專利名稱：一種減壓閥正向低摩擦卸荷裝置及減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減壓閥正向低摩擦卸荷裝置及減壓閥，可作為發(fā)動機(jī)、地面試驗(yàn)系統(tǒng)高壓減壓閥的入口壓力卸荷裝置，能有效消除入口壓力下降對減壓閥出口壓力調(diào)節(jié)精度的影響。
背景技術(shù)：
在末修姿控發(fā)動機(jī)研制中，為提高精度，要求發(fā)動機(jī)推力裝置具有較高精度的推力輸出。減壓閥作為系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)裝置，需提高其出口壓力調(diào)節(jié)精度。發(fā)動機(jī)工作時隨著氣體消耗入口壓力不斷下降，現(xiàn)有直接作用式減壓閥受入口壓力變化影響，出口壓力調(diào)節(jié)精度基本在±10%以內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)推力精度要求，系統(tǒng)通過調(diào)整計算及壓力協(xié)調(diào)性分析，對減壓閥提出了 ±5%調(diào)節(jié)要求，入口壓力在23. 5MPa到3. 6MPa范圍變化時，直接作用式減壓閥無法滿足調(diào)節(jié)精度要求，為解決上述問題，提出了一種可提高減壓閥調(diào)節(jié)精度的正向低摩擦卸荷裝置，通過卸荷設(shè)計消除了入口壓力變化對閥芯受力特性的影響，提高減壓閥的調(diào)節(jié)精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)及結(jié)構(gòu)的不足，提供一種可提高減壓閥出口壓力調(diào)節(jié)精度的卸荷裝置，該卸荷裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、摩擦阻力小、加工制造方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠消除入口壓力變化給減壓閥調(diào)節(jié)精度帶來的影響，提高減壓閥的出口壓力調(diào)節(jié)精度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種減壓閥正向低摩擦卸荷裝置，其特殊之處在于包括卸荷環(huán)、卸荷桿、入口壓力卸荷流道、密封組件，所述卸荷環(huán)固定安裝在閥體內(nèi)且位于閥體和閥芯之間，所述卸荷環(huán)5與閥體I之間設(shè)置有容腔15，所述卸荷桿6滑動配合安裝在卸荷環(huán)5內(nèi)且卸荷桿6的上端面位于容腔15內(nèi)，所述卸荷桿6的下端面與閥芯2接觸，所述閥芯2下端面的面積與卸荷桿上端面的面積相等，所述卸荷環(huán)5與閥芯2之間設(shè)置副彈簧4，所述入口壓力卸荷流道設(shè)置在閥體內(nèi)，一端與入口連通，另一端與容腔連通，所述卸荷桿與卸荷環(huán)之間設(shè)置有密封組件。上述密封組件包括梯形密封環(huán)8和橡膠O形圈7，所述梯形裝置的內(nèi)壁高度小于外壁高度，所述梯形密封環(huán)的內(nèi)壁與卸荷桿6接觸配合，所述梯形密封環(huán)的外壁與橡膠O形圈的內(nèi)壁接觸配合，所述梯形密封環(huán)和橡膠O形圈嵌入卸荷環(huán)5。上述梯形密封環(huán)8的材料為氟塑料。上述執(zhí)行裝置包括設(shè)置在閥體上的入口和出口、設(shè)置在入口和出口間由閥座和閥芯構(gòu)成的密封副；所述調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在閥體內(nèi)的調(diào)節(jié)腔，設(shè)置在調(diào)節(jié)腔內(nèi)的頂桿10、膜片11、主彈簧12和膜片支座13，所述主彈簧的一端固定在調(diào)節(jié)腔內(nèi)端面，其另一端抵在膜片支座上，所述膜片被膜片支座固定且將調(diào)節(jié)腔一分為二，所述頂桿的固定端與膜片支座固定連接，其活動端穿過閥體后頂在閥芯的下端面；所述調(diào)節(jié)腔位于膜片上方的空間與出口相連通；所述卸荷裝置包括卸荷環(huán)5、卸荷桿6、入口壓力卸荷流道14、密封組件，所述卸荷環(huán)固定安裝在閥體內(nèi)且位于閥體和閥芯之間，所述卸荷環(huán)5與閥體I之間設(shè)置有容腔15，所述卸荷桿6滑動配合安裝在卸荷環(huán)5內(nèi)且卸荷桿6的上端面位于容腔15內(nèi)，所述卸荷桿6的下端面與閥芯2接觸，所述閥芯2下端面的面積與卸荷桿上端面的面積相等，所述卸荷環(huán)5與閥芯2之間設(shè)置副彈簧4，所述入口壓力卸荷流道設(shè)置在閥體內(nèi)，一端與入口連通，另一端與容腔連通，所述卸荷桿與卸荷環(huán)之間設(shè)置有密封組件。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明為可應(yīng)用于減壓閥的正向低摩擦卸荷裝置，減壓閥本身無需做大的調(diào)整，兼容性強(qiáng)，在各類高壓閥門中均可推廣使用。2、本發(fā)明的卸荷裝置，使減壓閥的出口壓力調(diào)節(jié)精度不受入口壓力變化影響，提高其出口壓力調(diào)節(jié)精度，使減壓閥實(shí)現(xiàn)寬入口壓力、大流量工作時的高精度調(diào)節(jié)性能。經(jīng)調(diào)節(jié)特性試驗(yàn)、發(fā)動機(jī)試車及飛行考核，采用該卸荷裝置的減壓閥工作可靠，性能穩(wěn)定，調(diào)節(jié)精度達(dá)到±3%以內(nèi)。3、本發(fā)明的密封組件采用梯形密封環(huán)8做內(nèi)襯、橡膠O形圈7做外套的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)，橡膠O形圈7提供密封壓緊力、梯形密封環(huán)(8 )降低動密封接觸面積和表面摩擦系數(shù)，降低了卸荷桿運(yùn)動時的動摩擦力，有利于提高減壓閥的調(diào)節(jié)精度。


圖1為本發(fā)明減壓閥正向低摩擦卸荷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中C處放大圖；圖3為含有本發(fā)明卸荷裝置的減壓閥結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2所示，為本發(fā)明的一種減壓閥用正向低摩擦卸荷裝置，即本發(fā)明的基本形式，它由閥體1、閥芯2、閥座3、副彈簧4、卸荷環(huán)5、卸荷桿6、橡膠O形圈7、梯形密封環(huán)8、橡膠O形圈9組成。卸荷環(huán)固定安裝在閥體內(nèi)且位于閥體和閥芯之間，卸荷環(huán)5與閥體I之間設(shè)置有容腔15，卸荷桿6安裝在卸荷環(huán)5內(nèi)且卸荷桿6的上端面位于容腔15內(nèi)，卸荷桿6的下端面與閥芯2接觸，閥芯2下端面的面積與卸荷桿上端面的面積相等(即上端作用面A與下端作用面B的面積相等)，入口壓力卸荷流道14設(shè)置在閥體內(nèi)，一端與入口連通，另一端與容腔15連通，卸荷桿與卸荷環(huán)之間設(shè)置有密封組件。卸荷裝置與減壓閥調(diào)節(jié)執(zhí)行裝置、入口、出口融為一體，在減壓閥中還包括頂桿10、膜片11、主彈簧12、膜片支座13等零組件。閥芯2與卸荷桿6組成運(yùn)動件，入口高壓氣體進(jìn)入卸荷裝置后，作用于閥芯2下端作用面B即與閥座(3)通流面積相等，為高壓入口氣體向上的作用面積，卸荷桿6動密封面內(nèi)截面積為上端作用面A，為高壓入口氣體向下的作用面積，A、B作用面積相等,入口壓力在閥芯與卸荷桿上的作用力相對，方向相反，相互抵消，實(shí)現(xiàn)卸荷。卸荷桿6與卸荷環(huán)5間的動密封采用梯形密封環(huán)8內(nèi)襯、橡膠O形圈7外套的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)，充分利用了橡膠O形圈7的彈性與梯形密封環(huán)8的低摩擦特性，使卸荷桿6與卸荷環(huán)5間保持可靠動密封的前提下降低了摩擦力，使卸荷裝置能有效發(fā)揮提高減壓閥高精度調(diào)節(jié)目的。減壓閥工作時，入口壓力在閥芯2與卸荷桿6組成運(yùn)動件上的作用力抵消，膜片11感知出口壓力后與主彈簧12的彈簧力比較，通過頂桿10調(diào)節(jié)閥芯開度，保持出口壓力穩(wěn)定，卸荷裝置的采用消除了入口壓力變化對閥芯2與卸荷桿6作用力的影響，與直接作用式減壓閥相比能有效提高其調(diào)節(jié)精度。上述方案的原理是減壓閥工作時，通過調(diào)節(jié)閥芯閥座環(huán)縫開度節(jié)流減壓。直接作用式減壓閥閥芯開度既與出口壓力和彈簧力有關(guān)，同時也受入口壓力影響，在相同的閥芯開度，入口壓力不同時，出口壓力也會有一定差異，即入口壓力變化時對出口壓力調(diào)節(jié)精度有影響。卸荷裝置的采用消除了入口壓力變化對閥芯受力特性的影響，減壓閥工作時，閥芯開度與出口壓力及彈簧力建立穩(wěn)定的平衡關(guān)系，減壓閥中的膜片組件感知出口壓力后與主彈簧力進(jìn)行比較自動調(diào)節(jié)閥芯開度，保持出口壓力恒定，閥芯受力及開度只受出口壓力影響，能有效提高減壓閥出口壓力調(diào)節(jié)精度。
權(quán)利要求
1.一種減壓閥正向低摩擦卸荷裝置，其特征在于包括卸荷環(huán)(5)、卸荷桿(6)、入口壓力卸荷流道(14 )、密封組件，所述卸荷環(huán)固定安裝在閥體內(nèi)且位于閥體和閥芯之間，所述卸荷環(huán)(5)與閥體(I)之間設(shè)置有容腔(15)，所述卸荷桿(6)滑動配合安裝在卸荷環(huán)(5)內(nèi)且卸荷桿(6)的上端面位于容腔(15)內(nèi)，所述卸荷桿(6)的下端面與閥芯(2)接觸，所述閥芯(2)下端面的面積與卸荷桿上端面的面積相等，所述卸荷環(huán)(5)與閥芯(2)之間設(shè)置副彈簧(4)，所述入口壓力卸荷流道設(shè)置在閥體內(nèi)，一端與入口連通，另一端與容腔連通，所述卸荷桿與卸荷環(huán)之間設(shè)置有密封組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正向低摩擦卸荷裝置，其特征在于所述密封組件包括梯形密封環(huán)(8)和橡膠O形圈(7)，所述梯形裝置的內(nèi)壁高度小于外壁高度，所述梯形密封環(huán)的內(nèi)壁與卸荷桿(6)接觸配合，所述梯形密封環(huán)的外壁與橡膠O形圈的內(nèi)壁接觸配合，所述梯形密封環(huán)和橡膠O形圈嵌入卸荷環(huán)(5 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正向低摩擦卸荷裝置，其特征在于所述梯形密封環(huán)(8)的材料為氟塑料。
4.一種減壓閥，包括閥體、執(zhí)行裝置、調(diào)節(jié)裝置和卸荷裝置，其特征在于所述執(zhí)行裝置包括設(shè)置在閥體上的入口和出口、設(shè)置在入口和出口間由閥座和閥芯構(gòu)成的密封副；所述調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在閥體內(nèi)的調(diào)節(jié)腔，設(shè)置在調(diào)節(jié)腔內(nèi)的頂桿(10)、膜片(11)、主彈簧(12)和膜片支座(13)，所述主彈簧的一端固定在調(diào)節(jié)腔內(nèi)端面，其另一端抵在膜片支座上，所述膜片被膜片支座固定且將調(diào)節(jié)腔一分為二，所述頂桿的固定端與膜片支座固定連接，其活動端穿過閥體后頂在閥芯的下端面；所述調(diào)節(jié)腔位于膜片上方的空間與出口相連通；所述卸荷裝置包括卸荷環(huán)(5 )、卸荷桿(6 )、入口壓力卸荷流道(14)、密封組件，所述卸荷環(huán)固定安裝在閥體內(nèi)且位于閥體和閥芯之間，所述卸荷環(huán)(5)與閥體(I)之間設(shè)置有容腔(15)，所述卸荷桿(6)滑動配合安裝在卸荷環(huán)(5)內(nèi)且卸荷桿(6)的上端面位于容腔(15)內(nèi)，所述卸荷桿(6)的下端面與閥芯(2)接觸，所述閥芯(2)下端面的面積與卸荷桿上端面的面積相等，所述卸荷環(huán)(5)與閥芯(2)之間設(shè)置副彈簧(4)，所述入口壓力卸荷流道設(shè)置在閥體內(nèi)，一端與入口連通，另一端與容腔連通，所述卸荷桿與卸荷環(huán)之間設(shè)置有密封組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減壓閥正向低摩擦卸荷裝置，包括卸荷環(huán)、卸荷桿、入口壓力卸荷流道、密封組件，卸荷環(huán)固定安裝在閥體內(nèi)且位于閥體和閥芯之間，卸荷環(huán)與閥體之間設(shè)置有容腔，卸荷桿滑動配合安裝在卸荷環(huán)內(nèi)且卸荷桿的上端面位于容腔內(nèi)，卸荷桿的下端面與閥芯接觸，閥芯下端面的面積與卸荷桿上端面的面積相等，卸荷環(huán)與閥芯之間設(shè)置副彈簧，入口壓力卸荷流道設(shè)置在閥體內(nèi)，一端與入口連通，另一端與容腔連通。本發(fā)明提供一種可提高減壓閥出口壓力調(diào)節(jié)精度的卸荷裝置，該卸荷裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、摩擦阻力小、加工制造方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠消除入口壓力變化給減壓閥調(diào)節(jié)精度帶來的影響，提高減壓閥的出口壓力調(diào)節(jié)精度。
文檔編號F16K47/00GK103016835SQ201210524799
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月8日
發(fā)明者羅大亮, 王春民, 曾維亮, 袁洪濱, 孫亮, 宋會玲 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所