一種高溫高壓燃?xì)獍踩y的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，包括彼此固定的上閥體和下閥體；下閥體上的排氣孔與噴嘴壓力件上的半圓孔對準(zhǔn)；閥芯的半球型的一端與波紋管作用；閥芯的圓錐形的另一端與燃?xì)鈬娮炀o密配合，封住下閥體與伺服管路之間的高溫高壓燃?xì)?；壓縮彈簧上導(dǎo)向桿上設(shè)有冷卻液入口，上閥體設(shè)有冷卻液出口；壓縮彈簧下導(dǎo)向桿與波紋管作用；調(diào)節(jié)螺母與壓縮彈簧上導(dǎo)向桿作用。當(dāng)系統(tǒng)中高溫燃?xì)猓?000℃以上）超過系統(tǒng)的許用壓力（24MPa及其以上）時，本發(fā)明對系統(tǒng)管路中的多余燃?xì)膺M(jìn)行排泄以保護(hù)系統(tǒng)的工作安全；當(dāng)系統(tǒng)中燃?xì)鈮毫档偷皆S用壓力（24MPa及其以下）時，本發(fā)明對管路進(jìn)行密閉封嚴(yán)，避免燃?xì)獾膶ν庑孤丁?br> 【專利說明】一種高溫高壓燃?xì)獍踩y

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，特別是涉及一種燃?xì)鈹D壓式伺服系統(tǒng)能源用高溫高壓燃?xì)獍踩y。

【背景技術(shù)】
[0002]高溫高壓燃?xì)獍踩y是對擠壓式伺服系統(tǒng)能源燃?xì)夤苈分腥細(xì)鈮毫^載保護(hù)的一種限壓的安全裝置，具體來說，就是擠壓式伺服系統(tǒng)能源中當(dāng)燃?xì)獍l(fā)生器產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)獬^系統(tǒng)所需要的設(shè)定壓力時，高溫高壓燃?xì)獍踩y就會自動開啟，通過安全閥噴嘴將多余燃?xì)馀懦鱿到y(tǒng)，當(dāng)燃?xì)鈮毫Φ陀谙到y(tǒng)設(shè)定的安全壓力時，高溫高壓安全閥就會自動關(guān)閉并將安全閥噴嘴徹底封嚴(yán)，使得系統(tǒng)中的燃?xì)獠粫庑?。從而起到即保護(hù)系統(tǒng)中其余工作部件不因燃?xì)鈮毫^高而失效，又不因閥的密封性問題而影響了整個系統(tǒng)的功能性倉泛。
[0003]已公開的技術(shù)問題中，尚未見到燃?xì)獍踩y方面如下問題的解決方案:1)同時具備對高溫(1000°c以上)、高壓(24MPa以上)燃?xì)饪刂谱饔玫陌踩y；2)如何保證燃?xì)獍踩y在高溫高壓下具有較好的絕熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；3)如何保證燃?xì)獍踩y在長時間高溫高壓燃?xì)獾臎_蝕或沖擊作用下仍能保持較好的工作性能；4)為保證燃?xì)獍踩y能較長時間可靠地工作，如何避免燃?xì)獍踩y中彈性元件因溫度過高而損壞或失效的一種行之有效的方法；5)對燃?xì)獍踩y中燃?xì)夤ぷ髑慌c彈性元件工作腔進(jìn)行有效密封隔絕的方法；6)如何有效地降低安全閥在燃?xì)饬Φ淖饔孟滤a(chǎn)生激勵振動。
[0004]針對以上六個未能解決的問題，因此亟需提供一種高溫高壓燃?xì)獍踩y。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對高溫(1000°C以上)、高壓(24MPa以上)燃?xì)饪刂谱饔玫木哂休^好的絕熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的高溫高壓燃?xì)獍踩y。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，包括彼此固定連接的上閥體和下閥體；
[0007]還包括分別與下閥體內(nèi)部固定的燃?xì)鈬娮?、噴嘴壓力件、閥芯套，以及波紋管；下閥體上的排氣孔與噴嘴壓力件上的半圓孔對準(zhǔn)；
[0008]還包括位于閥芯套內(nèi)部的閥芯；閥芯的半球型的一端與波紋管作用；閥芯的圓錐形的另一端與燃?xì)鈬娮炀o密配合，封住下閥體與伺服管路之間的高溫高壓燃?xì)猓?br> [0009]還包括位于上閥體內(nèi)部的帶有冷卻液分配口的壓縮彈簧上導(dǎo)向桿和壓縮彈簧下導(dǎo)向桿，以及套在壓縮彈簧上導(dǎo)向桿和壓縮彈簧下導(dǎo)向桿外部的壓縮彈簧，壓縮彈簧上導(dǎo)向桿上設(shè)有冷卻液入口，上閥體設(shè)有冷卻液出口 ；壓縮彈簧下導(dǎo)向桿與波紋管作用；
[0010]還包括通過螺紋結(jié)構(gòu)裝配于上閥體外壁的調(diào)節(jié)螺母，調(diào)節(jié)螺母與壓縮彈簧上導(dǎo)向桿作用。
[0011]壓縮彈簧上導(dǎo)向桿、壓縮彈簧下導(dǎo)向桿與上閥體內(nèi)壁接觸的面上設(shè)有O型密封圈。
[0012]上閥體和下閥體通過隔熱墊片及高溫鎖緊螺栓固定。
[0013]壓縮彈簧下導(dǎo)向桿上開有阻尼孔。
[0014]燃?xì)鈬娮?、噴嘴壓力件、閥芯套，以及閥芯均為氧化鋯陶瓷制成。
[0015]通過采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)中高溫燃?xì)?ΙΟΟΟ?以上)超過系統(tǒng)的許用壓力(24MPa及其以上，可根據(jù)系統(tǒng)的工作要求進(jìn)行調(diào)節(jié)控制)時，對系統(tǒng)管路中的多余燃?xì)膺M(jìn)行排泄以保護(hù)系統(tǒng)的工作安全；當(dāng)系統(tǒng)中燃?xì)鈮毫档偷皆S用壓力(24MPa及其以下，可根據(jù)系統(tǒng)的工作要求進(jìn)行調(diào)節(jié)控制)時，對管路進(jìn)行密閉封嚴(yán)，避免燃?xì)獾膶ν庑孤叮?br> [0016]本發(fā)明通過對安全閥中部分零件采用高溫合金及氧化鋯陶瓷的設(shè)計技術(shù)，解決了安全閥對1000°C以上高溫、24MPa以上高壓工作條件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求及隔熱性能要求；
[0017]本發(fā)明通過對閥中燃?xì)鈬娮觳捎醚趸喬沾杉夹g(shù)，成功地解決了燃?xì)獍踩y對高溫燃?xì)獾哪蜎_蝕性能；
[0018]本發(fā)明通過對燃?xì)獍踩y中壓縮彈簧工作腔中加入循環(huán)冷卻液成功地解決了壓縮彈簧在高溫環(huán)境下長時間穩(wěn)定可靠工作的性能要求；
[0019]本發(fā)明通過采用波紋管密封技術(shù)，成功地解決了燃?xì)獍踩y中冷卻液與高溫燃?xì)獾陌踩綦x；
[0020]本發(fā)明通過對壓縮彈簧導(dǎo)向桿中開阻尼孔的方法有效地降低了燃?xì)獍踩y在工作過程中的振動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的一種高溫高壓燃?xì)獍踩y的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為耐高溫金屬下閥座的示意圖。
[0023]圖3為耐高溫金屬下閥座的俯視圖。
[0024]圖4為耐高溫陶瓷燃?xì)鈬娮斓氖疽鈭D。
[0025]圖5為耐高溫陶瓷燃?xì)鈬娮靿毫氖疽鈭D。
[0026]圖6為耐高溫陶瓷閥芯套的示意圖。
[0027]圖7為耐高溫陶瓷閥芯的示意圖。
[0028]圖8為耐高溫陶瓷隔熱墊片的示意圖。
[0029]圖9為耐高溫金屬上閥體的示意圖。
[0030]圖10為耐高溫金屬上閥體的俯視圖。
[0031]圖11為高溫高壓燃?xì)忾y壓力調(diào)節(jié)螺母的示意圖。
[0032]圖12為高溫高壓燃?xì)忾y壓力調(diào)節(jié)螺母的俯視圖。
[0033]圖13為壓縮彈簧上導(dǎo)向桿的示意圖。
[0034]圖14為壓縮彈簧的示意圖。
[0035]圖15為帶阻尼孔的壓縮彈簧下導(dǎo)向桿的示意圖。
[0036]圖16為密封用微型金屬波紋管的示意圖。
[0037]圖17為高溫高壓燃?xì)獍踩y下閥體的示意圖。
[0038]圖18為高溫高壓燃?xì)獍踩y壓縮彈簧組件的示意圖。
[0039]圖19高溫高壓燃?xì)獍踩y上閥體的示意圖。
[0040]圖20為高溫高壓燃?xì)獍踩y工作原理圖。
[0041]圖中:I為下閥座、2為燃?xì)鈬娮臁?為噴嘴壓力件、4為芯套、5為閥芯、6為隔熱墊片、7為上閥體、8為調(diào)節(jié)螺母、9為壓縮彈簧上導(dǎo)向桿、10為O型密封圈、11為壓縮彈簧、12為壓縮彈簧下導(dǎo)向桿、13為排氣孔、14為高溫鎖緊螺栓、15為波紋管、16為高溫鎖緊螺栓、17為柔性石墨密封圈。

【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0043]本發(fā)明結(jié)構(gòu)大體上分為上下兩部分；下部分包括高溫合金的下閥座1、氧化鋯陶瓷的燃?xì)鈬娮?、氧化鋯陶瓷的噴嘴壓力件3、氧化鋯陶瓷的閥芯套4、氧化鋯陶瓷的閥芯5、密封用金屬波紋管15、氧化鋯陶瓷隔熱墊片6。本實(shí)施例中，氧化鋯陶瓷燃的燃?xì)鈬娮?通過加熱高溫合金下閥座I到300°C以上過盈配合安裝到高溫合金下閥座I中，氧化鋯陶瓷噴嘴壓力件3通過熱套方法過盈配合安裝到高溫合金下閥座I中，氧化鋯陶瓷閥芯套4通過熱套方法過盈配合安裝到高溫合金下閥座I中，安裝過程中，要求用壓力機(jī)進(jìn)行檢測確保氧化鋯陶瓷燃?xì)鈬娮?與高溫合金下閥座I緊密貼合，同理氧化鋯陶瓷噴嘴壓力件3與氧化鋯陶瓷燃?xì)鈬娮?緊密貼合，并且噴嘴壓力件3中半圓孔須與下閥座I中排氣孔13對齊，氧化鋯陶瓷閥芯套與氧化鋯陶瓷噴嘴壓力件緊密貼合。氧化鋯陶瓷閥芯5通過間隙配合安裝到氧化鋯陶瓷閥芯套4中，并且氧化鋯陶瓷閥芯5中圓錐形的一端與氧化鋯陶瓷燃?xì)鈬娮?中倒角面貼合。再將密封用微型金屬波紋管15通過過渡配合安裝到高溫合金下閥座I中，使波紋管15與氧化鋯陶瓷閥芯套4緊密貼合，閥芯的半球型的一端與波紋管作用。最后將氧化鋯陶瓷隔熱墊片6通過間隙配合安裝到高溫合金下閥座I中上端圓柱面凸臺22中，由此完成下閥體的安裝。
[0044]本發(fā)明中燃?xì)獍踩y的上部分包括不銹鋼上閥體7、調(diào)節(jié)螺母8、壓縮彈簧上導(dǎo)向桿9、O型密封圈10、O型密封圈13、壓縮彈簧11、壓縮彈簧下導(dǎo)向桿12。先將壓縮彈簧上導(dǎo)向桿9、壓縮彈簧下導(dǎo)向桿12中帶有冷卻液分配口的圓柱體部分插入到壓縮彈簧11中兩端，再將整個壓縮彈簧組件安裝到上閥體7中。將調(diào)節(jié)螺母8旋入到上閥體7中進(jìn)行壓縮彈簧預(yù)壓力調(diào)節(jié)。兩彈簧導(dǎo)桿相應(yīng)的密封槽處安裝有O型密封圈。由此完成上閥體的安裝。將上閥座7中插入配合到下閥座I中，用壓力機(jī)并緊，通過高溫鎖緊螺栓14將上下兩部分閥體連接起來，組成一個完整的高溫高壓燃?xì)獍踩y。將整個燃?xì)獍踩y通過高溫鎖緊螺栓16連接到擠壓伺服系統(tǒng)能源管路接口上(圖1中虛線表示部分)，燃?xì)獍踩y與管路之間用柔性石墨密封圈17進(jìn)行密封。
[0045]本發(fā)明中的高溫合金優(yōu)選為GH4141或GH586的合金。
[0046]為更進(jìn)一步的提高高溫高壓燃?xì)獍踩y的抗高溫性能，可以在高溫合金下閥體7與伺服管路接觸位置、燃?xì)馇恢袃?nèi)表面、及下閥體7上表面處進(jìn)行氧化鋯陶瓷噴涂。在高溫高壓燃?xì)獍踩y的長時間工作過程中，可以通過在壓縮彈簧上導(dǎo)向桿7中的冷卻液入口通入常溫冷卻水或其他介質(zhì)，冷卻水通過冷卻液分配口進(jìn)入彈簧腔II中，通過彈簧上、下導(dǎo)向桿9、12中冷卻液分配口均勻流過壓縮彈簧11整個部分，再通過上閥體7的冷卻水出口流出，完成對工作過程中壓縮彈簧的冷卻。
[0047]實(shí)例中，擠壓式伺服系統(tǒng)能源中高溫燃?xì)獗环忾]到高溫合金下閥體I與伺服管路之間形成的密封腔I內(nèi)，當(dāng)高溫高壓燃?xì)鈮毫_(dá)到要求的指標(biāo)后(例如本實(shí)例所指的24MPa)，高溫燃?xì)庋趸喬沾砷y芯5底部圓錐形頭部產(chǎn)生的總壓力與壓縮彈簧11所產(chǎn)生的通過壓縮彈簧下導(dǎo)桿12、密封波紋管15傳遞給氧化鋯陶瓷閥芯5的彈力達(dá)到平衡狀態(tài)時，此時高溫燃?xì)忾y處于臨界狀態(tài)；當(dāng)壓力超過臨界點(diǎn)壓力后，氧化鋯陶瓷閥芯5在高溫燃?xì)馀c壓縮彈簧11所作用的綜合力作用下向上運(yùn)動，氧化鋯陶瓷閥芯5中錐形面與氧化鋯陶瓷燃?xì)鈬娮?中倒角面由相互緊壓接觸的密封狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槊撾x狀態(tài)，高溫高壓燃?xì)鈨杀砻骈g形成的間隙泄露出去，對整個伺服燃?xì)夤苈愤M(jìn)行卸壓。當(dāng)燃?xì)鈮毫^續(xù)升高(例如達(dá)到28MPa)，氧化鋯陶瓷閥芯5在高溫高壓燃?xì)鈮毫Φ淖饔孟吕^續(xù)向上運(yùn)動，直至達(dá)到彈簧下導(dǎo)向桿12與彈簧上導(dǎo)向桿相互接觸的狀態(tài)，此時高溫高壓燃?xì)獍踩y達(dá)到全開狀態(tài)，燃?xì)馔ㄟ^高溫合金下閥座I中排氣孔13最大程度地排出。當(dāng)燃?xì)鈮毫Φ陀谝蟮膲毫r，氧化鋯陶瓷閥芯5與氧化鋯陶瓷燃?xì)鈬娮扉g的密封面又相互緊密接觸，起到較好的密封作用，以此保護(hù)系統(tǒng)管路中的燃?xì)獠煌庑?；此外，通過在壓縮彈簧下導(dǎo)向桿12的底座上開阻尼孔的作用，使得壓縮彈簧在工作過程中，通過阻尼孔在冷卻介質(zhì)中運(yùn)動產(chǎn)生一定阻尼作用，形成對壓縮彈簧阻尼減震的作用，進(jìn)而降低高溫高壓燃?xì)獍踩y在工作過程中的振動。整個如上過程，完成了燃?xì)獍踩y在系統(tǒng)的全部作用。實(shí)例中，通過調(diào)節(jié)燃?xì)獍踩y壓力調(diào)節(jié)螺母8旋合長度，可以調(diào)節(jié)壓縮彈簧11的預(yù)壓縮量，也即達(dá)到調(diào)節(jié)耐高溫陶瓷閥芯5與耐高溫陶瓷燃?xì)鈬婎^2之間的預(yù)緊力，從而達(dá)到控制燃?xì)忾_啟壓力的目的。
[0048]本實(shí)施例中所提到的高溫合金、氧化鋯陶瓷、氧化鋯陶瓷噴涂技術(shù)、壓縮彈簧、冷卻水等相關(guān)特征類型只為了說明本
【發(fā)明內(nèi)容】
，也可以采用其它適用的類型。
[0049]以上，僅以本發(fā)明的一個具體實(shí)施例。但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，包括彼此固定連接的上閥體和下閥體；其特征在于: 還包括分別與下閥體內(nèi)部固定的燃?xì)鈬娮?、噴嘴壓力件、閥芯套，以及波紋管；所述下閥體上的排氣孔與所述噴嘴壓力件上的半圓孔對準(zhǔn)； 還包括位于所述閥芯套內(nèi)部的閥芯；所述閥芯的半球型的一端與波紋管作用；所述閥芯的圓錐形的另一端與所述燃?xì)鈬娮炀o密配合，封住下閥體與伺服管路之間的高溫高壓燃?xì)? 還包括位于上閥體內(nèi)部的帶有冷卻液分配口的壓縮彈簧上導(dǎo)向桿和壓縮彈簧下導(dǎo)向桿，以及套在所述壓縮彈簧上導(dǎo)向桿和壓縮彈簧下導(dǎo)向桿外部的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧上導(dǎo)向桿上設(shè)有冷卻液入口，所述上閥體設(shè)有冷卻液出口 ；所述壓縮彈簧下導(dǎo)向桿與波紋管作用； 還包括通過螺紋結(jié)構(gòu)裝配于所述上閥體外壁的調(diào)節(jié)螺母，所述調(diào)節(jié)螺母與壓縮彈簧上導(dǎo)向桿作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，其特征在于:所述壓縮彈簧上導(dǎo)向桿、壓縮彈簧下導(dǎo)向桿與上閥體內(nèi)壁接觸的面上設(shè)有O型密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，其特征在于:所述上閥體和下閥體通過隔熱墊片及高溫鎖緊螺栓固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，其特征在于:所述壓縮彈簧下導(dǎo)向桿上開有阻尼孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓燃?xì)獍踩y，其特征在于:所述燃?xì)鈬娮?、噴嘴壓力件、閥芯套，以及閥芯均為氧化鋯陶瓷制成。
【文檔編號】F16K17/164GK104279358SQ201310284621
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】郝小龍, 楊緒釗, 李俊巖, 王志峰, 郭軍剛 申請人:北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院