CN113058336B - 一种用于燃气调节阀的过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于燃气调节阀的过滤装置，包括：过滤外壳、过滤内筒、过滤外筒以及密封垫圈。过滤外筒与过滤内筒之间依靠密封垫圈维持密封，过滤内筒、过滤外筒以及密封垫圈整体与过滤外壳通过螺纹固联，构成过滤装置。依靠过滤内筒、过滤外筒的燃气通道外形尺寸和布局设计，控制燃气通流方向和流道面积，实现燃气的有效过滤；通过选取具备耐高温高压特点、隔热性能良好的材料加工过滤装置，保证其在高温高压环境下结构可靠、稳定工作。

Description

一种用于燃气调节阀的过滤装置
技术领域
本发明涉及一种过滤装置。
背景技术
阀门装置以其轻小型、快响应、高可靠性等特点，在发动机的执行机构中得以广泛应用。工程应用中，阀门装置的工作可靠性尤为关键，直接影响着发动机的工作稳定性。燃气调节阀大多工作在高温高压环境下，依照指令控制高温燃气的通断以满足发动机的性能需求，一直以来高温高压燃气的清洁程度均是燃气调节阀系统高效可靠工作的关键影响因素。
在固体火箭发动机领域，高温高压燃气的清洁程度主要决定于燃气发生器，具体原因在于为提高燃气能量，向燃气发生剂内添加的金属颗粒以及燃气发生剂自身包覆套、绝热层经高温高压燃气冲刷烧蚀后产生的残渣，随着燃烧的进行，均会混入到燃气中，随即进入燃气调节阀系统中，影响阀门可靠工作。
目前解决高温高压燃气清洁问题最根本的措施是实现可清洁燃气发生器，但由于燃气发生器自身状况，燃气发生剂周边绝热层是必需的，依照实际需求及燃气发生剂装填方式，决定燃气发生剂是否添加金属颗粒以及包覆套状况，实现自清洁燃气发生器仍存在关键技术亟待突破。针对此状况，需要提出一种用于燃气调节阀的过滤装置，清洁高温燃气，保证燃气调节阀可靠工作。
发明内容
本发明解决的问题是：燃气发生器产生的高温高压燃气易带有残渣，进入燃气调节阀内部，可造成阀门内部组件划伤、破损，严重时会导致阀门执行机构卡死，影响发动机正常工作；为解决上述问题，本发明提供一种用于燃气清洁且具备耐高温高压条件、结构可靠等特点的燃气过滤装置。
本发明采用的技术方案是：一种用于燃气调节阀的过滤装置，包括过滤外壳、过滤内筒、过滤外筒以及密封垫圈；
过滤内筒一端端面封闭并在侧壁面设置出口燃气通道，另一端端面开口并在侧壁面设置入口燃气通道，沿中心轴设置中心孔；过滤外筒封口端的侧壁上设置燃气通道；过滤内筒的开口端插入过滤外筒中，过滤外筒与过滤内筒之间通过密封垫圈密封，过滤内筒、过滤外筒以及密封垫圈安装在过滤外壳中；过滤内筒中部的环状凸起结构与过滤外壳内壁上的台阶面相贴合，过滤内筒封口端与过滤外壳内壁之间存在间隙。
过滤外筒的材料为钼钛锆金属材料。
过滤内筒的材料为钛合金TC4金属材料。
过滤外筒燃气通道、过滤内筒入口燃气通道以及过滤内筒出口燃气通道采用圆形通孔或其他形状的燃气通道，依据燃气实际流量设置若干圈，每圈上的燃气通道均匀分布。
过滤外筒的燃气通道直径大于过滤内筒入口燃气通道直径，过滤内筒入口燃气通道直径大于过滤内筒出口燃气通道直径。
一种用于燃气调节阀的过滤装置，布置在燃气调节阀燃气入口处，燃气依次通过过滤外筒的燃气通道、过滤内筒的入口燃气通道和过滤内筒的出口燃气通道，最终流入燃气调节阀内。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明提出了一种用于燃气调节阀的过滤装置，采用三次过滤手段，通过燃气通道的布局保证燃气最大的过滤效果，通过过滤装置材料的选取保证其承受高温高压工况，使得过滤装置保证燃气清洁外还具备耐高温高压条件、结构可靠等特点。
附图说明
图1为本发明的用于燃气调节阀的过滤装置整体结构剖视图。
1-过滤外壳、2-过滤内筒、3-密封垫圈、4-过滤外筒
图2为本发明实施例的过滤外壳结构示意图。
图3为本发明实施例的过滤内筒结构示意图。
图4为本发明实施例的过滤外筒结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1为本发明实施例的用于燃气调节阀的过滤装置整体结构剖视图。
一种用于燃气调节阀的过滤装置，包括过滤外壳1、过滤内筒2、密封垫圈3、过滤外筒4；过滤内筒4一端端面封闭并在侧壁面设置出口燃气通道，另一端端面开口并在侧壁面设置入口燃气通道，沿中心轴设置中心孔；过滤外筒4封口端的侧壁上设置燃气通道；过滤内筒2的开口端插入过滤外筒4中，过滤外筒4与过滤内筒2之间通过密封垫圈3密封，过滤内筒2、过滤外筒4以及密封垫圈3安装在过滤外壳1中；过滤内筒2中部的环状凸起结构与过滤外壳1内壁上的台阶面相贴合，过滤内筒4封口端与过滤外壳1内壁之间存在间隙。过滤外筒4的燃气通道直径最大，过滤内筒2入口燃气通道直径次之，过滤内筒2出口燃气通道直径最小。
首先将过滤内筒2通过螺纹固联在过滤外壳1内，使得过滤内筒2中部的金属环形凸起结构的上端面与过滤外壳1内端面相贴合，密封垫圈3放置在过滤外筒4上端面，可涂抹特221润滑脂维持密封垫圈3稳定，随即将密封垫圈3、过滤外筒4整体同样通过螺纹固联在过滤外壳1上，直至密封垫圈3上端面与过滤内筒2中部的金属环形凸起结构的下端面相贴合，随即旋紧过滤外筒4，保证密封垫圈3因挤压产生足够的压缩量，保证过滤内筒2与过滤外筒4之间密封可靠，最终过滤内筒2、密封垫圈3、过滤外筒4整体通过螺纹固联在过滤外壳1内；过滤外筒优选隔热性能良好的金属材料，过滤内筒优选耐高温性能良好的材料。
所述的用于燃气调节阀的过滤装置布置在燃气发生器与燃气调节阀之间，使得燃气发生器产生的高温燃气通过过滤装置清洁后，提供给燃气调节阀调节，以保证燃气调节阀可靠工作。
所述的用于燃气调节阀的过滤装置具体过程为：燃气发生器产生高温高压燃气，燃气流经过滤外筒4上的燃气通道，即通过过滤装置的第一道过滤，此阶段过滤外筒4上的燃气通道方向与高温高压燃气基本流动方向相垂直，以达到最佳的大颗杂质过滤效果，过滤外筒4选用钼钛锆金属材料，隔热保护过滤装置的同时降低经过的燃气温度；燃气通过过滤外筒4后，沿轴向流向过滤内筒2，此时过滤内筒2入口燃气通道方向与燃气流动方向再次垂直，过滤内筒2入口燃气通道面积小于过滤外筒4燃气通道面积，流经过滤内筒2入口燃气通道时对燃气实现第二次过滤；燃气在过滤内筒2内沿轴向流动，过滤内筒2出口燃气通道与燃气流动方向依旧垂直，过滤内筒2出口燃气通道面积进一步降低，在燃气流经过滤内筒2出口燃气通道时，对燃气实现第三次过滤，过滤内筒2材料选用钛合金TC4耐高温材料，在燃气经过第二次、第三次过滤后温度进一步降低；
其中图2、图3、图4分别为本发明实施例的过滤外壳1、过滤内筒2、过滤外筒4的结构示意图，过滤内筒2的隔热性能最好，过滤外筒4的隔热性能相对较低，整体工作过程中，过滤内筒2、过滤外筒4上的燃气通道可选用圆形、方形等多种形式，为保证良好过滤，只需保证通道方向与燃气基本流动方向相垂直，依照实际燃气流向，可布置但不局限于布置在过滤内筒2、过滤外筒4侧面，燃气通道实际大小根据实际流量需求，通过燃气流动计算以及结构可靠计算来确定。
过滤外筒4作为过滤装置的第一道燃气过滤，依靠燃气流动计算以及结构可靠计算设计过滤外筒4具体的燃气通道布局及燃气通道面积，采用多层、圆周均布的燃气通道，燃气通道布置方向与燃气流动基本方向相垂直，以保证达到最佳的过滤效果；过滤内筒2的入口燃气通道、出口燃气通道分别作为过滤装置的第二道、第三道燃气过滤，具体的布置位置、分布方式、通道大小均依靠成熟的燃气流动计算以及结构可靠计算设计；过滤外筒4燃气通道、过滤内筒2入口燃气通道、出口燃气通面积依次降低。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (2)

1.一种用于燃气调节阀的过滤装置，其特征在于，包括过滤外壳（1）、过滤内筒（2）、过滤外筒（4）以及密封垫圈（3）；
过滤内筒（2）一端端面封闭并在侧壁面设置出口燃气通道，另一端端面开口并在侧壁面设置入口燃气通道，沿中心轴设置中心孔；过滤外筒（4）封口端的侧壁上设置燃气通道；过滤内筒（2）的开口端插入过滤外筒（4）中，过滤外筒（4）与过滤内筒（2）之间通过密封垫圈（3）密封，过滤内筒（2）、过滤外筒（4）以及密封垫圈（3）安装在过滤外壳（1）中；过滤内筒（2）中部的环状凸起结构与过滤外壳（1）内壁上的台阶面相贴合，过滤内筒（2）封口端与过滤外壳（1）内壁之间存在间隙；
过滤外筒（4）的材料为钼钛锆金属材料；
过滤内筒（2）的材料为钛合金TC4金属材料；
过滤外筒（4）燃气通道、过滤内筒（2）入口燃气通道以及过滤内筒（2）出口燃气通道采用圆形通孔或其他形状的燃气通道，依据燃气实际流量设置若干圈，每圈上的燃气通道均匀分布；
布置在燃气调节阀燃气入口处，燃气依次通过过滤外筒（4）的燃气通道、过滤内筒（2）的入口燃气通道和过滤内筒（2）的出口燃气通道，最终流入燃气调节阀内。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃气调节阀的过滤装置，其特征在于，过滤外筒（4）的燃气通道直径大于过滤内筒（2）入口燃气通道直径，过滤内筒（2）入口燃气通道直径大于过滤内筒（2）出口燃气通道直径。
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