本發(fā)明涉及一種電動閥門，可用于航天環(huán)控生保系統(tǒng)的再生式CO2去除系統(tǒng)和再生式微量有害氣體去除系統(tǒng)的吸附和解析。

背景技術：
航天環(huán)控生保系統(tǒng)為航天器上的人員提供生命保障所需的空氣，同時凈化、吸收航天員在太空產(chǎn)生的廢氣以及內部裝置產(chǎn)生的微量有害氣體。該系統(tǒng)包含各種物理、化學反應裝置和各種手動、電動閥門，在航天器的整個生命周期一直工作，每個工作流程均通過相應閥門的開關，來完成氣路系統(tǒng)的切換。目前，手動選擇閥較多采用球閥，其結構簡單，流阻小，密封性能好，但流路的切換必須提供長轉軸的移動路徑，或者在90度換向路徑的情況下必須能夠反向操作。例如，公開號為CN1639491A，名稱為“三通球閥”的中國專利公開了一種閥門，包括閥體、傳動元件、換向元件、基座件和密封墊等，閥球和閥體通過密封墊實現(xiàn)流道密封。其中，換向元件具有三個在共同的平面上以120度間隔的盲孔，使閥門在兩個端口之間切換的轉軸不需要在一個方向被轉動后再在相反的方向上被轉動，而是只在一個方向上驅動轉軸，每轉動60度，球閥從一個端口切換到另一個端口。但是，換向元件與密封墊之間的密封性與裝配時的預緊力有直接關系，為了提高密封性能，需要加大密封墊的預緊力，必然會增加換向件與密封墊之間的滑動摩擦力，以提高閥門切換操作的轉動力矩。同時，長周期運行后，密封墊會發(fā)生磨損，密封性能下降，同時產(chǎn)生多余物，因此無法滿足航天氣路系統(tǒng)的潔凈度要求。在環(huán)控生保系統(tǒng)中，需要一種生命周期覆蓋地面、發(fā)射、在軌、返回階段等多種力學環(huán)境的電動閥門，不僅需要質積比小、電驅動、轉動力矩小、工作壽命長，而且能適應空間環(huán)境和潔凈度等多指標的閥門，普通的手動選擇閥門 已經(jīng)無法滿足這一特定要求。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種適用于航天環(huán)控生保系統(tǒng)的凸輪機構的電動梭閥，該閥門采用電機單向驅動，具有結構簡單，密封性能好，驅動力矩小，不產(chǎn)生多余物，使用壽命長的特點。本發(fā)明的技術解決方案是：一種凸輪機構的電動梭閥，包括三通閥體、法蘭端蓋、導桿、閥芯、密封壓蓋、閥桿、第一軸承、固定環(huán)、連接框架、第二軸承；所述的三通閥體為兩位三通結構，設有三個呈倒T形分布的孔形成位于頂部的入口以及位于兩側的出口，法蘭端蓋固定連接在出口處，密封壓蓋固定連接在入口處；閥芯位于法蘭端蓋與三通閥體的連接處，導桿穿過閥芯并與閥芯固定連接為一體；閥桿穿過密封壓蓋并深入三通閥體內部通過第一軸承和第二軸承裝配在三通閥體內部；閥桿中部加工有偏心圓凸輪；導桿的位于三通閥體內部的一端通過固定環(huán)與連接框架固定連接，使得兩個導桿抵住所述凸輪并形成一體化聯(lián)動結構；通過閥桿的旋轉帶動所述的凸輪轉動，由此使得一側的閥芯遠離法蘭端蓋使得入口和一側的出口連通；通過導桿往復運動壓緊閥芯與法蘭端蓋實現(xiàn)流路切換。電動梭閥還包括第一密封填料、第二密封填料、碟簧和上壓蓋，第一密封填料和第二密封填料位于閥桿與密封壓蓋之間，并通過碟簧和上壓蓋壓緊，進行密封預緊和密封力補償；所述的第一密封填料和第二密封填料均為楔形密封填料，材料為聚四氟乙烯。所述的導桿與閥芯之間安裝有碟簧，通過導桿與閥芯的相對運動壓縮碟簧實現(xiàn)密封力補償。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：(1)本發(fā)明中，凸輪機構的從動件為移動式閥桿，連接框架把兩個從動件連為一體，實現(xiàn)了兩個從動件的聯(lián)動，避免了使用彈簧回彈機構，從而簡化了閥門結構，提高了整體的可靠性。同時，該結構使得采用電機單向驅動閥桿即 可完成流路的切換，結構簡單；(2)本發(fā)明中，閥芯和導桿之間使用碟簧進行密封力補償。在閥芯處，通過串聯(lián)使用幾個碟簧，可以增大碟簧的壓縮行程，從而降低凸輪機構的磨損量對密封性能的影響，提高了閥門的工作壽命；(3)本發(fā)明閥門的內密封采用端面密封結構，橡膠端面與法蘭端蓋之間形成首個密封，閥芯下端錐面與法蘭端蓋內錐面形成第二個密封。該端面密封結構避免了密封件與換向件的滑動摩擦，減小了閥桿的驅動力矩。同時，密封件不會發(fā)生磨損，不產(chǎn)生多余物，提高了閥門的工作壽命；(4)本發(fā)明中，動密封填料材料選用聚四氟乙烯材料，表面進行拋光處理，有效降低了閥桿處的摩擦阻力。在閥桿凸輪外立面以及導桿端面上進行潤滑處理，可以形成一層固體潤滑膜，有效降低凸輪與閥芯之間的滑動摩擦力，減小閥門的驅動力矩，從而降低電機的功耗。附圖說明圖1為本發(fā)明電動梭閥的立體圖；圖2為本發(fā)明電動梭閥的整體剖面圖；圖3為本發(fā)明電動梭閥的俯視圖；圖4為本發(fā)明電動梭閥的內密封結構示意圖；圖5為本發(fā)明電動梭閥的外密封結構示意圖。具體實施方式如圖1所示，本發(fā)明的電動梭閥由三通閥體1、第一密封圈2、法蘭端蓋5、M8薄螺母6、導桿7、閥芯8、第二密封圈9、密封壓蓋10、第一密封填料12、第二密封填料13、碟簧16、上壓蓋17、閥桿18、第一軸承20、第三密封圈21、固定環(huán)22、波紋管24、連接框架25、第二軸承26組成。法蘭端蓋5、第一密封圈2安裝到三通閥體1上(左側和右側)；密封壓蓋10、第二密封圈21、第一軸承20安裝到三通閥體1上(頂部)；第一密封填料12、第二密封填料13、碟簧16、上壓蓋17安裝到三通閥體上1(頂部，密封壓蓋10與第 一軸承20之間)；波紋管24與導桿7、閥芯8焊接為一體，在導桿7和閥芯8之間安裝碟簧16。M8薄螺母6裝配于導桿7上穿出閥芯8的部位，減輕導桿7的移動對閥芯8的壓力。三通閥體1上設有三個孔，呈T形分布，入口分別連通兩路出口。閥芯8端面設置燕尾槽，安裝第二密封圈9。兩端的閥芯8通過連接框架25連接為一體，實現(xiàn)聯(lián)動，閥芯8與法蘭端蓋5配合使用，使凸輪梭閥的入口根據(jù)需要分別連同兩路出口。閥門在保證空間尺寸和重量滿足要求的前提下，利用凸輪機構，實現(xiàn)了航天環(huán)控生保系統(tǒng)吸附和解析功能的選擇。內密封設置在法蘭端蓋5和閥芯8之間，為端面密封結構。閥芯8端面設有環(huán)形燕尾密封槽，用于安裝第二密封圈9。同時，為了增加密封可靠性，閥芯8與法蘭端蓋5錐面接觸處還設置了球面硬密封。為了提供閥芯8與法蘭端蓋5間的密封力，在導桿7與閥芯8之間安裝碟簧16，同時，在它們之間焊接波紋管24，密封兩個運動件。閥體內密封結構如圖4所示。外密封采用端面密封和填料密封結構。密封壓蓋10上端面設有環(huán)形密封槽，用于安裝第一密封填料12、第二密封填料13、上壓蓋17和碟簧16，對閥桿18實現(xiàn)軸向動密封，防止閥門動密封外漏，同時也減小閥門的轉動力矩。三通閥體1上端面設有環(huán)形密封槽，用于安裝第三密封圈21，防止閥門靜密封外漏。閥體外密封結構如圖5所示。本發(fā)明中，第一密封圈2、第二密封圈9、第三密封圈21均為O形密封圈；第一密封填料12、第二密封填料13為楔形聚四氟密封填料，表面進行拋光處理。這些密封材料均能適應高低溫變化，耐老化，符合長壽命、衛(wèi)生學使用要求。閥桿18的旋轉動密封采用了填料密封，閥門進行流路切換時，閥桿18的凸輪外立面與導桿7端面之間是滑動摩擦。因此，對閥桿18凸輪外立面以及導桿7的端面進行潤滑處理，形成一層固體潤滑膜，降低閥桿18凸輪與導桿7之間的滑動摩擦力。通過這些減磨設計，有效降低了運動副之間的摩擦阻力， 減小了閥門的操作力矩，從而降低了電動閥門的功耗。導桿7、閥芯8之間安裝碟簧16，進行閥體內部密封力補償，防止導桿7和閥芯8長壽命工作后，密封力下降。閥桿18的填料密封處安裝碟簧16，實現(xiàn)密封預緊和密封力補償。圖2、3所示閥門處于右側連通位置，位于左側的閥芯8被凸輪擠壓，往法蘭端蓋5側移動，閥芯8上的第二密封圈9被閥芯8和法蘭端蓋5擠壓變形，密封住左側管路。而頂端管口與右側管口連通，兩管口連接的系統(tǒng)，完成氣體的流動。第一軸承20和第二軸承26相配合，共同輔助閥桿18的旋轉。如果需要切換閥門的連通通路，只要電機驅動閥桿18轉動180°，使右側的閥芯8與法蘭端蓋5壓緊，通過兩者之間的O形密封圈實現(xiàn)右側管路的密封。而左側的閥芯8在連接框架25的帶動下，脫離法蘭端蓋5，實現(xiàn)與頂端管口的連通。兩側的導桿7通過固定環(huán)22與連接框架25固定連接，從而實現(xiàn)聯(lián)動。以上僅為本發(fā)明的技術方案的一個實施例，可以根據(jù)實際需要，改變閥門出口的設置位置和數(shù)量，實現(xiàn)多位多通功能。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。