CN116293432A - 一种机载高压氦气瓶阀系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机载高压氦气瓶阀系统，包括瓶体和气源装置释放阀，瓶体的开口端连接有气源装置释放阀，气源装置释放阀的背面连接有电起爆器，电起爆器背面设有电连接器，且电连接器和电起爆器电路连接，本发明通过自身阀体结构，及其内部两种密封方式，使得组件在不使用时，不易存在漏气现象，且经过高温70℃、低温‑55℃、温度‑湿度‑高度试验、飞行试验验证，产品在高低温、低气压环境下仍然具备良好的密封性能，通过采用的双桥双路起爆器，可在双桥双路起爆器的一路失效，另一路正常的情况，正常通电起爆，使得装置在进行放气启动时具备较高可靠性。

Description

一种机载高压氦气瓶阀系统
技术领域
本发明涉及航空航天技术领域，具体为一种机载高压氦气瓶阀系统。
背景技术
氦气瓶是按照国家标准GB17268-1998的规定进行设计，制造的国家标准非重复充装钢瓶，并经国家质量监督检验检疫总局ISO9001-2000质量体系认证的生产线进行制造，属于钢瓶类DR4级(现划分为B3级)特种气瓶产品，钢瓶逐只经过试压检验出厂。目前国内市场上的机载氦气瓶阀组件存在以下缺点：1、其瓶阀组件在高低温、低气压、振动等环境影响下，普遍存在漏气，密封性不好的问题；2、瓶体结构设计不合理，造成自身重量过重；3、点火启动不可靠。
所以，如何设计一种机载高压氦气瓶阀系统，成为我们当前需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种机载高压氦气瓶阀系统，解决了瓶阀组件在低温低压的高空环境下密封性不佳，及其瓶体重量较高和装置启动不可靠的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机载高压氦气瓶阀系统，包括瓶体和气源装置释放阀，瓶体的开口端连接有气源装置释放阀，气源装置释放阀的背面连接有电起爆器，电起爆器背面设有电连接器，且电连接器和电起爆器电路连接，气源装置释放阀包括充气组合阀，充气组合阀通过正面设有的连接管和瓶体的开口端相连，且连接管内部设有气体输入腔室，和瓶体内部空间相通，充气组合阀内部设有气体输出腔室、气体控制腔室和气体电爆腔室，气体输出腔室处于气体控制腔室底部，且气体控制腔室和气体输出腔室之间相通，气体输出腔室和气体输入腔室之间相通，气体控制腔室和气体输出腔室的背面设有气体电爆腔室，气体电爆腔室通过中空腔和气体控制腔室相通，气体输出腔室和气体控制腔室之间活动连接有截断阀芯，截断阀芯靠近气体输入腔室的一面中心部位设有节流孔，截断阀芯内部设有空腔，且空腔顶部为开口，节流孔和截断阀芯内部设有的空腔相通，气体控制腔室的直径大于气体输出腔室的直径，截断阀芯的中心靠上部位直径大于气体输出腔室的直径，截断阀芯的中心靠上部位直径小于气体控制腔室的直径，气体电爆腔室内部活动连接有电爆管芯轴，电爆管芯轴表面设有用于密封的挡圈及其星形密封圈，气源装置释放阀和电起爆器的具体连接方式为：充气组合阀内部的气体电爆腔室背面设有连接头，连接头内部设有连接口，连接口和气体电爆腔室相通，电起爆器连接于连接口内，活塞杆设于气体控制腔室顶部，且活塞杆表面设有弹簧，弹簧长度和活塞杆长度一致，活塞杆长度和截断阀芯内部设有的空腔长度相同，且活塞杆的直径小于空腔直径，电爆管芯轴底部和气体电爆腔室之间也设有弹簧，充气组合阀底部表面设有两个出气口，出气口和气体输出腔室相通，充气组合阀顶部设有排气口，和气体电爆腔室相通。
进一步的，电起爆器采用双桥双路起爆器。
进一步的，瓶体采用合金或复合材料，且瓶体整体表面为缠绕线型。
进一步的，还包括有压力传感器，压力传感器固定于电起爆器下方，压力传感器用于检测气源装置释放阀的内部气压。
进一步的，还包括有压力表，压力表固定于充气组合阀的正面，和压力传感器电性连接。
进一步的，还包括有滤片，滤片设于气体电爆腔室底部。
进一步的，还包括有安全阀，安全阀设于充气组合阀的正面，和充气组合阀内部气体输入腔室相通。
与现有的技术相比，本发明具备以下有益效果：
(1)、本发明通过自身阀体结构，及其内部两种密封方式，使得组件在不使用时，不易存在漏气现象，且经过高温70℃、低温-55℃、温度-湿度-高度试验、飞行试验验证，产品在高低温、低气压环境下具备良好的密封性能。
(2)、本发明通过采用双桥双路起爆器，可在双桥双路起爆器的一路失效，另一路正常的情况，正常通电起爆，使得装置在进行放气启动时具备较高可靠性。
(3)、本发明通过采用合金或复合材料的瓶体，且瓶体整体表面为缠绕线型设计，使得瓶体自身重量由指标要求的9.8Kg降低至9.3Kg以下，整体更加轻便。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的气源装置释放阀结构示意图。
图3为本发明的密封状态原理图。
图4为本发明的电爆后充气工作状态原理图。
图中：1、瓶体；2、气源装置释放阀；3、压力表；4、电连接器；5、电起爆器；6、压力传感器；7、充气组合阀；8、安全阀；9、气体输入腔室；10、气体输出腔室；11、截断阀芯；12、节流孔；13、星形密封圈；14、气体控制腔室；15、出气口；16、排气口；17、电爆管芯轴；18、挡圈；19、滤片；20、气体电爆腔室；21、连接管；22、连接头；23、活塞杆；24、弹簧；25、空腔；26、中空腔。
具体实施方式
请参阅图1-图4，本发明提供技术方案：一种机载高压氦气瓶阀系统，包括瓶体1和气源装置释放阀2，瓶体1的开口端连接有气源装置释放阀2，气源装置释放阀2的背面连接有电起爆器5，电起爆器5背面设有电连接器4，且电连接器4和电起爆器5电路连接，气源装置释放阀2包括充气组合阀7，充气组合阀7通过正面设有的连接管21和瓶体1的开口端相连，且连接管21内部设有气体输入腔室9，和瓶体1内部空间相通，充气组合阀7内部设有气体输出腔室10、气体控制腔室14和气体电爆腔室20，气体输出腔室10处于气体控制腔室14底部，且气体控制腔室14和气体输出腔室10之间相通，气体输出腔室10和气体输入腔室9之间相通，气体控制腔室14和气体输出腔室10的背面设有气体电爆腔室20，气体电爆腔室20通过中空腔26和气体控制腔室14相通，气体输出腔室10和气体控制腔室14之间活动连接有截断阀芯11，截断阀芯11靠近气体输入腔室9的一面中心部位设有节流孔12，截断阀芯11内部设有空腔25，且空腔25顶部为开口，节流孔12和截断阀芯11内部设有的空腔25相通，气体控制腔室14的直径大于气体输出腔室10的直径，截断阀芯11的中心靠上部位直径大于气体输出腔室10的直径，截断阀芯11的中心靠上部位直径小于气体控制腔室14的直径，气体电爆腔室20内部活动连接有电爆管芯轴17，电爆管芯轴17表面设有用于密封的挡圈18及其星形密封圈13，气源装置释放阀2和电起爆器5的具体连接方式为：充气组合阀7内部的气体电爆腔室20背面设有连接头22，连接头22内部设有连接口，连接口和气体电爆腔室20相通，电起爆器5连接于连接口内，活塞杆23设于气体控制腔室14顶部，且活塞杆23表面设有弹簧24，弹簧24长度和活塞杆23长度一致，活塞杆23长度和截断阀芯11内部设有的空腔25长度相同，且活塞杆23的直径小于空腔25直径，电爆管芯轴17底部和气体电爆腔室20之间也设有弹簧24，充气组合阀7底部表面设有两个出气口15，出气口15和气体输出腔室10相通，充气组合阀7顶部设有排气口16，和气体电爆腔室20相通，本发明通过自身阀体结构，及其内部密封方式，使得组件在不使用时，不易存在漏气现象，且经过高温70℃、低温-55℃、温度-湿度-高度试验、飞行试验验证，产品在高低温、低气压环境下仍然具备良好的密封性能。
其中，电起爆器5采用双桥双路起爆器，通过采用裕度设计原理，其双桥双路起爆器可在一路失效，另一路正常的情况，正常通电起爆，使得装置在进行放气启动时具备较高可靠性。
其中，瓶体1采用合金或复合材料，且瓶体1整体表面为缠绕线型，使得瓶体1自身重量由指标要求的9.8Kg降低至9.3Kg以下，整体更加轻便。
其中，还包括有压力传感器6，压力传感器6固定于电起爆器5下方，压力传感器6用于检测气源装置释放阀2内部气压，还包括有压力表3，压力表3固定于充气组合阀7的正面，和压力传感器6电性连接，通过压力传感器6配合压力表3实时监测装置内部气压，更加利于装置整体的检查维护。
其中，还包括有滤片19，滤片19设于气体电爆腔室20底部，通过滤片19可以对进入气源装置释放阀2内的空气进行过滤，避免了外界灰尘对装置内部造成污染。
其中，还包括有安全阀8，安全阀8设于充气组合阀7的正面，和充气组合阀7内部气体输入腔室9相通，通过安全阀8可以使得组件在内部气压不稳定时进行排气，提高了组件整体的安全性。
综上可得，本发明的工作流程：本发明的工作原理分为两种，密封状态和充气状态，
密封状态的工作原理为：瓶体1内的气体通过连接管21内部的气体输入腔室9进入，从节流孔12进入气体控制腔室14，由于气体控制腔室14与大气隔绝，气体控制腔室14与气体输入腔室9逐渐达到两端压强平衡，作用在截断阀芯11的气压力和弹簧24产生弹簧力的合力下，使得气瓶处于密封状态。
充气状态的工作原理为：电连接器4将电起爆器5启动，将气体电爆腔室20内的气体点爆，在高压燃爆气体的作用下电爆管芯轴17向下运动，通过中空腔26使得气体控制腔室14与气体电爆腔室20，因排气口16与外界相通，使得气体控制腔室14与外界大气相通，气体控制腔室14压力降低，该过程中电爆管芯轴17向下移动压紧弹簧24，截断阀芯11在气体输入腔室9内的气体压力作用下，迅速向上移动，使得气体输入腔室9与气体输出腔室10贯通，瓶体1内的高压气体经过气体输入腔室9和气体输出腔室10从出气口15排出进行充气。
本发明通过采用裕度设计原理，该原理的实现主要依靠装置所选用的双桥双路起爆器，该起爆器可在一路失效，另一路正常的情况，正常通电起爆，使得本发明的启动具备较高可靠性。
本发明采用内部密封方法，通过采用星形密封圈13加挡圈18的密封副结构，在瓶内高压气体的作用下，星形密封圈13受压使得截断阀芯11贴合气体控制腔室14内壁，从而起到密封的作用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种机载高压氦气瓶阀系统，包括瓶体(1)和气源装置释放阀(2)，其特征在于：瓶体(1)的开口端连接有气源装置释放阀(2)，气源装置释放阀(2)的背面连接有电起爆器(5)，电起爆器(5)背面设有电连接器(4)，且电连接器(4)和电起爆器(5)电路连接，气源装置释放阀(2)包括充气组合阀(7)，充气组合阀(7)通过正面设有的连接管(21)和瓶体(1)的开口端相连，且连接管(21)内部设有气体输入腔室(9)，和瓶体(1)内部空间相通，充气组合阀(7)内部设有气体输出腔室(10)、气体控制腔室(14)和气体电爆腔室(20)，气体输出腔室(10)处于气体控制腔室(14)底部，且气体控制腔室(14)和气体输出腔室(10)之间相通，气体输出腔室(10)和气体输入腔室(9)之间相通，气体控制腔室(14)和气体输出腔室(10)的背面设有气体电爆腔室(20)，气体电爆腔室(20)通过中空腔(26)和气体控制腔室(14)相通，气体输出腔室(10)和气体控制腔室(14)之间活动连接有截断阀芯(11)，截断阀芯(11)靠近气体输入腔室(9)的一面中心部位设有节流孔(12)，截断阀芯(11)内部设有空腔(25)，且空腔(25)顶部为开口，节流孔(12)和截断阀芯(11)内部设有的空腔(25)相通，气体控制腔室(14)的直径大于气体输出腔室(10)的直径，截断阀芯(11)的中心靠上部位直径大于气体输出腔室(10)的直径，截断阀芯(11)的中心靠上部位直径小于气体控制腔室(14)的直径，气体电爆腔室(20)内部活动连接有电爆管芯轴(17)，电爆管芯轴(17)表面设有用于密封的挡圈(18)及其星形密封圈(13)，气源装置释放阀(2)和电起爆器(5)的具体连接方式为：充气组合阀(7)内部的气体电爆腔室(20)背面设有连接头(22)，连接头(22)内部设有连接口，连接口和气体电爆腔室(20)相通，电起爆器(5)连接于连接口内，活塞杆(23)设于气体控制腔室(14)顶部，且活塞杆(23)表面设有弹簧(24)，弹簧(24)长度和活塞杆(23)长度一致，活塞杆(23)长度和截断阀芯(11)内部设有的空腔(25)长度相同，且活塞杆(23)的直径小于空腔(25)直径，电爆管芯轴(17)底部和气体电爆腔室(20)之间也设有弹簧(24)，充气组合阀(7)底部表面设有两个出气口(15)，出气口(15)和气体输出腔室(10)相通，充气组合阀(7)顶部设有排气口(16)，和气体电爆腔室(20)相通。
2.根据权利要求1所述的一种机载高压氦气瓶阀系统，其特征在于：电起爆器(5)采用双桥双路起爆器。
3.根据权利要求2所述的一种机载高压氦气瓶阀系统，其特征在于：瓶体(1)采用合金或复合材料，且瓶体(1)整体表面为缠绕线型。
4.根据权利要求3所述的一种机载高压氦气瓶阀系统，其特征在于：还包括有压力传感器(6)，压力传感器(6)固定于电起爆器(5)下方，压力传感器(6)用于检测气源装置释放阀(2)内部气压。
5.根据权利要求4所述的一种机载高压氦气瓶阀系统，其特征在于：还包括有压力表(3)，压力表(3)固定于充气组合阀(7)的正面，和压力传感器(6)电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种机载高压氦气瓶阀系统，其特征在于：还包括有滤片(19)，滤片(19)设于气体电爆腔室(20)底部。
7.根据权利要求6所述的一种机载高压氦气瓶阀系统，其特征在于：还包括有安全阀(8)，安全阀(8)设于充气组合阀(7)的正面，和充气组合阀(7)内部气体输入腔室(9)相通。
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