一種閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥，特別是涉及一種運載火箭 推力矢量控制系統(tǒng)用高壓大流量氣體減壓閥。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國外在擠壓式伺服系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展情況如下：
[0003] 國外伺服產(chǎn)品中提出了一種以單純的依靠高壓氣體擠壓液壓油產(chǎn)生高壓油液為 伺服作動器提供液壓能源的液壓伺服系統(tǒng)，根據(jù)擠壓式伺服系統(tǒng)的方案，高壓氣瓶輸出的 高壓氦氣經(jīng)高壓減壓閥調(diào)節(jié)后，為系統(tǒng)提供所需的額定工作壓力。減壓閥是擠壓能源中重 要的控制調(diào)節(jié)元件，它不僅起到降壓的作用還要起到穩(wěn)壓的作用，確保氣體功率轉(zhuǎn)換的平 穩(wěn)，是確保該方案成功的關(guān)鍵元件。國外的高壓減壓閥中能夠達到擠壓式伺服系統(tǒng)需要的 輸出壓力和流量的產(chǎn)品很少，即使有能夠達到的，密封性能和可靠性也無法滿足航天飛行 的要求。
[0004] 國內(nèi)在減壓閥方面的技術(shù)發(fā)展情況如下：
[0005]目前，國內(nèi)減壓閥輸出功率較低，響應(yīng)時間長，無法滿足擠壓式伺服系統(tǒng)高功率、 快響應(yīng)的需求；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，無法滿足擠壓式伺服系統(tǒng)高可靠性的要求；另 外，國內(nèi)減壓閥的密封結(jié)構(gòu)無法滿足擠壓式伺服系統(tǒng)高密封性的要求。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種閥芯行程可調(diào)節(jié)的高 可靠減壓閥，該減壓閥具有可靠優(yōu)異的對外密封性能，且閥芯的預(yù)開度與總行程滿足合理 的設(shè)計值，減壓閥的建壓響應(yīng)時間控制在〇.5s以內(nèi)，此外大大增加了減壓閥工作的高可靠 性。
[0007] 本實用新型的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：
[0008] -種閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥，包括溢流座、上閥體、下閥體、閥芯、調(diào)壓彈 簧支座、調(diào)壓彈簧、保護擋圈、密封圈和閥座，其中上閥體與下閥體連接，兩者之間形成敏感 腔，溢流座上端與調(diào)壓彈簧支座接觸，下端與閥芯接觸，調(diào)壓彈簧設(shè)置在調(diào)壓彈簧支座上， 閥座與下閥體連接，其特征在于：閥芯的下閥柱插入下閥體的閥芯孔中，形成活動密封配 合，閥芯的上閥柱插入閥座內(nèi)孔，兩者間的間隙形成氣流通道；溢流座與上閥體的溢流座孔 形成活動密封配合，密封配合處設(shè)有密封圈和保護擋圈；溢流座下端設(shè)有嵌入式密封墊，所 述密封墊為下端帶有錐角的圓柱結(jié)構(gòu)，所述錐角為10-25° ;所述閥芯表面設(shè)有保護層，保 護層厚度為0. 003mm~0. 03mm。
[0009] 在上述閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥中，溢流座中間設(shè)有通氣孔，通氣孔與溢 流座外圓同軸度取值為(p〇.005mm~(p0.04mm。
[0010] 在上述閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥中，溢流座與上閥體的溢流座孔形成活動 密封的配合間隙為0. 005mm~0. 06mm。
[0011] 在上述閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥中，閥芯下閥柱與下閥體為活動密封配 合，配合間隙取值為0. 0015mm~0. 06mm。
[0012] 在上述閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥中，下閥體內(nèi)孔棱邊處設(shè)計圓角，并去除 毛刺，防止閥芯在下閥體內(nèi)孔中高頻率往復(fù)運動時出現(xiàn)卡滯；所述圓角的半徑R取值為 0? 1 ~0? 5mm〇
[0013] 在上述閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥中，閥芯表面保護層的表面硬度為500~ 1000 HV0
[0014] 在上述閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥中，還包括復(fù)位調(diào)節(jié)螺塞，所述復(fù)位調(diào)節(jié) 螺塞與下閥體螺紋連接，兩者之間設(shè)有調(diào)整墊片，通過選用不同厚度的調(diào)整墊片改變閥芯 的最大行程。
[0015] 在上述閥芯行程可調(diào)節(jié)的高可靠減壓閥中，閥芯的上閥柱頂端與溢流座接觸形成 密封。
[0016] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：
[0017] (1)、本實用新型減壓閥閥芯與下閥體內(nèi)孔為間隙配合，通過密封圈保證可靠動密 封，適當降低配合間隙，減小密封圈的壓縮量，既能保證密封，又能減小密封圈磨損；本實用 新型通過大量試驗對閥芯與下閥體配合結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，在閥芯表面設(shè)置保護層，保護 層厚度為〇. 〇〇3mm~0. 03mm，硬度為500~1000HV，顯著提高了閥芯的耐磨性，避免卡死； 在下閥體與閥芯配合的內(nèi)孔末端進行倒圓角，并對角度進行優(yōu)化設(shè)計，保證光滑過度，避免 出現(xiàn)加工毛刺或銳邊，克服了閥芯高頻率運動過程中磨損嚴重甚至卡死的缺陷，顯著提高 了閥芯的運動可靠度；
[0018] (2)、本實用新型減壓閥中，在下閥體與復(fù)位調(diào)節(jié)支座連接處設(shè)置調(diào)整墊片，通過 選擇合適厚度的調(diào)整墊片，來保證閥芯的最大行程滿足設(shè)計要求，最終保證減壓閥的初始 建壓響應(yīng)時間控制在0. 5s以內(nèi)；
[0019] (3)、本實用新型為了防止減壓閥高壓腔壓力過高造成危險，上閥體內(nèi)設(shè)計了溢流 座，溢流座位置存在三處密封結(jié)構(gòu)，其中兩道為動密封，通過設(shè)計優(yōu)化的非金屬密封墊結(jié)構(gòu) 形式（例如溢流座下端設(shè)有的嵌入式密封墊）、設(shè)計合理的〇型密封圈壓縮量，保證了可靠 的對外密封，在額定工作壓力下，減壓閥的內(nèi)、外泄漏率優(yōu)于1X10 5Pam3/s。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型減壓閥外形圖；
[0021] 圖2為本實用新型減壓閥結(jié)構(gòu)剖面圖；
[0022] 圖3為本實用新型溢流座剖視圖；
[0023] 圖4為本實用新型溢流座處高壓密封結(jié)構(gòu)；
[0024] 圖5為本實用新型閥芯與下閥體配合局部結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細的描述：
[0026] 如圖1所示為本實用新型減壓閥外形圖，圖2為本實用新型減壓閥結(jié)構(gòu)剖面圖，該 減壓閥包括溢流座1、上閥體2、下閥體3、閥芯4、復(fù)位彈簧支座5、復(fù)位彈簧6、復(fù)位調(diào)節(jié)螺 塞7、調(diào)整墊片8、密封圈9、調(diào)壓彈簧支座10、調(diào)壓彈簧11、保護擋圈12、密封圈13、氣體進 口接管嘴14、氣體出口接管嘴15、閥座16、溢流座殼體21、聚酰亞胺密封墊22、通氣孔23和 保護層24。
[0027] 本實用新型減壓閥的上閥體2與下閥體3通過螺紋連接，兩者之間形成敏感腔；氣 體進口接管嘴14、氣體出口接管嘴15與下閥體3連接；上閥體2處設(shè)有溢流座1、調(diào)壓彈簧 支座10、調(diào)壓彈簧11，溢流座1與上閥體2的溢流座孔形成活動密封配合。
[0028] 溢流座1上端與調(diào)壓彈簧支座10接觸，調(diào)壓彈簧11設(shè)置在調(diào)壓彈簧支座10上， 下端與閥芯4接觸；閥座16與下閥體3通過螺紋連接，閥芯4的下閥柱插入下閥體3的閥 芯孔中，并形成活動密封配合。閥芯4的上閥柱插入閥座16內(nèi)孔，兩者間有較大間隙，形成 氣流通道。閥芯4中間部位設(shè)有節(jié)流錐面，與閥座16內(nèi)孔銳邊配合形成節(jié)流邊。閥芯4的 上閥柱頂端與溢流座1接觸形成密封，閥芯4的下閥柱與復(fù)位彈簧支座5接觸，復(fù)位彈簧6 上端與復(fù)位彈簧支座5連接，通過改變復(fù)位彈簧6的壓縮量來調(diào)節(jié)閥芯4復(fù)位力。復(fù)位彈 簧6下端與復(fù)位調(diào)節(jié)螺塞7接觸。復(fù)位調(diào)節(jié)螺塞7與下閥體3螺紋連接，兩者之間設(shè)有調(diào) 整墊片8,選用不同厚度的調(diào)整墊片8可改變閥芯4的最大行程，最終實現(xiàn)減壓閥減壓時間 的調(diào)節(jié)，本實施例中調(diào)整墊片8的厚度為1mm。
[0029] 如圖3所示為本實用新型溢流座剖視圖，由圖可知溢流座1下端設(shè)有嵌入式聚 酰亞胺密封墊22,密封墊22為下端帶有錐角的圓柱結(jié)構(gòu)，錐角為10-25°，本實施例中為 24° (即密封墊22為圓柱與圓臺的組合結(jié)構(gòu)，圓臺處的錐角為10-25°，本實施例中為 24° );采用滾壓或者沖壓工藝得到，防止脫出。溢流座1中間設(shè)有通氣孔23,通氣孔23與 溢流座1外圓同軸度取~cp0.:04mm之間。
[0030] 如圖4所示為本實用新型溢流座處高壓密封結(jié)構(gòu)，圖4給出了溢流座1與上閥體 2、閥芯4的連接結(jié)構(gòu)。圖中共存在3處密封位置。密封部位I為溢流座1與上閥體2內(nèi)孔 形成活動密封，配合間隙取〇. 〇〇5mm~0. 06mm之間，本實施例中為0. 017mm~0. 029mm。該 處設(shè)有密封圈13、保護擋圈12。密封部位II為溢流座1的聚酰亞胺密封墊22與溢流座2