CN113847456B - 一种双膜片气爆隔离阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隔离阀，具体涉及一种双膜片气爆隔离阀，用于解决现有膜片隔离阀和电爆隔离阀无法满足发动机介质隔离阀长期高可靠隔离、低压可靠切破及对运输振动冲击等力学环境适应能力强的要求的不足之处。该双膜片气爆隔离阀，包括阀体，以及与阀体同轴设置的控制接嘴、入口接嘴和切刀，所述控制接嘴尾部设有碟形翻转膜片，所述入口接嘴尾部设有隔离平膜片。本发明采用双膜片隔离密封结构，能够适应运输振动及冲击等力学环境，并且可以实现低压可靠切破。

Description

一种双膜片气爆隔离阀
技术领域
本发明涉及隔离阀，具体涉及一种双膜片气爆隔离阀。
背景技术
在轨姿控发动机研制中，系统对液体推进剂贮箱出口隔离阀提出了长期高可靠隔离、低压可靠切破及对运输振动冲击等力学环境适应能力强等要求。现有的膜片隔离阀带有预制刻痕对力学环境适应能力差，在运输振动及冲击等力学环境下易发生膜片异常破裂及推进剂泄漏故障；现有的电爆隔离阀结构复杂，使用时还需另配电爆管及发火电源进行电爆驱动，电爆管可靠性也会对电爆阀功能实现产生影响；膜片隔离阀和电爆隔离阀在用作贮箱出口隔离阀时均有局限性。
发明内容
本发明的目的是解决现有膜片隔离阀和电爆隔离阀无法满足发动机介质隔离阀长期高可靠隔离、低压可靠切破及对运输振动冲击等力学环境适应性强的要求的不足之处，而提供一种双膜片气爆隔离阀。
为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了如下技术解决方案：
一种双膜片气爆隔离阀，包括阀体，以及与阀体同轴设置的控制接嘴、入口接嘴和切刀，其特殊之处在于：
所述阀体沿轴向设有轴向通孔，轴向通孔两端分别为控制腔和入口腔；
所述控制接嘴位于控制腔内，且控制接嘴侧壁与控制腔内壁紧密贴合，控制接嘴尾部为环形内锥形面，控制接嘴尾部设有碟形翻转膜片，碟形翻转膜片与所述环形内锥形面紧密贴合；
所述入口接嘴位于入口腔内，且入口接嘴侧壁与入口腔内壁紧密贴合，入口接嘴尾部设有隔离平膜片；
所述控制接嘴、入口接嘴与阀体之间形成气爆腔，所述切刀位于气爆腔内，切刀中部沿径向设有环形的汇集流道，切刀其余部分侧壁与气爆腔内壁紧密贴合，切刀一端伸入入口腔内，且端部设有刃口，另一端伸入控制腔内，且端部与碟形翻转膜片接触；切刀内部沿轴向设有内流道，内流道与入口腔连通；
所述切刀侧壁圆周均布有多个连通内流道和汇集流道的通孔，所述阀体上沿径向设置有出口流道，出口流道与汇集流道连通，所述多个通孔的截面积之和大于出口流道的截面积。
进一步地，所述碟形翻转膜片直径大于等于环形内锥形面外径，所述切刀外径小于环形内锥形面外径，大尺寸碟形翻转膜片有助于实现膜片的低压力翻转及大作用力切破功能。
进一步地，所述刃口所在端面为斜面，刃口为斜面前端在周向上接近隔离平膜片的圆心角330°的圆弧段，有助于减小剪切阻力，提高切破可靠性，并且避免隔离平膜片被完全切下产生碎片。
进一步地，所述入口接嘴上设置有与刃口适配的滑槽，与刃口配合使用实现聚力切破隔离平膜片，进一步提高低压切破的可靠性。
进一步地，所述切刀侧壁圆周均布有4个连通内流道和汇集流道的通孔，所述4个通孔的截面积之和大于出口流道的截面积。
进一步地，所述切刀侧壁与阀体内壁之间设置有限位挡环，位于气爆腔与入口腔之间，用于对切刀的限位，使刃口与隔离平膜片之间存在间隙，保证在振动冲击等力学环境下切刀不会移动导致隔离平膜片破裂。
进一步地，所述切刀侧壁与气爆腔内壁之间设置有密封圈和挡圈。
进一步地，所述碟形翻转膜片边缘与控制接嘴之间、隔离平膜片边缘与入口接嘴之间均采用焊接方式固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用双膜片隔离密封结构，其中，入口腔设置有无预制刻痕的隔离平膜片，其无应力集中点，能够适应运输振动及冲击等力学环境，控制腔设置有碟形翻转膜片，其具有低翻转力、大翻转角度的特点，低压力下能实现可靠翻转及大作用力推动作用；并且双膜片隔离密封结构进一步实现了气爆隔离阀的结构小型轻质化。
(2)本发明采用斜切刃口切刀与滑槽结合，减小了剪切阻力，能够实现对隔离平膜片集中切破及裂口快速扩展，进一步保证了低压切破的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图。
附图标记说明如下：1-阀体；2-控制接嘴，21-控制腔；3-入口接嘴，31-入口腔；4-碟形翻转膜片；5-隔离平膜片；6-切刀，61-刃口，62-内流道，63-汇集流道，64-通孔；7-出口流道；8-滑槽；9-限位挡环。
具体实施方式
下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地说明。
参照图1，一种双膜片气爆隔离阀，包括阀体1，以及与阀体1同轴设置的控制接嘴2、入口接嘴3、碟形翻转膜片4、隔离平膜片5和切刀6；阀体1内设有轴向通孔，轴向通孔两端分别为控制腔21和入口腔31。
控制接嘴2位于控制腔21内，且控制接嘴2侧壁与控制腔21内壁紧密贴合，控制接嘴2尾部为环形内锥形面；碟形翻转膜片4位于控制接嘴2尾部，且与环形内锥形面紧密贴合，碟形翻转膜片4边缘与控制接嘴2焊接固定，对控制腔21实现隔离密封。
入口接嘴3位于入口腔31内，且入口接嘴3侧壁与入口腔31内壁紧密贴合，入口接嘴3尾部设有无预制刻痕的隔离平膜片5，隔离平膜片5边缘与入口接嘴3焊接固定，用于对贮箱内的推进剂介质进行长期隔离密封；隔离平膜片5无应力集中点，能够适应贮箱在力学环境下作用于隔离平膜片5上的液动力，且无刻痕的隔离平膜片5在运输振动及冲击等力学环境下不易发生结构破裂及泄漏故障，满足了发动机介质隔离阀长期高可靠隔离及力学环境适应性强的要求。
控制接嘴2、入口接嘴3与阀体1之间形成气爆腔，切刀6位于气爆腔内，切刀6中部沿径向设有环形的汇集流道63，切刀6其余部分侧壁与气爆腔内壁紧密贴合，切刀侧壁与气爆腔内壁之间设置有密封圈和挡圈；切刀6一端伸入入口腔31内，且端部设有刃口61，切刀6侧壁与阀体1内壁之间设置有限位挡环9，位于气爆腔与入口腔31之间，用于对切刀6的限位，使刃口61与隔离平膜片5之间存在间隙，保证在振动冲击等力学环境下切刀6不会移动导致隔离平膜片5破裂；切刀6另一端伸入控制腔21内，且端部与碟形翻转膜片4接触；所述切刀6内部沿轴向设有内流道62，内流道62与入口腔31连通；切刀6侧壁圆周均布有4个连通内流道62和汇集流道63的通孔64，所述阀体上沿径向设置有出口流道7，出口流道7与汇集流道63连通，4个通孔64的截面积之和大于出口流道7的截面积用于保证介质供应。
为实现集中切破及快速扩展，刃口61所在端面为斜面，并且入口接嘴3上设置有与刃口61适配的滑槽8；所述斜面前端在周向上接近隔离平膜片5的圆心角330°的圆弧段为刃口61，未设置刃口61的部分为圆弧过渡段，防止隔离平膜片5被切破后产生碎片。
为实现发动机介质隔离阀的低压可靠切破性能，本发明采用大尺寸蝶形翻转膜片4，具有低压力翻转及大作用力切破特点，碟形翻转膜片4直径大于环形内锥形面外径，切刀6外径小于环形内锥形面外径。
所述双膜片气爆隔离阀安装于贮箱出口用于对贮箱内的液体推进剂介质进行隔离密封，未工作时为常闭结构，控制接嘴2通气后碟形翻转膜片4受力翻转，推动切刀6轴向移动使限位挡环9变形，刃口61剪切隔离平膜片5，入口腔31与内流道62连通，介质从入口腔31流入，流经内流道62、汇集流道63，通过通孔64流至出口流道7，实现介质供应。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，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所保护技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种双膜片气爆隔离阀，包括阀体(1)，以及与阀体(1)同轴设置的控制接嘴(2)、入口接嘴(3)和切刀(6)，其特征在于：
所述阀体(1)内设有轴向通孔，轴向通孔两端分别为控制腔(21)和入口腔(31)；
所述控制接嘴(2)位于控制腔(21)内，且控制接嘴(2)侧壁与控制腔(21)内壁紧密贴合，控制接嘴(2)尾部为环形内锥形面，控制接嘴(2)尾部设有碟形翻转膜片(4)，碟形翻转膜片(4)与所述环形内锥形面紧密贴合；
所述入口接嘴(3)位于入口腔(31)内，且入口接嘴(3)侧壁与入口腔(31)内壁紧密贴合，入口接嘴(3)尾部设有无预制刻痕的隔离平膜片(5)；
所述控制接嘴(2)、入口接嘴(3)与阀体(1)之间形成气爆腔，所述切刀(6)位于气爆腔内，切刀(6)中部沿径向设有环形的汇集流道(63)，切刀(6)其余部分侧壁与气爆腔内壁紧密贴合，切刀(6)一端伸入入口腔(31)内，且端部设有刃口(61)，刃口(61)与隔离平膜片(5)之间存在间隙，另一端伸入控制腔(21)内，且端部与碟形翻转膜片(4)接触；切刀(6)内部沿轴向设有内流道(62)，内流道(62)与入口腔(31)连通；
所述切刀(6)侧壁圆周均布有多个连通内流道(62)和汇集流道(63)的通孔(64)，所述阀体上沿径向设置有出口流道(7)，出口流道(7)与汇集流道(63)连通，所述多个通孔(64)的截面积之和大于出口流道(7)的截面积。
2.根据权利要求1所述的一种双膜片气爆隔离阀，其特征在于：所述碟形翻转膜片(4)直径大于等于环形内锥形面外径，所述切刀(6)外径小于环形内锥形面外径。
3.根据权利要求2所述的一种双膜片气爆隔离阀，其特征在于：所述刃口(61)所在端面为斜面，刃口(61)为斜面前端在周向上接近隔离平膜片(5)的圆心角330°的圆弧段。
4.根据权利要求3所述的一种双膜片气爆隔离阀，其特征在于：所述入口接嘴(3)上设置有与刃口(61)适配的滑槽(8)。
5.根据权利要求4所述的一种双膜片气爆隔离阀，其特征在于：所述切刀(6)侧壁圆周均布有4个连通内流道(62)和汇集流道(63)的通孔(64)。
6.根据权利要求5所述的一种双膜片气爆隔离阀，其特征在于：所述切刀(6)侧壁与阀体(1)内壁之间设置有限位挡环(9)，位于气爆腔与入口腔(31)之间。
7.根据权利要求6所述的一种双膜片气爆隔离阀，其特征在于：所述切刀(6)侧壁与气爆腔内壁之间设置有密封圈和挡圈。
8.根据权利要求1至7任一所述的一种双膜片气爆隔离阀，其特征在于：所述碟形翻转膜片(4)边缘与控制接嘴(2)之间、隔离平膜片(5)边缘与入口接嘴(3)之间均采用焊接方式固定。
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