一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀，包括阀体、密封垫、活塞、弹簧、过渡法兰、压紧螺母及调节螺母，单向泄压阀初始为关闭状态，在地面阶段可根据航天器返回舱舱内压力要求对阀门泄压点进行调节。本发明专利技术通过感压元件感应返回舱内外环境压力差实现自动实现泄压与关闭，并且具有关闭防热功能，航天器重量小、资源消耗少，压力控制方式简单。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀
本专利技术涉及航天器环境控制
，具体涉及一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀。
技术介绍
航天器返回舱可用于载人探测、月球探测与空间科学试验。在火箭发射阶段，随着飞行高度的增加，返回舱外大气密度和大气压力迅速下降，为了保证返回舱体结构不受破坏，需要设置单向泄压阀将返回舱内气压降至规定压力值范围内。在返回舱再入阶段，阀门具有关闭防热功能，保证返回舱内仪器设备不受伤害。目前航天单向阀中电控阀门较常见。电控阀门依靠传感器感应环境压力，通过电控方式实现阀门关闭，缺点为尺寸较大、重量较重、需要消耗航天器电资源进行操作。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀，能够实现自动实现泄压与关闭，并且具有关闭防热功能，航天器重量小、资源消耗少，压力控制方式简单。本专利技术的具体实施方案如下：一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀，所述单向泄压阀包括阀体、密封垫、活塞、弹簧、过渡法兰、压紧螺母及调节螺母；所述阀体底部设有泄压口，阀体顶部与过渡法兰固定连接；所述活塞包括活塞体和活塞杆，活塞体与阀体配合，弹簧套装在活塞杆上，同时弹簧与调节螺母接触，调节螺母与阀体固定连接，在调节螺母的作用下，弹簧压缩使活塞体端面通过密封垫密封阀体底座封闭泄压口；所述压紧螺母与阀体固定连接，并压紧调节螺母端面；泄压阀开启时，泄压口、活塞体端面、压紧螺母、调节螺母及过渡法兰共同形成传递舱内压力的通路，通过改变弹簧的预压缩量，调节单向泄压阀的泄压值。进一步地，所述密封垫与阀体底座刀口接触，密封垫安装在活塞的密封槽中。进一步地，所述调节螺母设有伸出杆，伸出杆与所述活塞杆滑动配合。进一步地，所述活塞杆内部中空，且活塞杆上加工有多个通孔。有益效果：1、在航天器随火箭上升阶段，本专利技术通过感压元件感应返回舱内外环境压力差可以自动实现泄压与关闭；通过弹簧预紧力与返回舱内外压差实现阀门关闭，再入阶段具有防热功能，达到航天器减少重量、资源消耗减少的效果，且压力控制方式简单。其次，通过调整螺母安装高度来调节感压元件预紧力，精确控制阀门的泄压点。2、本专利技术密封垫与阀体底座刀口接触，压力大，密封紧，避免了密封垫与密封槽之间的硫化工艺，成本低。3、本专利技术活塞杆内部中空，且活塞杆上加工有多个通孔，一方面是为了减重，另一方面是为了增加气体的流通面积，快速实现泄压与关闭。附图说明图1为本专利技术在返回舱中安装位置示意图；图2为本专利技术关闭时的结构剖面示意图；图3为本专利技术开启时的结构剖面示意图；图4为图2的俯视图。其中，1-阀体，2-密封垫，3-活塞，4-弹簧，5-螺钉，6-弹垫，7-平垫，8-过渡法兰，9-密封圈，10-压紧螺母，11-调节螺母。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供的适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀，如图2所示，包括阀体1、密封垫2、活塞3、弹簧4、螺钉5、过渡法兰8、压紧螺母10及调节螺母11。活塞3包括活塞体和活塞杆，活塞体端面加工有安装密封垫2的密封槽，且活塞体端面加工有连通阀体1外部和活塞3内部的通孔，活塞体内加工有限制弹簧4位置的限位槽。活塞杆内部中空，且活塞杆上加工有多个通孔。如图4所示，过渡法兰8、压紧螺母10及调节螺母11均为中空结构。活塞体与阀体1下部内壁滑动配合，且活塞体端面通过密封垫2与阀体1底座密封接触，密封垫2与阀体1底座刀口接触，密封垫2安装在活塞体的密封槽中，同时，密封垫2将活塞体端面连通阀体1外部和活塞3内部的通孔封闭。调节螺母11与阀体1上部内壁螺纹连接，同时调节螺母11的伸出杆与活塞杆滑动配合，起导向作用，确保活塞杆垂直方向的运动，弹簧4套装在调节螺母11的伸出杆和活塞杆上，一端由调节螺母11的卡槽限位，另一端由活塞体的限位槽限位。压紧螺母10与阀体1内壁螺纹连接，并压紧调节螺母11端面，利用压紧螺母10与调节螺母11之间的摩擦力紧固连接。如图1所示，阀体1通过过渡法兰8与外部装置连接，过渡法兰8通过螺钉5、弹垫6和平垫7固定安装在阀体1上。阀体1底座与航天器舱内连接，阀体1底座开口，舱内压力通过阀体1底座、活塞体端面、压紧螺母10、调节螺母11及过渡法兰8传递出去进行泄压。活塞2、弹簧4、调节螺母11、压紧螺母10组成具有限位功能的感压元件。在地面阶段，可根据航天器返回舱内压力要求，通过调整调节螺母11与压紧螺母10在阀体1中的安装高度，改变弹簧4压缩量以调整弹簧预紧力，来调节单向泄压阀的泄压值。在航天器返回舱随火箭发射阶段，随着返回舱外气压下降，阀门通过感压元件感应舱内外环境压力差实现自动泄压，舱内气压达到规定值后阀门自动关闭。在航天器返回舱再入阶段，通过弹簧预紧力与返回舱内外压差实现阀门关闭，防止返回舱再入阶段热量进入舱内。根据航天器返回舱结构对舱内气压的要求，本专利技术需要设置泄压点即泄压值，通过手动对感压元件进行调试获得。调试过程如下：拧松并拆下螺钉5、弹垫6和平垫7，取下过渡法兰8，用工装将压紧螺母10取出，然后通过工装将调节螺母11的安装高度调至设计值，此时弹簧4的压缩量发生变化，预紧力相应变化。将压紧螺母10装入阀体1，利用工装将压紧螺母10与调节螺母11之间拧紧，然后将过渡法兰8安装在阀体1上，通过拧紧螺钉5、弹垫6和平垫7实现固定。工作过程如下：单向泄压阀通过阀体1安装在航天器返回舱内。在地面阶段，单向泄压阀处于关闭状态，返回舱内气压与环境气压一致；在火箭发射阶段，返回舱外气压下降，返回舱内气压保持地面压力值，舱内外压差力与弹簧4预紧力方向相反逐渐抵消，克服弹簧4预紧力时，此时，返回舱外大气压力达到泄压点，舱内气压力驱使活塞3运动，阀门开启进行泄压，如图3所示，返回舱内气压下降，舱内外压差力逐渐减小，当返回舱内气压达到规定气压值时，弹簧4预紧力驱使活塞3运动直至阀门关闭。在航天器再入阶段，返回舱内气压保持规定气压值，返回舱外气压上升，舱内外压差力与弹簧4预紧力方向一致并逐渐增大，即舱外压力一直压紧活塞，确保阀门紧闭，防止热量进入返回舱内。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀，其特征在于，所述单向泄压阀包括阀体、密封垫、活塞、弹簧、过渡法兰、压紧螺母及调节螺母；所述阀体底部设有泄压口，阀体顶部与过渡法兰固定连接；所述活塞包括活塞体和活塞杆，活塞体与阀体配合，弹簧套装在活塞杆上，同时弹簧与调节螺母接触，调节螺母与阀体固定连接，在调节螺母的作用下，弹簧压缩使活塞体端面通过密封垫密封阀体底座封闭泄压口；所述压紧螺母与阀体固定连接，并压紧调节螺母端面；泄压阀开启时，泄压口、活塞体端面、压紧螺母、调节螺母及过渡法兰共同形成传递舱内压力的通路，通过改变弹簧的预压缩量，调节单向泄压阀的泄压值。

【技术特征摘要】
1.一种适用于航天器舱内压力控制的单向泄压阀，其特征在于，所述单向泄压阀包括阀体、密封垫、活塞、弹簧、过渡法兰、压紧螺母及调节螺母；所述阀体底部设有泄压口，阀体顶部与过渡法兰固定连接；所述活塞包括活塞体和活塞杆，活塞体与阀体配合，弹簧套装在活塞杆上，同时弹簧与调节螺母接触，调节螺母与阀体固定连接，在调节螺母的作用下，弹簧压缩使活塞体端面通过密封垫密封阀体底座封闭泄压口；所述压紧螺母与阀体固定连接，并压紧调节螺母端面；泄压阀开启时，泄压口、活塞体端面、压紧螺母、...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晋川，曹军，崔致和，张正军，周震，周明，崔晓杰，陶院，王振霖，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62