高压低温大流量阀门的建压速率控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及阀门建压速率控制技术，具体涉及一种高压低温大流量阀门的建压速率控制系统及控制方法，以解决现有高压低温大流量阀门在建压过程中，使用传统的气动截止阀作为高压低温大流量阀门的入口阀门难以对液氧高压大流量下的建压速率进行控制，高压低温大流量阀门的建压速率过快，不能满足40MPa/s

【技术实现步骤摘要】
高压低温大流量阀门的建压速率控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及阀门建压速率控制技术，具体涉及一种高压低温大流量阀门的建压速率控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]高压低温大流量阀门通过阀门入口压力的控制实现阀门的开关动作，为保证阀门动作需要，需对阀门的建压速率进行控制，使阀门正常工作建压速率控制在40MPa/s
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70MPa/s范围内。由于高压低温大流量阀门入口压力较高(约为24MPa)，充填液氧流量较大(约最大45kg/s)，使用传统的气动截止阀作为高压低温大流量阀门的入口阀门，难以对液氧高压大流量下的建压速率进行控制，会使得高压低温大流量阀门建压速率过快，不能满足范围为40MPa/s
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70MPa/s的建压速率要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术在于解决目前高压低温大流量阀门在建压过程中，使用传统的气动截止阀作为高压低温大流量阀门的入口阀门难以对液氧高压大流量下的建压速率进行控制，使得高压低温大流量阀门建压速率过快，不能满足40MPa/s
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70MPa/s建压速率要求的问题，而提供一种高压低温大流量阀门的建压速率控制系统及控制方法。
[0004]本专利技术所采用的技术方案为：
[0005]一种高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特殊之处在于：
[0006]包括低温大口径恒压源、低温隔离阀门、隔离阀门控制系统；所述低温大口径恒压源与低温隔离阀门的入口端相连，所述低温隔离阀门的出口端与高压低温大流量阀门的入口通过控制管路相连；
[0007]所述隔离阀门控制系统包括操纵气气源、气路切换电磁阀、缓冲罐、节流孔板和气缸；所述缓冲罐部分填充有压力液体；所述气缸的活塞杆与低温隔离阀门的控制端相连；所述缓冲罐顶部通过气路切换电磁阀的正向通道与操纵气气源或外部大气相连，所述缓冲罐底部通过节流孔板与气缸上腔相连，所述气缸下腔通过气路切换电磁阀的反向通道与操纵气气源或外部大气相连。
[0008]进一步地，所述低温隔离阀门采用截止阀，截止阀开启高度与其流通面积呈线性关系。
[0009]进一步地，所述低温隔离阀门的阀瓣设置为轴向截面呈抛物线状的阀头，且抛物线起点为阀瓣密封线。
[0010]进一步地，所述抛物线状阀头的抛物线公式为y＝0.064x2，其中x表示阀头的轴向距离，y表示阀头的径向高度，x的取值范围为
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26mm～26mm。
[0011]进一步地，所述气路切换电磁阀采用两位五通电磁阀；所述高压低温大流量阀门后安装有节流孔板。
[0012]进一步地，所述压力液体采用防冻液。
[0013]本专利技术还提供一种高压低温大流量阀门的建压速率控制方法，采用上述的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0014]1)将低温大口径恒压源与低温隔离阀门的入口端相通，气缸下腔通过气路切换电磁阀与操纵气气源相连，缓冲罐顶部通过气路切换电磁阀与外部大气相通，打开低温隔离阀门，使控制管路填充恒压流体；
[0015]2)高压低温大流量阀门的关闭：
[0016]控制管路填充完成后，隔离阀门控制系统的操纵气气源通过气路切换电磁阀的正向通道向缓冲罐内施加压力，缓冲罐内的压力液通过节流孔板流入气缸的上腔，气缸下腔的气体通过气路切换电磁阀排入外部大气，此时气缸活塞杆动作并推动低温隔离阀门关闭；
[0017]3)高压低温大流量阀门的打开：
[0018]隔离阀门控制系统的操纵气气源通过气路切换电磁阀的反向通道进入气缸的下腔，推动气缸上腔中的压力液返回缓冲罐；缓冲罐上部的气体通过气路切换电磁阀排入外部大气；此时气缸活塞杆动作并推动低温隔离阀门打开，且低温隔离阀门开启高度与其流通面积呈线性关系；低温大口径恒压源随着低温隔离阀门的开启，驱动高压低温大流量阀门在设定的建压速率范围内打开。
[0019]进一步地，步骤3)中，所述低温隔离阀门的阀门开启高度与流通面积呈线性关系是通过以下方式实现：低温隔离阀门的阀瓣为抛物线状阀头，且抛物线起点为阀瓣密封线；
[0020]所述抛物线公式为y＝0.064x2，其中x表示阀头的轴向距离，y表示阀头的径向高度，x的取值范围为
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26mm～26mm。
[0021]进一步地，步骤3)中，所述设定的建压速率范围为40MPa/s
‑
70MPa/s。
[0022]进一步地，步骤2)和步骤3)中，所述低温隔离阀门开关速率通过更换节流孔板调节。
[0023]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0024]一、本专利技术采用的一种高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，为满足高压低温大流量阀门建压速率要求，首先保证低温隔离阀入口压力恒定，设置的隔离阀门控制系统，通过气路切换电磁阀的切换，可自动实现低温隔离阀门的开闭，并且通过缓冲罐和节流孔板的设置，增加低温隔离阀门开启阻力，使操纵气可以对低温隔离阀门的开启速度进行控制，可实现高压大流量液氧充填建压的速率控制，延长了高压低温大流量阀门的充填时间，保证了高压低温大流量阀门的建压速率在40MPa/s
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70MPa/s的要求。
[0025]二、本专利技术采用的一种高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，由于高压低温大流量阀门的的充填时间和流通面积的变化速率呈负相关，通过对低温隔离阀门开启高度与其流通面积进行线性关系设置，可以对低温隔离阀门流通面积的变化速率进行控制，提高了高压低温大流量阀门建压速率控制的精度。
附图说明
[0026]图1为本专利技术高压低温大流量阀门的建压速率控制系统的结构示意图。
[0027]图2为本专利技术高压低温大流量阀门的建压速率控制系统中隔离阀门控制系统的结构示意图。
[0028]图中：
[0029]1‑
低温大口径恒压源，2
‑
低温隔离阀门，3
‑
隔离阀门控制系统，31
‑
操纵气气源，32
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气路切换电磁阀，33
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缓冲罐，34
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节流孔板，35
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气缸，36
‑
外部大气，4
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高压低温大流量阀门。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本专利技术的限制。
[0031]如图1所示，本实施例中的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，包括低温大口径恒压源1、低温隔离阀门2、隔离阀门控制系统3；所述低温大口径恒压源1与低温隔离阀门2的入口端相连，所述低温隔离阀门2的出口端与高压低温大流量阀门4的入口通过控制管路相连；其中低温隔离阀门2采用DN50低温隔离阀，低温大口径恒压源1作为该系统的入口，保证DN50低温隔离阀入口压力恒定，通过对DN50低温隔离阀的控制，从而实现的充填速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特征在于：包括低温大口径恒压源(1)、低温隔离阀门(2)、隔离阀门控制系统(3)；所述低温大口径恒压源(1)与低温隔离阀门(2)的入口端相连，所述低温隔离阀门(2)的出口端与高压低温大流量阀门(4)的入口通过控制管路相连；所述隔离阀门控制系统(3)包括操纵气气源(31)、气路切换电磁阀(32)、缓冲罐(33)、节流孔板(34)和气缸(35)；所述缓冲罐(33)部分填充有压力液体；所述气缸(35)的活塞杆与低温隔离阀门(2)的控制端相连；所述缓冲罐(33)顶部通过气路切换电磁阀(32)的正向通道与操纵气气源(31)或外部大气(36)相连，所述缓冲罐(33)底部通过节流孔板(34)与气缸(35)上腔相连，所述气缸(35)下腔通过气路切换电磁阀(32)的反向通道与操纵气气源(31)或外部大气(36)相连。2.根据权利要求1所述的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特征在于：所述低温隔离阀门(2)采用截止阀，截止阀开启高度与其流通面积呈线性关系。3.根据权利要求2所述的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特征在于：所述低温隔离阀门(2)的阀瓣设置为轴向截面呈抛物线状的阀头，且抛物线起点为阀瓣密封线。4.根据权利要求3所述的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特征在于：所述抛物线状阀头的抛物线公式为y＝0.064x2，其中x表示阀头的轴向距离，y表示阀头的径向高度，x的取值范围为
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26mm～26mm。5.根据权利要求1
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4任一所述的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特征在于：所述气路切换电磁阀(32)采用两位五通电磁阀；所述高压低温大流量阀门(4)后安装有节流孔板。6.根据权利要求5所述的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，其特征在于：所述压力液体采用防冻液。7.一种高压低温大流量阀门的建压速率控制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的高压低温大流量阀门的建压速率控制系统，包括以下步骤：1)将低温大口径恒压源(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：向民，高强，沈继彬，肖彬，何立春，梁瑞，李荣，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：