CN113236830A - 气爆开启式单向阀及气路系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气爆开启式单向阀及气路系统。该单向阀包括单向阀进气口、气爆开启用高压气体进气口、剪切单元、密封帽、单向阀出气口和密封单元，密封帽设置在剪切单元和单向阀出气口之间，剪切单元设置在高压气体进气口内，一端的凹槽部以包围密封帽上部的方式设置，另一端设置有密封单元，与单向阀出气口接触的密封帽下部设置有密封单元，非工作状态下密封帽使单向阀进气口和单向阀出气口处于不连通状态，工作状态下高压气体经气爆开启用高压气体进气口对剪切单元施加推力，进而使剪切单元为密封帽提供剪切力以径向切断密封帽，从而使得单向阀进气口和单向阀出气口处于连通状态，被切下来的密封帽上部被挤压在单向阀壳体下腔内。

Description

气爆开启式单向阀及气路系统
技术领域
本发明涉及阀门类技术领域，尤其涉及一种气爆开启式单向阀及气路系统。
背景技术
目前，气路系统使用的减压稳压组合已相对成熟，用于将高压气源内的高压气体进行减压，使高压气体经过减压稳压组合后，其压力、流量满足使用要求向工作系统进行增压，一般由减压器、安全阀和单向阀组成。其中，减压器用于将高压气体进行减压；安全阀用于在减压后的增压压力超过设定值时进行旁路泄压保护；单向阀用于隔离工作介质(一般为液体介质)和气路系统，以防止工作系统不工作时液体介质进入气路系统，对气路系统的功能造成影响。
现有单向阀的结构一般使用弹簧连接球头结构在弹簧力的作用下堵紧出气口，这样在气路系统未工作时，可以用来隔离液体介质；在气路系统工作时，减压后的高压气体作用在单向阀球头结构上，当这个作用力大于工作系统内压力和弹簧力之和时，弹簧受挤压，球头结构离开出气口使单向阀形成出气通道，然后向工作系统增压。然而，在贮存期较长的工作系统，如飞行器燃油系统贮存期一般长达18～25年，单向阀中的弹簧在如此长的贮存期内存在弹性能力变弱的可能，进而使球头结构不能堵紧出气口，导致单向阀隔离功能失效，液体工质进入气路系统，造成气路系统功能受影响的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种气爆开启式单向阀及气路系统，能够解决上述现有技术中的问题。
本发明的技术解决方案：一种气爆开启式单向阀，其中，该气爆开启式单向阀包括单向阀进气口、气爆开启用高压气体进气口、剪切单元、密封帽、单向阀出气口和密封单元，所述密封帽设置在所述剪切单元和所述单向阀出气口之间，所述剪切单元设置在所述气爆开启用高压气体进气口内，且所述剪切单元一端的凹槽部以包围所述密封帽上部的方式设置，另一端设置有所述密封单元，与所述单向阀出气口接触的所述密封帽下部设置有所述密封单元，在非工作状态下所述密封帽使所述单向阀进气口和所述单向阀出气口处于不连通状态，在工作状态下高压气体经所述气爆开启用高压气体进气口对所述剪切单元施加推力，进而使所述剪切单元为所述密封帽提供剪切力以径向切断所述密封帽，从而使得所述单向阀进气口和所述单向阀出气口处于连通状态，被切下来的所述密封帽上部被挤压在单向阀壳体下腔内。
优选地，所述剪切单元为切刀。
优选地，所述密封单元为胶圈。
优选地，所述密封帽上部的帽体厚度小于所述密封帽下部的帽体厚度，且所述密封帽上部与所述密封帽下部之间具有剪切槽。
本发明还提供了一种气路系统，其中，该系统包括高压气源、减压器、气爆开启气路、安全阀和上述的气爆开启式单向阀，所述减压器设置在所述高压气源与所述单向阀进气口之间，所述气爆开启气路一端与所述高压气源连接，另一端与所述气爆开启用高压气体进气口连接，所述单向阀出气口与工作系统连接，所述安全阀的输入端与所述减压器的出口连接，用于在所述减压器输出的气体的压力超过设定值时进行旁路泄压保护。
通过上述技术方案，能够实现工作系统和气路系统之间的液气隔离功能，在贮存期较长的情况下也可以达到可靠的液气隔离效果，有效隔离液体工质避免其进入气路系统，进而影响气路系统正常工作；并且，本发明的气爆开启式单向阀无需提供额外动力，通过气爆开启方式即可实现单向阀的可靠开启。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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为本发明实施例提供的一种气爆开启式单向阀工作前的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种气爆开启式单向阀工作后的结构示意图；
图3为本发明实施例中密封帽的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种气路系统的工作原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
图1为本发明实施例提供的一种气爆开启式单向阀工作前的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的一种气爆开启式单向阀工作后的结构示意图。
如图1和2所示，本发明实施例提供了一种气爆开启式单向阀，其中，该气爆开启式单向阀包括单向阀进气口1、气爆开启用高压气体进气口2、剪切单元3、密封帽4、单向阀出气口5和密封单元6，所述密封帽4设置在所述剪切单元3和所述单向阀出气口5之间，所述剪切单元3设置在所述气爆开启用高压气体进气口2内，且所述剪切单元3一端的凹槽部以包围所述密封帽4上部的方式设置，另一端设置有所述密封单元6，与所述单向阀出气口5接触的所述密封帽4下部设置有所述密封单元6，在非工作状态下所述密封帽4使所述单向阀进气口1和所述单向阀出气口5处于不连通状态，在工作状态下高压气体经所述气爆开启用高压气体进气口2对所述剪切单元3施加推力，进而使所述剪切单元3为所述密封帽4提供剪切力以径向切断所述密封帽4，从而使得所述单向阀进气口1和所述单向阀出气口5处于连通状态，被切下来的所述密封帽4上部被挤压在单向阀壳体下腔内。
举例来讲，可以将本发明上述的气爆开启式单向阀应用于气路系统中，在气路系统未工作时，密封帽连接单向阀出气口使单向阀通向出气口的通道封闭，实现工作系统中的工作介质(一般为液体介质)与气路系统隔离，而密封帽结构件的特性使其在长时间贮存的情况下液气隔离功能不会失效。
在气路系统工作时，如果不开启单向阀，气路系统与工作系统依旧处于不连通状态，减压后的增压气体将不能通过单向阀进入工作系统进行增压，所以经气爆开启用高压气体进气口引入减压前的高压气体至剪切单元表面，密封件的设置可以使高压气体不会进入单向阀通道而只能作用在剪切单元表面上，进而剪切单元作用在密封帽上为其提供剪切力，使密封帽被径向切断，实现单向阀的气爆开启。单向阀开启后，气路系统与工作系统处于连通状态，气路系统可以正常增压。由于单向阀开启后，通道内流过的是经过减压后的增压气体，其压力始终低于气爆开启用高压气体进气口(高压气路)内压力，所以密封帽被切下来的部分将一直被挤压在单向阀壳体下腔，不会再次堵塞气路。
通过上述技术方案，能够实现工作系统和气路系统之间的液气隔离功能，在贮存期较长的情况下也可以达到可靠的液气隔离效果，有效隔离液体工质避免其进入气路系统，进而影响气路系统正常工作；并且，本发明的气爆开启式单向阀无需提供额外动力，通过气爆开启方式即可实现单向阀的可靠开启。
根据本发明一种实施例，所述剪切单元3为切刀。
根据本发明一种实施例，所述密封单元6为胶圈。
本领域技术人员应当连接，上述关于切刀和胶圈的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明。
图3为本发明实施例中密封帽的结构示意图。
根据本发明一种实施例，如图3所示，所述密封帽4上部的帽体厚度小于所述密封帽4下部的帽体厚度，且所述密封帽4上部与所述密封帽4下部之间具有剪切槽。
通过将密封帽4上部的帽体厚度设置为小于所述密封帽4下部的帽体厚度，有利于剪切单元对密封帽的径向剪切。而在所述密封帽4上部与所述密封帽4下部之间设置剪切槽，可以进一步提高剪切单元的剪切效率。
根据本发明一种实施例，所述剪切单元3设置有所述密封单元6的一端可以通过开设凹槽来设置所述密封单元6，且在所述剪切单元3中，所述密封单元6的高度大于对应凹槽的高度，从而确保密封单元6与气爆开启用高压气体进气口2的内壁之间保持密封状态。
类似地，与所述单向阀出气口5接触的所述密封帽4下部(即，与所述单向阀出气口5接触的那一面)可以通过开设凹槽来设置所述密封单元6，在所述密封帽4中，所述密封单元6的高度大于对应凹槽的高度，确保密封单元6与单向阀出气口5之间保持密封状态。
图4为本发明实施例提供的一种气路系统的工作原理图。
如图4所示，本发明实施例提供了一种气路系统，其中，该系统包括高压气源7、减压器8、气爆开启气路9、安全阀10和上述的气爆开启式单向阀11，所述减压器8设置在所述高压气源7与所述单向阀进气口1之间，所述气爆开启气路9一端与所述高压气源7连接，另一端与所述气爆开启用高压气体进气口2连接，所述单向阀出气口5与工作系统12连接，所述安全阀10的输入端与所述减压器8的出口连接，用于在所述减压器8输出的气体的压力超过设定值时进行旁路泄压保护。
其中，减压器、气爆开启式单向阀和安全阀共同构成减压稳压组合。
更具体地，当气路系统未工作，即高压气源未点爆时，在单向阀出气口设置密封帽使工作系统与气路系统处于不连通状态，并且由于密封帽是结构件，所以能够在长时间贮存期内实现有效的液气隔离效果。当气路系统开始工作时，高压气源被点爆，高压气体进入减压稳压组合，同时经气爆开启气路(气爆开启用高压气路)引入减压前的高压气体至单向阀，高压气体提供剪切力作用在密封帽上，使密封帽被切断，切下来的部分被挤入单向阀壳体下腔，单向阀的气爆开启使工作系统与气路系统处于连通状态，从而实现减压后的增压气体经单向阀通入工作系统进行增压。由于单向阀开启后，其内流过的是经过减压后的增压气体，其压力始终低于气爆开启用高压气路内压力，所以密封帽被切下来的部分将一直被挤压在单向阀壳体下腔，不会再次堵塞气路。
此外，虽然密封帽被切断后无法再次实现液气隔离功能，但可以通过更换密封帽、密封单元等少量零件就可以再次实现该单向阀的液气隔离功能、气爆开启功能。
从上述实施例可以看出，本发明所述的气爆开启式单向阀和气路系统至少具有以下优点：
(1)通过在单向阀进气口与单向阀出气口之间设置密封帽来实现液气隔离功能，密封帽的结构件特性使其在长时间贮存情况下也能够达到可靠的液气隔离效果。
(2)气路系统工作时，不需额外提供动力源，只需引入高压气源内的高压气体即可实现单向阀的开启工作。即，气路系统工作时，引入减压前的高压气体至单向阀，高压气体提供剪切力作用在密封帽上对密封帽进行切割，实现单向阀的气爆开启。
(3)单向阀开启后，其内通过的增压气体压力始终低于气爆开启用高压气路内压力，所以密封帽被切下来的部分将一直被挤压在单向阀壳体下腔，不会再次堵塞气路。
(4)通过换装少量零件，工作后的单向阀可恢复至初始状态的液气隔离功能、气爆开启功能。
总的来讲，本发明结构简单，工作可靠，成本低廉，有效实现了液气隔离功能、气爆开启功能，可用于需要液气隔离的工作系统，特别是贮存期较长的工作系统，如飞行器上的燃油系统。
如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (5)

1.一种气爆开启式单向阀，其特征在于，该气爆开启式单向阀包括单向阀进气口(1)、气爆开启用高压气体进气口(2)、剪切单元(3)、密封帽(4)、单向阀出气口(5)和密封单元(6)，所述密封帽(4)设置在所述剪切单元(3)和所述单向阀出气口(5)之间，所述剪切单元(3)设置在所述气爆开启用高压气体进气口(2)内，且所述剪切单元(3)一端的凹槽部以包围所述密封帽(4)上部的方式设置，另一端设置有所述密封单元(6)，与所述单向阀出气口(5)接触的所述密封帽(4)下部设置有所述密封单元(6)，在非工作状态下所述密封帽(4)使所述单向阀进气口(1)和所述单向阀出气口(5)处于不连通状态，在工作状态下高压气体经所述气爆开启用高压气体进气口(2)对所述剪切单元(3)施加推力，进而使所述剪切单元(3)为所述密封帽(4)提供剪切力以径向切断所述密封帽(4)，从而使得所述单向阀进气口(1)和所述单向阀出气口(5)处于连通状态，被切下来的所述密封帽(4)上部被挤压在单向阀壳体下腔内。
2.根据权利要求1所述的气爆开启式单向阀，其特征在于，所述剪切单元(3)为切刀。
3.根据权利要求2所述的气爆开启式单向阀，其特征在于，所述密封单元(6)为胶圈。
4.根据权利要求3所述的气爆开启式单向阀，其特征在于，所述密封帽(4)上部的帽体厚度小于所述密封帽(4)下部的帽体厚度，且所述密封帽(4)上部与所述密封帽(4)下部之间具有剪切槽。
5.一种气路系统，其特征在于，该系统包括高压气源(7)、减压器(8)、气爆开启气路(9)、安全阀(10)和权利要求1-4中任一项所述的气爆开启式单向阀(11)，所述减压器(8)设置在所述高压气源(7)与所述单向阀进气口(1)之间，所述气爆开启气路(9)一端与所述高压气源(7)连接，另一端与所述气爆开启用高压气体进气口(2)连接，所述单向阀出气口(5)与工作系统(12)连接，所述安全阀(10)的输入端与所述减压器(8)的出口连接，用于在所述减压器(8)输出的气体的压力超过设定值时进行旁路泄压保护。
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