具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫閥門的製作方法

2023-10-05 20:12:49 1

專利名稱：具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫閥門的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種閥瓣密封結構，具體涉及一種具有自適應擺動頭雙道密封結
構的大通徑低溫閥門。
背景技術：
為了滿足新一代大推力運載火箭對推進劑介質用量增加較大的需求，實現快速加 注的要求，閥門設計時，對液氧和液氫介質加注閥的流通直徑都增加較大；為了保證閥門開 啟功能的可靠實現，要求密封所用彈簧力不能過大；同時對低工作壓力下閥瓣的密封提出 了苛刻的要求。 目前，大推力運載火箭加注閥存在以下缺點閥杆與閥瓣一體的固定連接結構，閥 門直徑增大後閥杆與閥瓣密封面垂直度公差對密封面貼合情況差，密封性能差；閥瓣平面 與閥座凸臺之間為平面單道密封結構，密封性能差。目前的閥門結構在深冷(液氫、液氧溫 區)條件下，已經無法滿足低溫低壓密封的要求。

發明內容本實用新型的目的在於提供一種具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫 閥門，該閥門能夠滿足深冷條件下使用的大通經閥門低溫密封的要求。 實現本實用新型目的的技術方案一種具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑 低溫閥門，它包括閥瓣、殼體、閥杆、密封件、彈簧、上閥蓋和下閥蓋，殼體頂部設有上閥蓋， 殼體底部設有下閥蓋；上閥蓋中心設有與殼體內部連通的上口，下閥蓋中心設有與殼體內 部連通的下口 ；殼體內設有閥瓣、閥杆、密封件和彈簧，殼體中部設有與其一體的閥座，閥座 為孔板，閥座上部為背壓腔，閥座下部為加注腔，閥座上部設有與其一體的環形閥座凸臺， 閥座中部設有閥杆孔，閥杆下部位於閥杆孔內、且底部位於加注腔內，閥杆位於加注腔內的 閥杆段外套有彈簧；閥座與殼體內部之間設有與殼體內部連通的通孔；閥瓣位於閥座凸臺 上表面；閥瓣下方設有閥杆，座凸臺與閥瓣之間設有密封件，其中，所述的閥座凸臺與密封 件的配合位置沿其周向設有三角形環形凸臺，密封件與三角形環形凸臺相配合的位置沿其 周向設有環形凹槽，三角形環形凸臺與環形凹槽形成雙道密封結構。 所述的閥杆與閥瓣之間通過半球形閥桿頭活動連接，閥桿頭卡在閥瓣內、使閥瓣 可以相對於閥杆擺動。 本實用新型的有益技術效果將原用的閥瓣平面對閥座凸臺的平面密封結構，更 改設計為閥瓣密封環線對閥座凸環斜面密封結構，通過閥座斜面的導向作用，實現閥瓣與 閥座密封面的自適應調整功能，滿足多次動作後的密封穩定問題。將閥杆與閥瓣一體的固 定連接結構，更改設計為閥杆與閥瓣組裝的分體連接結構，使閥瓣可以相對於閥杆適當擺 動，克服直徑增大後閥杆與閥瓣密封面垂直度公差對密封面貼合情況的不良影響，改善密 封性能。將閥瓣與閥座配對的密封面有原單道密封面的結構，設計更改為雙道密封面的結 構，增加密封可靠性。經常溫及低溫試驗證明，可以較好地滿足低溫條件下的密封要求，試
3驗工裝上多次動作後，仍然可以達到0泡/分鐘(0.001Pa*m3/S)的漏率，遠遠超出任務書 提出的漏氣量為^ 0. 5Pa m3/s的指標要求；該密封件能夠大通徑液氫加注閥和液氧加注 閥門常溫及低溫動作密封要求，在最低工作壓力0. 03MPa時，仍然可以達到0. 23Pa ^Vs以 下的漏率。

圖1為本實用新型所提供的一種具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫 閥門的結構示意圖； 圖2為本實用新型所提供的自適應擺動頭雙道密封件的密封部位局部放大結構 示意圖。 圖中1-閥瓣；2_殼體；3_閥杆；4_密封件；5_彈簧；6_上閥蓋；7_下閥蓋；8_上 口 ；9-下口 ；10-閥座凸臺；11-閥桿頭；12_閥座；13_閥杆孔；14_通孔；15_三角形凸臺； 16-環形凹槽；A-背壓腔；B-加注腔。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。 如圖1所示，一種具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫閥門，它包括閥 瓣1、殼體2、閥杆3、密封件4、彈簧5、上閥蓋6和下閥蓋7。殼體2頂部與上閥蓋6通過螺 釘連接，殼體2底部與下閥蓋7通過螺釘連接，殼體2與上閥蓋6和下閥蓋7之間均設有密 封墊。上閥蓋6中心設有與殼體2內部連通的上口 8，下閥蓋7中心設有與殼體2內部連通 的下口9。殼體2內設有閥瓣1、閥杆3、密封件4和彈簧5。殼體2中部設有與其一體的閥 座12，閥座12為孔板，閥座12上部為背壓腔A，閥座12下部為加注腔B。閥座12上部設有 與其一體的閥座凸臺IO，閥座凸臺IO為環形凸臺。閥座12中部設有閥杆孔13，閥杆3下 部位於閥杆孔13內、且底部位於加注腔B內，閥杆3位於加注腔B內的閥杆段外套有彈簧 5。閥座12與殼體2內部之間設有與殼體2內部連通的通孔14。閥瓣1位於閥座凸臺10 上表面。閥瓣1下方設有閥杆3，閥杆3與閥瓣1之間通過半球形閥桿頭11活動連接，閥杆 頭11卡在閥瓣1內、使閥瓣1可以相對於閥杆3適當擺動。 如圖2所示，閥座凸臺10與閥瓣1之間設有密封件4。閥座凸臺10與密封件4的 配合位置沿其周向設有三角形環形凸臺15，密封件4與三角形環形凸臺15相配合的位置沿 其周向設有環形凹槽16。三角形環形凸臺(15)與環形凹槽(16)形成雙道密封結構。雙道 密封結構是指三角形環形凸臺(15)與環形凹槽(16)的兩個接觸面之間形成的雙道密封密 封面結構。 下面結合圖1詳細描述本實用新型所提供的一種具有自適應擺動頭雙道密封結 構的大通徑低溫閥門的工作過程通過上口 8注入密封介質到背壓腔A，依靠介質壓力和彈 簧5的彈簧力，實現對加注介質的密封，通過連接在加注腔的下口 9，檢測密封洩漏情況。依 靠外力，克服彈簧力和背壓腔A所產生的介質應力，推開閥瓣l，使閥瓣1與閥座IO密封面 脫離，洩去外力後，依靠彈簧力通過閥杆3使閥瓣1回位，與閥座IO接觸再次實現密封。動 作時閥瓣1與閥杆3連接處可以適當擺動；閥瓣1與閥座10的密封面為自適應雙道密封結 構，確保在較小的密封應力情況下，實現可靠密封。[0015] 上面結合附圖對本實用新型的實施例對作了詳細說明，但是本實用新型並不限於 上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本實用新型宗 旨的前提下作出各種變化。本實用新型中未具體說明的技術均採用現有技術。
權利要求一種具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫閥門，它包括閥瓣(1)、殼體(2)、閥杆(3)、密封件(4)、彈簧(5)、上閥蓋(6)和下閥蓋(7)，殼體(2)頂部設有上閥蓋(6)，殼體(2)底部設有下閥蓋(7)；上閥蓋(6)中心設有與殼體(2)內部連通的上口(8)，下閥蓋(7)中心設有與殼體(2)內部連通的下口(9)；殼體(2)內設有閥瓣(1)、閥杆(3)、密封件(4)和彈簧(5)，殼體(2)中部設有與其一體的閥座(12)，閥座(12)為孔板，閥座(12)上部為背壓腔(A)，閥座(12)下部為加注腔(B)，閥座(12)上部設有與其一體的環形閥座凸臺(10)，閥座(12)中部設有閥杆孔(13)，閥杆(3)下部位於閥杆孔(13)內、且底部位於加注腔(B)內，閥杆(3)位於加注腔(B)內的閥杆段外套有彈簧(5)；閥座(12)與殼體(2)內部之間設有與殼體(2)內部連通的通孔(14)；閥瓣(1)位於閥座凸臺(10)上表面；閥瓣(1)下方設有閥杆(3)，座凸臺(10)與閥瓣(1)之間設有密封件(4)，其特徵在於所述的閥座凸臺(10)與密封件(4)的配合位置沿其周向設有三角形環形凸臺(15)，密封件(4)與三角形環形凸臺(15)相配合的位置沿其周向設有環形凹槽(16)，三角形環形凸臺(15)與環形凹槽(16)形成雙道密封結構。
2. 根據權利要求1所述的一種具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫閥門，其特徵在於所述的閥杆(3)與閥瓣(1)之間通過半球形閥桿頭(11)活動連接，閥桿頭(11)卡在閥瓣(1)內、使閥瓣(1)可以相對於閥杆(3)擺動。
專利摘要本實用新型屬於一種閥瓣密封結構，具體公開一種具有自適應擺動頭雙道密封結構的大通徑低溫閥門，殼體頂部設有上閥蓋，殼體底部設有下閥蓋；殼體中部設有與其一體的閥座，閥座上部設有與其一體的環形閥座凸臺，閥座中部設有閥杆孔，閥杆下部位於閥杆孔內，閥杆下部外套有彈簧；閥座與殼體內部之間設有與殼體內部連通的通孔；閥瓣位於閥座凸臺上表面；閥瓣下方設有閥杆，座凸臺與閥瓣之間設有密封件，其中，所述的閥座凸臺與密封件的配合位置沿其周向設有三角形凸臺，密封件與三角形凸臺相配合的位置沿其周向設有環形凹槽。本實用新型的閥門能夠滿足深冷條件下使用的大通經閥門低溫密封的要求。
文檔編號F16K1/00GK201539581SQ20092027026
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者唐波, 王立峰, 謝小兵 申請人:航天材料及工藝研究所