一種高壓大流量高精度緊湊型二級減壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于氣體管路控制領域，具體來說，是一種高壓大流量高精度緊湊型二級減壓器，適用于氣體管路。
【背景技術】
[0002]減壓器時在工作時不用輔助能源的一種控制閥，閥門靠改變流量來控制壓力，流量的變化時閥門感受的實際壓力值和要求壓力值之差的函數，由壓力差引起的任何不平衡都會使節流元件流動、增加或減低流體流量來消除壓力偏差。
[0003]在固液火箭推進領域，減壓器用于為氧化劑貯箱提供不變的氣體壓力，這個壓力用于直接排出預定流量流體，與液體流量控制元件的共同作用下，保證氧化劑的穩定供應。
[0004]固液火箭發動機氧化劑一般是擠壓式供應系統，采用減壓器控制氧化劑貯箱壓力，結合液路的汽蝕文氏管控制氧化劑的穩定供應。因此要求減壓器可靠工作，流量大，壓力高，體積小，重量輕。
【發明內容】
[0005]為了解決上述問題，本發明專利提供了一種體積小、重量輕、工作壓力高、流量大，適用于固液火箭發動機擠壓式輸送系統的高壓大流量高精度緊湊型二級減壓器，保證固液火箭發動機可靠工作。
[0006]本發明一種高壓大流量高精度緊湊型二級減壓器，包括一級減壓結構與二級減壓結構。其中，一級減壓結構包括殼體、閥芯導向套、一級閥芯、入口嘴、一級密封墊、壓盤、一級閥蓋與一級碟簧；膜片式二級減壓結構包括閥體、膜片、下簧座、彈簧、二級碟簧、上簧座、二級閥芯、閥芯套筒、二級密封墊、出口嘴與二級閥蓋。
[0007]—級減壓結構中，殼體內前部安裝一級閥蓋；一級閥蓋前腔內由前至后依次安裝有入口嘴、環形壓盤與環形一級密封墊。殼體內中部設置有一級閥芯，一級閥芯內部作為氣體通道，與一級閥蓋后腔連通；一級閥芯外套有閥芯導向套，通過閥芯導向套實現一級閥芯軸向上的運動導向。閥芯導向套與一級閥芯后端定位盤間設置有碟簧；上述一級閥芯前端周向開設進氣孔與氣體通道連通。上述結構中，需保證一級閥芯向前移動至極限位置時，一級閥芯的密閉端端部與環形一級密封墊周向上緊密接觸。
[0008]由此，高壓氣體由入口嘴進入一級減壓結構中，通過控制高壓氣體對一級閥芯密閉端的壓力大小，調整一級閥芯密閉端與環形一級密封墊間的開度，來控制一級減壓結構出口端壓力。
[0009]二級減壓結構中，閥體前端安裝在一級減壓結構中殼體內后部。閥體內中部周向設計有密封導向臺肩；閥體上還開有進氣通道，進氣通道與閥體前腔連通；閥體前腔內螺紋固定安裝有閥芯套筒；閥芯套筒內同軸設置有二級閥芯。在閥芯套筒內，位于二級閥芯前端面與閥芯套筒封閉端間同軸設置有彈簧；二級閥芯周向上設計有限位臺肩，實現二級閥芯前向移動的限位；二級閥芯上套有環形二級密封墊，與限位臺肩周向固定；二級閥芯側壁周向上還開設有環形氣槽，環形氣槽通過閥體周向上開設的出氣通道與閥體后腔連通。二級閥芯內還開設有氣道，氣道將閥芯套筒內部與環形氣槽連通；閥體側壁上安裝有出口嘴，出口嘴與閥體后腔連通；閥體內中部周向設計有密封導向臺肩前端周向上設計有環形密封接頭；需保證，當二級閥芯向后移動至極限時，環形密封導向臺肩內環壁面將環形氣槽封閉，同時，環形密封接頭周向上與二級密封墊緊密接觸。二級閥蓋固定安裝在閥體后部二級閥蓋與閥體后部間安裝有膜片；二級閥蓋內由前至后依次設置有下簧座、二級碟簧與上簧座；上簧座后端與輸出桿接觸；
[0010]由此，經一級減壓結構減壓后的氣體，經二級減壓結構中閥體上的進氣通道，通過控制輸出桿向前運動位移，實現環形密封接頭與二級密封墊周向上的開度大小調節，進而控制二級減壓結構出口壓力。
[0011]本發明專利的優點在于:
[0012]1、本發明專利二級減壓器，結構簡單、質量輕、體積小，適合于航天推進系統；
[0013]2、本發明專利二級減壓器，適合于入口壓力波動范圍大，入口壓力在40_6MPa范圍內變化時，減壓器輸出壓力、流量保持穩定；
[0014]3、本發明二級減壓器輸出壓力精度高，二級閥芯有壓力反饋孔，工作過程中壓力波動小于0.1MPa ；
[0015]4、本發明二級減壓器通徑大，閥芯密封處通徑Φ 13mm，能滿足大流量實用要求。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明二級減壓器整體結構示意圖。
[0017]圖中:
[0018]1-—級減壓結構2-二級減壓結構101-殼體
[0019]102-閥芯導向套103-—級閥芯104-入口嘴
[0020]105-—級密封墊106-壓盤107-—級閥蓋
[0021]108-—級碟簧109-環形定位盤110-氣體通道
[0022]111-進氣孔201-閥體202-膜片
[0023]203-下簧座204-彈簧205-二級碟簧
[0024]206-上簧座207-二級閥芯208-閥芯套筒
[0025]209-二級密封墊210-出口嘴211-二級閥蓋
[0026]212-密封導向臺肩 213-進氣通道214-限位臺肩
[0027]215-環形氣槽216-出氣通道217-環形密封接頭具體實施方案
[0028]下面結合附圖對本發明專利做進一步說明。
[0029]本發明一種高壓大流量高精度緊湊型二級減壓器，包括一個活塞式一級減壓結構
1、一個膜片式二級減壓結構2，如圖1所示。
[0030]其中，活塞式一級減壓結構I包括殼體101、閥芯導向套102、一級閥芯103、入口嘴104、一級密封墊105、壓盤106、一級閥蓋107與一級碟簧108。膜片式二級減壓結構2包括閥體201、膜片202、下簧座203、彈簧204、二級碟簧205、上簧座206、二級閥芯207、閥芯套筒208、二級密封墊209、出口嘴210與二級閥蓋211。
[0031]—級減壓結構1中，殼體101內前部螺紋固定安裝有筒狀一級閥蓋107 級閥蓋107內壁周向設計有定位臺階，通過定位臺階結構將一級閥蓋107內部分為一級閥蓋107前腔(高壓腔)與一級閥蓋107后腔(低壓腔)。一級閥蓋107前腔內由前至后依次安裝有入口嘴104、環形壓盤106與環形一級密封墊105，三者間同軸設置，由定位臺階定位，并通過入口嘴104與一級閥蓋107間螺紋擰緊，實現三者間的固定，使壓盤106將一級密封墊105與定位臺階壓緊固定，高壓氣體可由入口嘴104通入一級減壓結構1內。
[0032]殼體101內中部設置有一級閥芯103，一級閥芯103為一端密閉的筒裝結構，內部作為氣體通道110，與一級閥蓋107后腔連通；上述一級閥芯103后端外壁周向上設計有環形定位盤109，通過環形定位盤109實現一級閥芯103與殼體101間的徑向定位；一級閥芯103的軸向限位通過在殼體101后部安裝的二級減壓結構2中閥體201前端面實現。一級閥芯103外套有閥芯導向套102，閥芯導向套102位于一級閥蓋107后端，通過一級閥蓋107內部周向上設計的定位臺肩定位，且通過擰緊一級閥蓋107將閥芯導向套102與定位臺肩壓緊固定，通過閥芯導向套102實現一級閥芯103軸向上的運動導向。閥芯導向套102與一級閥芯103后端定位盤間設置有碟簧，碟簧套在閥芯導向套102后端設計的套筒上。
[0033]上述一級閥芯103前端周向均勻開設進氣孔111與氣體通道110連通；一級閥芯103后端作為一級減壓結構1出口。由此，進入一級減壓結構1中的高壓氣體經進氣孔111進入氣體通道110后，由一級減壓結構1出口進入二級減壓結構2中。上述結構中，需保證一級閥芯103向前移動至極限位置時，一級閥芯103的密閉端端部與環形一級密封墊105周向上緊密接觸，實現殼體101前腔與后腔間的密封。由此，在進入一級減壓結構1中的高壓氣體壓力和一級碟簧108碟簧的共同作用下，通過控制入口嘴104通入一級減壓結構1內的高壓氣體對一級閥芯103密閉端的壓力大小，調整一級閥芯103密閉端與環形一級密封墊105間的開度(一級閥芯103開度)，來控制一級減壓結構1出口端壓力。具體來說，當一級減壓結構1出口端壓力較小，一級碟簧108壓縮量小，此時，增大一級閥芯103開度，使一級減壓結構1中的高壓氣體流量增加，進而使一級減壓結構1出口端壓力增大；同理，當一級出口端壓力較大，一級碟簧108壓縮量大；此時，減小一級閥芯103開度，使一級減壓結構1中高壓氣體流量減少，進而使一級減壓結構1出口端壓力減少；最終，實現一級減壓結構1出口端壓力在一定的范圍內保持穩定。
[0034]二級減壓結構2中，閥體201為筒裝結構，前端螺紋固定安裝在一級減壓結構1中殼體101內后部；且當一級減壓結構1中二級閥芯207的密閉端端部與一級密封墊105周向上緊密接觸時，閥體201前端與二級閥芯207后端間存在一定間隙。閥體201內中部周向設計有密封導向臺肩212，通過密封導向臺肩212將閥體201內部分為閥體201前腔(高壓腔)與閥體201后腔(低壓腔);閥體201上還開有進氣通道213，進氣通道213與閥體201前腔連通。閥體201前腔內螺紋固定安裝有一端密閉的閥芯套筒208。閥芯套筒208內同軸設置有二級閥芯207，使二級閥芯207可沿閥芯套筒208軸向移動，在閥芯套筒208內，位于二級閥芯207前端面與閥芯套筒208封閉端間同軸設置有彈簧204。二級閥芯207周向上設計有限位臺肩214，實現二級閥芯207前向移動的限位；二級閥芯207上套有環形二級密封墊209，與限位臺肩214周向固定；二級閥芯207側壁周向上還開設有環形氣槽215 ;環形氣槽215通過閥體201周向上傾