一种低流阻低泄漏量切断阀制造技术

本发明专利技术涉及一种低流阻低泄漏量切断阀。该切断阀为端面密封的套阀形式，密封面压紧力由阀芯受到的压差和变弹力组件共同提供，多个变弹力组件形变方向与阀芯的移动方向不是平行或同轴布置，而是倾斜布置。当阀门关闭时，变弹力组件形变方向与阀芯压紧方向夹角较小，弹力在阀芯压紧方向上的分量较大，提高密封性、降低泄漏量；当阀门打开时，变弹力组件开始随阀芯摆动，弹力在阀芯压紧方向上的分力逐渐减小，有利于加大阀门开启面积，降低流阻。在相同的开启力下，阀芯平衡位置开度更大，实现更低的流阻，可选用大弹力的模块，并降低驱动力，提高切断阀的性能和综合效率。高切断阀的性能和综合效率。高切断阀的性能和综合效率。

【技术实现步骤摘要】
一种低流阻低泄漏量切断阀


[0001]本专利技术涉及流体控制
，提供一种低流阻低泄漏量切断阀。
技术背景
[0002]飞行器流体控制领域中切断阀的需求为切断时泄漏量低，打开时流阻低。目前对于采用与阀芯同轴的弹簧辅助压紧的切断阀，降低切断时的泄漏量的方式主要为提高密封面的加工精度或加大弹簧压紧力，降低打开时的流阻的方式主要为增加打开力或降低弹簧压紧力，以在允许的行程内加大活门开度，其中两种需求中对弹簧的辅助作用要求相反，只能在加大弹簧力的同时设置更大的阀门打开驱动力，对于采用阀芯两侧压力差驱动开启的气动式阀门，如现有专利CN201721398660.5的方案，阀芯内测的感压腔有压差感受面积下限要求，不利于设计指标兼顾，综合机械效率较低，需要进行技术创新。

技术实现思路

[0003]专利技术目的
[0004]针对飞机拦阻钩组件及部件，设计了一种拦阻钩疲劳试验载荷加载装置，有效解决了拦阻钩疲劳试验装置通用性差、加载不真实和加载周期长的问题。
[0005]技术方案
[0006]提供一种低流阻低泄漏量切断阀，解决切断阀在关闭时希望增大弹簧弹力、同时在切断阀打开时希望降低弹簧弹力的矛盾，提高切断阀的性能和综合效率。
[0007]为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0008]提供一种低流阻低泄漏量切断阀，包括壳体1、阀芯7、变弹力组件3和密封圈6；
[0009]所述壳体1包括内层壳体和外层壳体，所述内层壳体为单侧开口的筒体；所述外层壳体为具有两端开口的密封腔体，两端的开口分别为进口和出口；所述内层壳体的开口对应所述出口；
[0010]所述阀芯7位于所述内层壳体的筒体内，且与所述内层壳体滑动密封配合；
[0011]所述阀芯向所述筒体外滑动能够封闭所述出口，所述阀芯向所述筒体内滑动能够打开所述出口；
[0012]所述外层壳体与内层壳体之间形成环腔，所述进口连通所述环腔；
[0013]所述内层壳体还设置有将筒体内腔连通到外层壳体外部的气管，通过所述气管能够控制所述筒体内腔的气压，调节所述筒体内腔与所述环腔之间的压差；
[0014]所述变弹力组件3设置在筒体内腔中，且所述变弹力组件3设置在内层壳体与阀芯之间，所述变弹力组件3对所述阀芯施加弹性预紧力使得所述阀芯常封闭所述出口；
[0015]所述变弹力组件3的弹性预紧力随着所述阀芯向所述筒体内滑动的距离增加而减小。
[0016]进一步的，所述气管中设置有伺服阀5，用于控制所述气管内的压力。
[0017]进一步的，所述变弹力组件3包括套筒、导杆、螺旋弹簧、第一转动支座2和第二转
动支座4；所述套筒与所述导杆同轴套装且轴向滑动配合，且所述螺旋弹簧套在套筒和导杆外，所述套筒与所述导杆对螺旋弹簧起到支撑作用，所述套筒通过第一转动支座2可转动地设置在所述筒体内腔中，所述导杆通过第二转动支座与所述阀芯可转动连接，所述螺旋弹簧作用在筒体与阀芯之间；随着阀芯滑动，所述套筒和导杆的轴线与所述阀芯的滑动方向之间的角度会变化。
[0018]更进一步的，所述套筒和导杆的轴线与阀芯滑动方向的夹角满足如下方程：
[0019][0020]其中，
ɑ
为阀芯在关闭位置时所述夹角的角度值，
ɑ
取值范围为0
°
<
ɑ
<90
°
；
[0021]β为阀芯向筒体内滑动到极限位置时夹角φ的角度值，β取值范围为0
°
<β<170
°
；
[0022]R2为第二旋转支座相对于阀芯滑动方向的最短距离，单位mm；
[0023]R1为第一旋转支座相对于阀芯滑动方向的最短距离，单位mm；
[0024]L0为螺旋弹簧的自由长度，单位mm；
[0025]k为变弹力组件3的等效刚度，单位N/mm；
[0026]F1为阀芯关闭时所述变弹力组件对阀芯的预紧力，单位N；
[0027]F2为阀芯向筒体内滑动到极限位置时所述变弹力组件对阀芯的作用力，单位N；
[0028]L为阀芯向筒体内滑动到极限位置时阀芯的行程，单位mm。
[0029]更进一步的，取值范围可为90
°
≤β<170
°
此时切断阀阀芯受到的弹性力合力指向打开方向，阀芯实现自锁，切断阀需要关闭时，只能通过气管101和/或伺服阀5控制筒体内腔8的压力，使得筒体内腔压力升高，在压力作用下推动阀芯向筒体外滑动并最终关闭出口。
[0030]进一步的，所述阀芯开有减重槽。
[0031]进一步的，所述变弹力组件为多个，且相对于阀芯的滑动方向环状均匀分布。
[0032]进一步的，所述阀芯外壁面形成有台阶面，所述台阶面为环腔气压对于阀芯的施力面，更进一步的，所述阀芯的端部与所述出口为线接触，所述阀芯的端部为锥面，所述锥面同样为环腔气压对于阀芯的施力面。
[0033]当该切断阀关闭时，变弹力组件的轴线与阀芯压紧方向的夹角较小，变弹力组件的回弹力在阀芯压紧方向上的分力占比较大，表现为对阀芯较高的压紧力和更高的密封性；当阀门打开时，阀门控制装置将外界大气通过壳体内部的空气通路接通至阀芯内侧的筒体内腔，使阀芯内侧压力降低，阀芯收到的气压差合力指向阀芯开启方向，克服变弹力组件的作用力，并使阀芯向筒体内滑动；此时变弹力组件在压缩的同时开始随阀芯摆动，变弹力组件的轴线与阀芯压紧方向的夹角开始增大，其作用在阀芯压紧方向上的分力占比开始减小，阀芯在相同的压差驱动力下可达到更大的开度，增大阀门流通面积，减小阀门流阻。
[0034]有益效果
[0035]本专利技术的切断阀，在阀门关闭时，切断阀阀芯的压紧力更高，可提高密封性，在阀
门打开时，相同的阀芯开启力下可加大阀门开度，降低切断阀流阻，并允许降低设计驱动力，减轻驱动用的电磁铁重量或降低人为开启所需力量，提高机械结构的整体效率。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的切断阀结构示意图；
[0037]图2为本专利技术的切断阀三维剖视图(关位)；
[0038]图3为本专利技术的切断阀三维剖视图(开位)；
[0039]图4为本专利技术的变弹力组件三维剖视图；
[0040]图5为本专利技术的变弹力组件与两个转动支座连接关系三维示意图；
[0041]图6为本专利技术的切断阀三维部分剖视图；
[0042]图7为本专利技术的实施例中变弹力组件和弹力分解示意图；
[0043]图8为现有切断阀的弹簧设置示意图；
[0044]其中：1为壳体，2为第一转动支座，3为变弹力组件，4为第二转动支座，5为伺服阀，6为密封圈，7为阀芯，8为筒体内腔；101为气管，102为外层壳体，103为内层壳体；301为套筒，302为螺旋弹簧，303为导杆。
具体实施方式
[0045]将参照附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低流阻低泄漏量切断阀，其特征在于：包括壳体、阀芯、变弹力组件和密封圈；所述壳体包括内层壳体和外层壳体，所述内层壳体为单侧开口的筒体；所述外层壳体为具有两端开口的密封腔体，两端的开口分别为进口和出口；所述内层壳体的开口对应所述出口；所述阀芯位于所述内层壳体的筒体内，且与所述内层壳体滑动密封配合；所述阀芯向所述筒体外滑动能够封闭所述出口，所述阀芯向所述筒体内滑动能够打开所述出口；所述外层壳体与内层壳体之间形成环腔，所述进口连通所述环腔；所述内层壳体还设置有将筒体内腔连通到外层壳体外部的气管，通过所述气管能够控制所述筒体内腔的气压，调节所述筒体内腔与所述环腔之间的压差；所述变弹力组件设置在筒体内腔中，且所述变弹力组件设置在内层壳体与阀芯之间，所述变弹力组件对所述阀芯施加弹性预紧力使得所述阀芯常封闭所述出口；所述变弹力组件的弹性预紧力随着所述阀芯向所述筒体内滑动的距离增加而减小。2.根据权利要求1所述的一种低流阻低泄漏量切断阀，其特征在于：所述气管中设置有伺服阀5，用于控制所述气管内的压力。3.根据权利要求2所述的一种低流阻低泄漏量切断阀，其特征在于：所述变弹力组件包括套筒、导杆、螺旋弹簧、第一转动支座和第二转动支座；所述套筒与所述导杆同轴套装且轴向滑动配合，且所述螺旋弹簧套在套筒和导杆外，所述套筒与所述导杆对螺旋弹簧起到支撑作用，所述套筒通过第一转动支座可转动地设置在所述筒体内腔中，所述导杆通过第二转动支座与所述阀芯可转动连接，所述螺旋弹簧作用在筒体与阀芯之间；随着阀芯滑动，所述套筒和导杆的轴线与所述阀芯的滑动方向之间的角度会变化。4.根据权利要求3所述的一种低流阻低泄漏量切断阀，其特征在于：所述套筒和导杆的轴线与阀芯滑动方向的夹角满足如下方程：其中，
ɑ
为阀芯在关闭位置时所述夹角的角度值，
ɑ
取值范围为0
°
<

【专利技术属性】
技术研发人员：闫周易，张玉克，甘新海，刘俊峰，柳丹阳，魏永杰，马晓鹏，
申请(专利权)人：新乡航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：