CN113007404A - 隔离阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀结构技术领域，尤其涉及一种隔离阀，包括阀体和活塞组件，阀体构造有第一通气孔和第二通气孔，活塞组件设置于第一通气孔中，活塞组件包括弹簧件和阀芯，弹簧件一端与阀芯连接，弹簧件的另一端与阀体连接，在第一通气孔的介质压力小于弹簧件的弹力时，阀芯在弹簧件的弹力作用下封闭第一通气孔与第二通气孔之间的通道，在第一通气孔的介质压力大于弹簧件的弹力的情况下，介质推动阀芯以及弹簧件沿第一通气孔的轴向压缩，第一通气孔与第二通气孔连通。本发明为一种自力式隔离阀，能够使用阀体自身通道内的介质压力来开启阀门，无需单独的设置通道和使用另外的控制气来开启阀门，简化了装置机构，极大的降低了隔离阀的重量和成本。

Description

隔离阀

技术领域

本发明涉及阀结构技术领域，尤其涉及一种隔离阀。

背景技术

在火箭发动机上的燃料储箱上，使用一种阀门，用于在火箭发射之前将储箱和上下游管路隔离开防止燃料泄漏，火箭发射开始时阀门开启，使燃料储箱和燃料供应管路联通。现有技术的隔离阀采用金属膜片封闭阀门，通过火药爆炸或者高压气体的动力来推动切刀，切破金属膜片，实现隔离阀的开启，但火药启动器成本过高，而且金属膜片被切破时会产生多余物污染燃料管路，装置结构较为复杂。还可采用顶推配合开启形式，当控制气接口接入控制气后，气动活塞通过顶杆推动活塞，把活塞推出通道，使阀门入口和出口之间的通道开启，此形式需要使用单独的控制气来开启隔离阀，相当于多出来一整套控制管路和控制阀门，隔离阀重量大而且成本高。

发明内容

本发明提供一种隔离阀，用以解决现有技术中隔离阀在开启时需用外部增添另外的控制管路和控制阀门，结构复杂成本高的缺陷，实现无需单独的设置通道和使用另外的控制气来开启阀门，简化了装置机构，极大的降低了隔离阀的重量和成本的效果。

本发明提供一种隔离阀，包括阀体和活塞组件，所述阀体构造有第一通气孔和第二通气孔，所述活塞组件设置于所述第一通气孔中，所述活塞组件包括弹簧件和阀芯，所述弹簧件一端与所述阀芯连接，所述弹簧件的另一端与所述阀体连接，在所述第一通气孔的介质压力小于所述弹簧件的弹力时，所述阀芯在所述弹簧件的弹力作用下封闭所述第一通气孔与所述第二通气孔之间的通道，在所述第一通气孔的介质压力大于所述弹簧件的弹力的情况下，介质推动所述阀芯以及所述弹簧件沿所述第一通气孔的轴向压缩，所述第一通气孔与所述第二通气孔连通。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述阀芯的外侧壁与所述第一通气孔的内壁接触配合形成第一密封面和第二密封面，所述第一密封面与所述第二密封面沿所述第一通气孔的进气方向依次设置，所述第一密封面的截面面积小于所述第二密封面的截面面积。

根据本发明提供的一种隔离阀，在所述阀芯阻断所述第一通气孔与所述第二通气孔的情况下，所述第二通气孔与所述第一通气孔的连通位置位于所述第一密封面和所述第二密封面之间。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述第二通气孔垂直于所述第一通气孔设置。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述阀芯在对应所述第一密封面的位置上设有第一密封圈，所述阀芯在对应所述第二密封面的位置上设有第二密封圈。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述弹簧件包括第一弹簧、第二弹簧和支撑块，所述第一弹簧与所述第二弹簧通过所述支撑块同轴连接，所述第一弹簧与所述阀芯连接，所述第二弹簧与所述阀体连接。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述活塞组件还包括压盖，所述弹簧件通过所述压盖与所述阀体连接。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述第一通气孔为多个且相互平行设置，所述第二通气孔与所述第一通气孔一一对应设置。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述第一通气孔中设有两个所述活塞组件，且两个所述阀芯相背设置。

根据本发明提供的一种隔离阀，所述阀体包括壳体和固定块，所述壳体内设有所述第一通气孔，所述固定块内设有与所述第一通气孔同轴设置的两个凹槽，两个所述弹簧件分别设置于两个所述凹槽内。

本发明提供的隔离阀，阀体内形成第一通气孔和第二通气孔，介质可由第一通气孔进入，由第二通气孔排出，活塞组件设置在第一通气孔内，弹簧件通过伸缩控制阀芯在第一通气孔内的所在位置，当第一通气孔的介质压力小于弹簧件的弹力时，阀芯处于关闭位置，第一通气孔与第二通气孔不连通，隔离阀关闭，当第一通气孔的介质压力大于弹簧件的弹力时，介质对阀芯端面产生推力，同时使弹簧件压缩，阀芯在介质压力的推动下移动，直至第一通孔与第二通孔管连通隔离阀开启。本发明为一种自力式隔离阀，用于火箭液体发动机燃料储箱，能够使用阀体自身通道内的介质压力来开启阀门，无需单独的设置通道和使用另外的控制气来开启阀门，简化了装置机构，极大的降低了隔离阀的重量和成本。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的隔离阀的结构示意图之一；

图2是本发明提供的隔离阀的结构示意图之二；

图3是本发明提供的隔离阀的结构示意图之三；

图4是本发明提供的隔离阀的结构示意图之四；

附图标记：

100：阀体；110：第一通气孔；120：第二通气孔；130：壳体；140：固定块；141：凹槽；

200：活塞组件；210：弹簧件；220：阀芯；230：压盖；211：第一弹簧；212：第二弹簧；213：支撑块；221：第一密封圈；222：第二密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的隔离阀，包括阀体100和活塞组件200，阀体100构造有第一通气孔110和第二通气孔120，活塞组件200设置于第一通气孔110中，活塞组件200包括弹簧件210和阀芯220，弹簧件210一端与阀芯220连接，弹簧件210的另一端与阀体100连接，在第一通气孔110的介质压力小于弹簧件210的弹力时，阀芯220在弹簧件210的弹力作用下封闭第一通气孔110与第二通气孔120之间的通道，在第一通气孔110的介质压力大于弹簧件210的弹力的情况下，介质推动阀芯220以及弹簧件210沿第一通气孔110的轴向压缩，第一通气孔110与第二通气孔120连通。

本发明实施例的隔离阀，阀体100内形成第一通气孔110和第二通气孔120，介质可由第一通气孔110进入，由第二通气孔120排出，活塞组件200设置在第一通气孔110内，弹簧件210通过伸缩控制阀芯220在第一通气孔110内的所在位置，如图2所示，当第一通气孔110的介质压力小于弹簧件210的弹力时，阀芯220处于关闭位置，第一通气孔110与第二通气孔120不连通，隔离阀关闭，如图3所示，当第一通气孔110的介质压力大于弹簧件210的弹力时，介质对阀芯220端面产生推力，同时使弹簧件210压缩，阀芯220在介质压力的推动下移动，直至第一通孔与第二通孔管连通隔离阀开启。本发明为一种自力式隔离阀，用于火箭液体发动机燃料储箱，能够使用阀体100自身通道内的介质压力来开启阀门，无需单独的设置通道和使用另外的控制气来开启阀门，简化了装置机构，极大的降低了隔离阀的重量和成本。

根据本发明提供的一个实施例，阀芯220的外侧壁与第一通气孔110的内壁接触配合形成第一密封面和第二密封面，第一密封面与第二密封面沿第一通气孔110的进气方向依次设置，第一密封面的截面面积小于第二密封面的截面面积。本实施例中，阀芯220为阶梯型结构，其阶梯面的外侧壁不同位置与第一通气孔110的内壁接触形成第一密封面和第二密封面，第一密封面封闭阀体100内部的通道，第二密封面防止介质外漏，还能可靠的密封燃料储箱内的燃料。

本实施例中，阀芯220由两个相邻的圆柱段构成，直径分别为d1和d2，第一通气孔110的内侧壁也同样设置直径分别为d1和d2的两段来分别与d1和d2的两个圆柱段相配合，以此形成横截面直径分别为d1和d2的第一密封面和第二密封面。

d1和d2的大小应满足如下公式：

隔离阀的开启压力P，与d1，d2，以及弹簧件210的弹力F，必须满足以下公式：

考虑到密封圈的摩擦力因素，优选为1.2。

根据本发明提供的一个实施例，在阀芯220阻断第一通气孔110与第二通气孔120的情况下，第二通气孔120与第一通气孔110的连通位置位于第一密封面和第二密封面之间。本实施例中，阀体100内设置第一通气孔110和第二通气孔120，对应在阀体100表面为A和B两个接口，其中A接口对应第一密封面所在的圆柱段，B接口对应第二密封面所在的圆柱段，而且第二通气孔120对应的位置为第一封面和第二封面之间，在第二通气孔120进入介质时，对第一密封面产生朝向A接口的推力，对第二密封面产生朝向弹簧件210的推力，即两个推力方向相反，由于第二密封面的截面面积大于第一密封面的截面面积，所以对于第二密封面的推力大于对于第一密封面的推力，阀芯220受到由指向弹簧件210的推力，弹簧件210压缩，带动阀芯220移动，直至隔离阀开启，第一通气孔110与第二通气孔120连通，介质由第二通气孔120进入，由第一通气孔110排出，可实现第一通气孔110与第二通气孔120内介质不分流向，阀体100上的A接口和B接口都可以用作介质的进出口，提高了隔离阀的通用性。

根据本发明提供的一个实施例，第二通气孔120垂直于第一通气孔110设置。本实施例中，第二通气孔120的进出气方向垂直于第一通气孔110的进出气方向，即第二通气孔120能够垂直于阀芯220的外侧面进气，对第一密封面和第二密封面更加直接作用，确保作用效果。

根据本发明提供的一个实施例，阀芯220在对应第一密封面的位置上设有第一密封圈221，阀芯220在对应第二密封面的位置上设有第二密封圈222。本实施例中，阀芯220在直径为d1的外侧壁上设置第一密封圈221，与阀体100对应的表面接触形成第一密封面，阀体100在直径为d2的外侧壁上设置第二密封圈222，与阀体100对应的表面接触形成第二密封面。第一密封圈221封闭阀体100内部通道，第二密封圈222防止介质外漏。本实施例中第一通气孔110的侧壁也设置成与阀芯220的阶梯面进行配合的阶梯面。

根据本发明提供的一个实施例，弹簧件210包括第一弹簧211、第二弹簧212和支撑块213，第一弹簧211与第二弹簧212通过支撑块213同轴连接，第一弹簧211与阀芯220连接，第二弹簧212与阀体100连接。本实施例中，为了防止阀芯220在第一通气孔110内由阻断第一通气孔110与第二通气孔120连通的位置移动至第一通气孔110与第二通气孔120连通的位置时行程过长，造成弹簧件210失稳，可以采用双弹簧串联的形式，即第一弹簧211与第二弹簧212通过支撑块213连接，再分别连接阀芯220和阀体100，以此使单根弹簧的压缩量只有整个压缩行程的一半，配合支撑块213还能够确保弹簧压缩和伸张过程运动稳定。

根据本发明提供的一个实施例，活塞组件200还包括压盖230，弹簧件210通过压盖230与阀体100连接。本实施例中，弹簧件210的一端连接阀芯220，另一端连接压盖230，压盖230位于第一通气孔110的末端，且外表面与阀体100连接，实现对弹簧件210的固定，而且便于安装拆卸。

如图2和图3所示，根据本发明提供的一个实施例，第一通气孔110为多个且相互平行设置，第二通气孔120与第一通气孔110一一对应设置。本实施例中，第一通气孔110为两个，且相互平行设置，两个第一通气孔110的一端共用连通一个A接口，且每个第一通气孔110中均设置一个活塞组件200，则形成两个阀芯220并行设置的形式，第二通气孔120也为两个，分别连接两个第一通气孔110，当有两个燃料储箱并联使用时，隔离阀可以为本实施例的两个阀芯220并联的形式。在其它实施例中，第一通气孔110的个数可根据实际燃料储箱的个数进行设置，第一通气孔110的设置数量也根据实际需要进行调整，如图1所示，即仅一个燃料储箱使用时，也可以单个阀芯220的形式用于单个燃料储箱。

根据本发明提供的一个实施例，第一通气孔110中设有两个活塞组件200，且两个阀芯220相背设置。本实施例中，阀体100内设置一个第一通气孔110，两个弹簧件210与两个阀芯220设置在第一通气孔110内，并均保持同轴布置，两个弹簧件210相靠近，两个阀芯220分别靠近第一通气孔110的端部接口，第一密封面为阀芯220的端面与第一通气孔110内凸起的接触面，在阀芯220的端面设置第一密封圈221，第二密封面为阀芯220的侧壁与第一通气孔110的表面。此情况下第一通气孔110的两端均可以作为进出气的接口，能降低阀芯220的行程，同时提高隔离阀的适用范围。

如图4所示，根据本发明提供的一个实施例，阀体100包括壳体130和固定块140，壳体130内设有第一通气孔110，固定块140内设有与第一通气孔110同轴设置的两个凹槽141，两个弹簧件210分别设置于两个凹槽141内。本实施例中，壳体130内部设置第一通气孔110，固定块140设置于壳体130内与壳体130相对固定，固定块140沿第一通孔的轴向方向设置两个凹槽141，分别用于容纳两组阀芯220和弹簧件210，弹簧件210位于凹槽141底部，并与凹槽141底部固定，阀芯220伸出凹槽141，阀芯220端面与壳体130上的第一通气孔110上的凸起相抵接，抵接位置设置第一密封圈221，阀芯220的侧壁设置第二密封圈222，与固定块140的凹槽141的内壁相接触。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种隔离阀，其特征在于：包括阀体和活塞组件，所述阀体构造有第一通气孔和第二通气孔，所述活塞组件设置于所述第一通气孔中，所述活塞组件包括弹簧件和阀芯，所述弹簧件一端与所述阀芯连接，所述弹簧件的另一端与所述阀体连接，在所述第一通气孔的介质压力小于所述弹簧件的弹力时，所述阀芯在所述弹簧件的弹力作用下封闭所述第一通气孔与所述第二通气孔之间的通道，在所述第一通气孔的介质压力大于所述弹簧件的弹力的情况下，介质推动所述阀芯以及所述弹簧件沿所述第一通气孔的轴向压缩，所述第一通气孔与所述第二通气孔连通。

2.根据权利要求1所述的隔离阀，其特征在于：所述阀芯的外侧壁与所述第一通气孔的内壁接触配合形成第一密封面和第二密封面，所述第一密封面与所述第二密封面沿所述第一通气孔的进气方向依次设置，所述第一密封面的截面面积小于所述第二密封面的截面面积。

3.根据权利要求2所述的隔离阀，其特征在于：在所述阀芯阻断所述第一通气孔与所述第二通气孔的情况下，所述第二通气孔与所述第一通气孔的连通位置位于所述第一密封面和所述第二密封面之间。

4.根据权利要求3所述的隔离阀，其特征在于：所述第二通气孔垂直于所述第一通气孔设置。

5.根据权利要求2所述的隔离阀，其特征在于：所述阀芯在对应所述第一密封面的位置上设有第一密封圈，所述阀芯在对应所述第二密封面的位置上设有第二密封圈。

6.根据权利要求1所述的隔离阀，其特征在于：所述弹簧件包括第一弹簧、第二弹簧和支撑块，所述第一弹簧与所述第二弹簧通过所述支撑块同轴连接，所述第一弹簧与所述阀芯连接，所述第二弹簧与所述阀体连接。

7.根据权利要求1所述的隔离阀，其特征在于：所述活塞组件还包括压盖，所述弹簧件通过所述压盖与所述阀体连接。

8.根据权利要求1所述的隔离阀，其特征在于：所述第一通气孔为多个且相互平行设置，所述第二通气孔与所述第一通气孔一一对应设置。

9.根据权利要求1所述的隔离阀，其特征在于：所述第一通气孔中设有两个所述活塞组件，且两个所述阀芯相背设置。

10.根据权利要求9所述的隔离阀，其特征在于：所述阀体包括壳体和固定块，所述壳体内设有所述第一通气孔，所述固定块内设有与所述第一通气孔同轴设置的两个凹槽，两个所述弹簧件分别设置于两个所述凹槽内。

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