有喉部的立体图;
图6是节流圈的俯视图。
附图标记说明:
1第一腔体 2第二腔体
3第一开孔 4活塞杆
5第一活塞 6第二活塞
7阀芯 8介质入口端
9阀座 10内壳体
11外壳体 12左堵盖
13右堵盖 14阀盖
15第一密封件 16第二密封件
17第三密封件 18第四密封件
19第五密封件 20第六密封件
21第三活塞 22顶杆
23锁件 24压力弹簧
25弹簧腔 26锁槽
27第一通道 28第二通道
29第三通道 30第四通道
31第五通道 32第六通道
33出口通道 34第七通道
35第一进气通道 36第二进气通道
37控制阀 38节流圈
39喉部
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神,任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后,当可由本发明内容所教示的技术,加以改变及修饰,其并不脱离本发明内容的精神与范围。
本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。另外,在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等,并非特别指称次序或顺位的意思,也非用以限定本发明,其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的方向用语,例如:上、下、左、右、前或后等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”,包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等,用以修饰任何可以微变化的数量或误差,但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言,此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20%,在部分实施例中可为10%,在部分实施例中可为5%或是其他数值。本领域技术人员应当了解,前述提及的数值可依实际需求而调整,并不以此为限。
某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论,以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。
请参阅图1,图2和图3所示,本发明的实施例提供了一种低温液体火箭推进剂用流量控制阀,包含壳体、气控装置、及限位装置。
壳体内部具有沿轴向排列的第一腔体1和第二腔体2,第一腔体1和第二腔体2通过第一开孔3连通。气控装置包括活塞杆4和固定设置在该活塞杆4两端的第一活塞5和第二活塞6。活塞杆4气密地设置在第一开孔3中,第一活塞5沿径向的外侧与第一腔体1密封贴合,从而第一活塞5与第一腔体1限定第一作动腔;第二活塞6沿径向的外侧与第二腔体2密封贴合,从而第二活塞6与第二腔体2限定第二作动腔。
壳体具有连通第一作动腔和第二作动腔的通道。第一活塞5远离第二活塞6的一端连接阀芯7,阀芯7远离第一活塞5一端用于配合介质入口端8,气体通过通道进入第一作动腔带动阀芯7关闭介质入口端8,气体通过通道进入第二作动腔带动阀芯7打开介质入口端8。限位装置用于对活塞杆4沿轴向的位置进行限位,以确保阀芯对介质入口封闭和打开的稳定性。
具体的说:该种低温液体火箭推进剂用流量控制阀由壳体、气控装置和限位装置组成。其中,将壳体内部设置成具有沿轴向排列的第一腔体1和第二腔体2,第一腔体1和第二腔体2通过第一开孔3连通,气控装置包括活塞杆4和固定设置在该活塞杆4两端的第一活塞5和第二活塞6,活塞杆4气密地设置在第一开孔3中。由于第一活塞5沿径向的外侧与第一腔体1密封贴合,第二活塞6沿径向的外侧与第二腔体2密封贴合,分别减少气体从第一活塞5与第一腔体1之间和所述第二活塞6与所述第二腔体2之间的缝隙除排出,提高密封性,有利于第一活塞5和第二活塞6做功,同时减少气体供给,进而减少设备重量,节约成本。
此外,通过向通道输入气体,经过通道的高压气体进入第一作动腔和第二作动腔的通道,实现推动活塞在轴向方向的双向移动。具体地,第一活塞5远离第二活塞6的一端连接阀芯7,阀芯7远离第一活塞5一端用于配合介质入口端8,气体通过通道进入第一作动腔带动阀芯7关闭介质入口端8,气体通过通道进入第二作动腔带动阀芯7打开介质入口端8。同时由于限位装置对活塞杆4沿轴向的位置进行限位,使得气体通过通道进入第一作动腔带动阀芯7关闭介质入口端8时,活塞杆4被固定牢固,进而避免第一活塞5和第二活塞6沿壳体内轴向发生位移移动,保证流量阀对介质的开关稳定。整个流量阀装置结构简化,重量减轻,结构稳定,可以提高阀门的密封性,保证发动机可靠性。
继续参见图1,在本实施方式中,壳体包含阀座9,内壳体10,外壳体11,左堵盖12,右堵盖13和阀盖14。外壳体11内沿轴向方向设有供介质流通且贯穿其两端的流道,阀座9和阀盖14分居外壳体11的两端,且阀座9位于阀芯7远离气控装置的一侧,阀座9通过配合阀芯7实现介质入口端8的开关,阀盖14位于气控装置远离阀芯7的一侧。内壳体10位于外壳体11内,且内壳体10可以大致在外壳体11的介质通道径向的中部形成第一腔体1和第二腔体2,内壳体10的两端分别与左堵盖12和右堵盖13连接,左堵盖12位于内壳体10的靠近阀座9一侧,右堵盖13位于内壳体10的靠近阀盖14一侧。其中,流体可以从内壳体10的径向外侧通过。阀芯7的一端穿过左堵盖12的开孔后与第一活塞5抵接,且另一端用于配合阀座9,阀芯7通过沿轴线方向运动,实现与阀座9的接触和分开,完成介质通道的关闭与打开。
值得一提的是,为了避免推进剂从壳体内部流出,保证壳体内部密封严谨,例如,在阀座9和阀盖14与壳体之间分别具有沿对接端面周向环绕设置的第一密封件15,且左堵盖12远离阀座9一侧与内壳体10之间设有第二密封件16,右堵盖13远离阀盖14一侧与内壳体10之间设有第三密封件17。
需要指出的是,为了第一活塞5与第一腔体1,第二活塞6与第二腔体2连接紧密,避免气体从彼此间隙处流出,例如,可以在第一活塞5沿径向方向外表面与第一腔体1之间设有第四密封件18,第二活塞6沿径向方向外表面与第二腔体2之间设有第六密封件20。为了避免第一腔体1内的气体与第二腔体2内的气体互不干扰,有利于第一活塞5和第二活塞6做功,例如,活塞杆4沿径向方向外表面与第一开孔3内侧设有第五密封件19。
另外,在本实施方式中,限位装置可以沿与轴向方向垂直移动,通过与活塞杆4的接触限制阀芯7沿轴线方向的运动。如图1,图2和图4所示,限位装置包括第三活塞21,顶杆22,锁件23,压力弹簧24和弹簧腔25。顶杆22的两端分别连接第三活塞21和锁件23,压力弹簧24位于弹簧腔25内,压力弹簧24一端被固定在弹簧腔25底部,另一端与第三活塞21连接,顶杆22贯穿压力弹簧24,且另一端从压力弹簧24的一端穿出后连接锁件23。当气体通过通道进入所述第一作动腔带动阀芯7关闭介质入口端8时,锁件23一端与活塞杆4抵接,以便限制阀芯7沿轴向方向移动。需要进一步提及的是,为了方便锁件23与活塞杆4抵接,同时方便第三活塞21移动,弹簧腔25位于壳体沿轴向方向二分之一处。弹簧腔25为一端向壳体轴线方向下凹而形成的通道结构,顶杆22在套接压力弹簧24后两端分别连接第三活塞21和锁件23,弹簧24设置在第三活塞21与锁件23之间,弹簧腔25可以起到对第三活塞21导向作用,以方便第三活塞21移动。
为了方便理解,继续参见图1,供限位装置运动的壳体配合结构可以为沿壳体径向方向的通道,例如,通道可以分为供第三活塞21运动的第一通道和第二通道,第一通道直径大于第二通道直径,从而第一通道向第二通道形成过渡平台,压力弹簧24设置在过渡平台上,顶杆22穿过压力弹簧24后从第二通道穿出后通过其端部锁件23与活塞杆4配合,限制其在轴线方向的运动。另外,下凹侧的内壁上设有与第二进气通道36连通的开孔,且开孔方向与轴向方向平行
需要进一步说明的是,阀芯7关闭介质入口端8时,为了方便固定活塞杆4,避免活塞杆4在轴向方向移动,例如,活塞杆4沿径向方向表面设有配合固定锁件23的锁槽26,且锁槽26为一端向活塞杆4轴线方向下凹的结构。
具体地说,限位装置用于阀门在关闭时锁定阀芯7,使阀门始终处于关闭状态,不受反向介质压力的干扰。阀芯7关闭介质入口端8时,通过气动力推动第三活塞21,带动顶杆22移动,将锁件23切入锁槽26,活塞杆4处于锁死状态,无法带动阀芯7轴向移动,此时阀芯7关闭介质入口端8。当第三活塞21外部压力小于压力弹簧24的作用力,第三活塞21在弹簧24张力作用下使第三活塞21向远离锁槽26一侧移动,使锁件23脱离活塞杆4身部的锁槽26实现活塞杆运动的解锁。
在本实施方式中,该种低温液体火箭推进剂用流量控制阀还包含用于方便将壳体内部的泄漏气体从壳体内排出的防串腔装置。防串腔装置包含第一通道27,第二通道28,第三通道29,第四通道30,第五通道31,第六通道32和出口通道33。其中,第一通道27,第二通道28,第三通道29和出口通道33位于壳体上,第四通道30和第五通道31位于右堵盖13上,第六通道32位于左堵盖12上。第一通道27一端与弹簧腔5连通,另一端与第四通道30连接,第四通道30另一端与第五通道31连通,第五通道31与第二通道28连通,第二通道28一端与出口通道33连接。第六通道32一端连接第一活塞5和左堵盖12形成的第一空腔,第六通道32另一端与第三通道29连通,第三通道29的另一端与出口通道33连接。可以理解,第四通道30和第五通道31分为两个通道是为了描述方便,并非为了限制本发明,设置于壳体的通道与此类似。
需要注意的是,第四通道30和第五通道31连接处连接第七通道34,第七通道34一端连接第二腔体2。使得流过壳体内部各密封圈的液体推进剂的任何泄漏以及通过各密封圈的控制气的任何泄漏,经防串腔装置排出壳体外部,防止气控装置或限位装置运动受阻。
特别需要指出的是,本实施方式中,通道包含设有第一进气通道35和第二进气通道36,第一进气通道35和第二进气通道36的一端分别与第一作动腔和第二作动腔连接,另一端均用于与控制高压气体输入的控制阀37连接,高压气体可以通过控制阀37及进气通道进入作动腔,实现阀芯7的运动。
另外,为了便于调节气体方向,在控制阀37外部设有换向阀,用于操作阀结构动作的控制压力介质是高压气体,高压气体通常为氦气或氮气,换向阀设有第一位置和第二位置。压力介质通过换向阀选择性地进入第一腔体1或第二腔体2。举例说明:根据图1所示:阀门关闭时,高压气体由经换向阀流经第一进气通道35到第一腔体1,此时第一腔体1形成高压气腔(第一活塞5靠近第一进气通道35侧与内壳体10形成的空间),也即第一作动腔,推动第一活塞5和阀芯7压向阀座9。此时,第二腔体2控制气经壳体第二进气通道36排出,完成泄压,阀门完成关闭动作。阀门关闭时的第一活塞5、活塞杆4和第二活塞6设定为气控装置的第一位置,此时换向阀的位置设定为换向阀第一位置。根据图2所示,换向阀换向后,高压气体经换向阀流经第二进气通道36,第二腔体2形成高压气腔(第二活塞6靠近第二进气通道36侧与内壳体10形成的空间),也即第二气动腔,推动第一活塞5和阀芯7远离阀座9。此时,第一腔体1控制气经壳体第一进气通道35排出,完成泄压,阀门完成打开动作。阀门打开时的第一活塞5、活塞杆4和第二活塞6设定为气控装置的第二位置,此时换向阀的位置设定为换向阀第二位置。
如图1,图2和图6所示,阀门关闭时,控制气压力产生的作用力需克服推进剂压力对阀芯7产生的反向推力,而阀门打开时,由于推进剂的压力也起到了打开阀芯7的作用力,因此,控制气打开和关闭阀门需用的压力并不相同。为了保证阀芯7轴向方向按需受力,同时减少高压气体用量,例如,可以在第二进气通道36设置调节机构,例如,调节机构可以为带有通孔的节流圈38。节流圈38沿径向方向外表面与第二进气通道36内壁相互密封连接。通过在第二进气通道设置节流圈,可以确保阀门在打开和关闭时,使得阀芯7轴向方向按需受力,有助于节省高压气体,降低成本。此外,为了方便调节,节流圈38上的通孔可以是单独一个或者多个,在此不在一一论述。
在实际应用时,如图5所示,可以在第二进气通道设置喉部,即第二进气通道三分之一处的表面向第二进气通道中心下凹,形成窄径部,以节省第二进气通道的气流量。
此外,介质入口端8和介质出口端(未标记,与介质入口端8相对的一端)方向也可以互换。另外,控制阀可以适用于高低压超低温工况。
本发明的另一个部分提供了一种液体火箭发动机,包括如上所述低温液体火箭推进剂用流量控制阀。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,在不脱离本发明的构思和原则的前提下,任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,包含壳体、气控装置、及限位装置,其中,
所述壳体内部具有沿轴向排列的第一腔体和第二腔体,所述第一腔体和所述第二腔体通过第一开孔连通,所述气控装置包括活塞杆和固定设置在该活塞杆两端的第一活塞和第二活塞,所述活塞杆气密地设置在所述第一开孔中,所述第一活塞沿径向的外侧与所述第一腔体密封贴合,从而所述第一活塞与所述第一腔体限定第一作动腔,所述第二活塞沿径向的外侧与所述第二腔体密封贴合,从而所述第二活塞与所述第二腔体限定第二作动腔;
所述壳体具有连通所述第一作动腔和所述第二作动腔的通道;
所述第一活塞远离所述第二活塞的一端连接阀芯,所述阀芯远离所述第一活塞一端用于配合介质入口端,气体通过通道进入所述第一作动腔带动所述阀芯关闭所述介质入口端,气体通过通道进入所述第二作动腔带动所述阀芯打开所述介质入口端;所述限位装置用于对所述活塞杆沿轴向的位置进行限位。
2.根据权利要求1所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,所述壳体包含阀座,内壳体,外壳体,左堵盖,右堵盖和阀盖;所述外壳体内沿所述轴向方向设有供介质流通且贯穿其两端的流道,所述阀座和所述阀盖分居所述外壳体的两端,且所述阀座位于所述阀芯远离所述气控装置的一侧,所述阀座通过配合所述阀芯实现介质入口端的开关,所述阀盖位于所述气控装置远离所述阀芯的一侧;所述内壳体位于所述外壳体内,且所述内壳体用于形成所述第一腔体和所述第二腔体,所述内壳体的两端分别与所述左堵盖和所述右堵盖连接,所述左堵盖位于所述内壳体的靠近所述阀座一侧,所述右堵盖位于所述内壳体的靠近所述阀盖一侧;所述阀芯的一端穿过所述左堵盖的开孔后与所述第一活塞抵接,且另一端用于配合所述阀座。
3.根据权利要求2所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,所述阀座和所述阀盖与所述壳体之间分别具有沿对接端面周向环绕设置的第一密封件,且所述左堵盖远离所述阀座一侧与所述内壳体之间设有第二密封件,所述右堵盖远离所述阀盖一侧与所述内壳体之间设有第三密封件。
4.根据权利要求1所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,所述第一活塞沿所述径向方向外表面与所述第一腔体之间设有第四密封件,所述活塞杆沿所述径向方向外表面与所述第一开孔内侧设有第五密封件,所述第二活塞沿所述径向方向外表面与所述第二腔体之间设有第六密封件。
5.根据权利要求1所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,所述限位装置用于沿与所述轴向方向不同的方向移动,以通过配合所述活塞杆限制所述活塞杆在轴向的运动,其包括第三活塞,顶杆,锁件,压力弹簧和弹簧腔;所述顶杆两端分别连接所述第三活塞和所述锁件,所述压力弹簧位于所述弹簧腔内,所述压力弹簧一端被固定在所述弹簧腔底部,另一端与所述第三活塞靠近所述锁件侧连接,所述顶杆贯穿所述压力弹簧设置;当气体通过通道进入所述第一作动腔带动所述阀芯关闭所述介质入口端时,气体从所述第三活塞远离所述锁件侧推动所述顶杆带动所述锁件的一端与所述活塞杆抵接,以便限制所述阀芯沿轴向方向移动。
6.根据权利要求5所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,所述活塞杆沿所述径向方向表面设有配合固定所述锁件的锁槽,所述锁槽为一端向所述活塞杆轴线方向下凹的结构,所述锁件远离所述第三活塞的一侧通过进入所述锁槽对所述活塞杆限位。
7.根据权利要求5所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,还包含用于将所述壳体内部的泄漏气体从所述壳体内排出的防串腔装置;所述防串腔装置包含第一通道,第二通道,第三通道,第四通道,第五通道,第六通道和出口通道,所述第一通道,所述第二通道,所述第三通道和所述出口通道位于所述壳体上,所述第四通道和所述第五通道位于所述右堵盖上,所述第六通道位于所述左堵盖上;所述第一通道一端与所述弹簧腔连通,另一端与所述第四通道连通,所述第四通道另一端与所述第五通道连通,所述第五通道与所述第二通道连通,所述第二通道一端与所述出口通道连通,所述第六通道一端连通所述第一活塞和所述左堵盖形成的第一空腔,所述第六通道一端与所述第三通道连接,所述第三通道的另一端与所述出口通道连接。
8.根据权利要求7所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,所述第四通道和所述第五通道连接处连接第七通道,所述第七通道一端连接所述第二腔体。
9.根据权利要求1所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,所述通道包含设有第一进气通道和第二进气通道,所述第一进气通道和所述第二进气通道的一端分别与所述第一作动腔和所述第二作动腔连接,另一端均用于与控制高压气体输入的控制阀连接。
10.根据权利要求9所述的低温液体火箭推进剂用流量控制阀,其特征在于,还包含用于调节所述阀芯在所述壳体内沿所述轴向方向移动时两端压力的调节机构,所述调节机构设置在所述第二进气通道内,所述调节机构为节流圈,所述节流圈径向方向外表面与所述第二进气通道内壁相互固定连接。
11.一种液体火箭发动机,其特征在于:包含权利要求1-10所述的任意一项所述低温液体火箭推进剂用流量控制阀。
CN202010588627.9A 2020-04-07 2020-06-24 低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机 Active CN111706445B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010265363 2020-04-07
CN2020102653633 2020-04-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111706445A true CN111706445A (zh) 2020-09-25
CN111706445B CN111706445B (zh) 2021-09-14

Family

ID=72542613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010588627.9A Active CN111706445B (zh) 2020-04-07 2020-06-24 低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111706445B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112483279A (zh) * 2020-11-30 2021-03-12 湖北航天技术研究院总体设计所 一种火箭发动机阀门
CN113202962A (zh) * 2021-04-21 2021-08-03 沈阳航天新光集团有限公司 液体火箭发动机用电磁阀

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2037330U (zh) * 1988-09-23 1989-05-10 田凤呜 安全折角塞门
GB2442594A (en) * 2006-10-04 2008-04-09 Dril Quip Inc Gate valve actuator
CN201335155Y (zh) * 2009-01-15 2009-10-28 蒋可贞 分体组合式两位两通气控阀
CN204592503U (zh) * 2015-02-02 2015-08-26 深圳市威信尔机电有限公司 一种气控阀
CN105465406A (zh) * 2015-12-15 2016-04-06 西安航天动力研究所 一种气控先导磁自锁双稳态发动机控制阀门结构
CN110701312A (zh) * 2019-10-15 2020-01-17 中冶华天工程技术有限公司 一种高压干油气控阀

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2037330U (zh) * 1988-09-23 1989-05-10 田凤呜 安全折角塞门
GB2442594A (en) * 2006-10-04 2008-04-09 Dril Quip Inc Gate valve actuator
CN201335155Y (zh) * 2009-01-15 2009-10-28 蒋可贞 分体组合式两位两通气控阀
CN204592503U (zh) * 2015-02-02 2015-08-26 深圳市威信尔机电有限公司 一种气控阀
CN105465406A (zh) * 2015-12-15 2016-04-06 西安航天动力研究所 一种气控先导磁自锁双稳态发动机控制阀门结构
CN110701312A (zh) * 2019-10-15 2020-01-17 中冶华天工程技术有限公司 一种高压干油气控阀

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112483279A (zh) * 2020-11-30 2021-03-12 湖北航天技术研究院总体设计所 一种火箭发动机阀门
CN113202962A (zh) * 2021-04-21 2021-08-03 沈阳航天新光集团有限公司 液体火箭发动机用电磁阀

Also Published As

Publication number Publication date
CN111706445B (zh) 2021-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111706445B (zh) 低温液体火箭推进剂用流量控制阀及液体火箭发动机
US6293254B1 (en) Fuel injector with floating sleeve control chamber
US8746658B2 (en) Coaxial valve with an electric drive
US4136710A (en) Floating seat structure for gate valves
US4257580A (en) Pneumatic spring
CN109630318B (zh) 用于液体发动机的喷注器及液体发动机
US4026327A (en) Rapid opening valve for steam-operated power devices
CN110454300A (zh) 用于液体火箭发动机的阀门结构及液体发动机
CA2844005C (en) Fluid valves having multiple fluid flow control members
US7322373B2 (en) High accuracy low leakage valve for high pressure applications
JP5791906B2 (ja) 流体用コネクタ
CN212744175U (zh) 一种流量控制阀的气控结构及液体火箭发动机
US20190316696A1 (en) Damped check valve having multi-pressure operation
US11649896B2 (en) Control valve
WO2022184288A1 (en) Active balancing valve for a refrigeration and/or air-conditioning application
RU2769896C1 (ru) Гидро(пневмо)цилиндр
CN212744176U (zh) 一种流量控制阀的限位结构及流量控制阀
IE50311B1 (en) Control valve having a balanced plug
CN212839583U (zh) 一种缓冲阀
KR20070113950A (ko) 연료 제어 서보 밸브 및 이를 구비한 연료 인젝터
US11781663B2 (en) Pilot check valve
KR102406048B1 (ko) 고압 밸브
US20240142021A1 (en) Active balancing valve for a refrigeration and/or air-conditioning application
JP2015090212A (ja) ピストンシリンダ装置
US11680650B2 (en) Four-position switching valve

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant