[发明专利]一种减压阀用高强度复合膜片及膜片组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种减压阀用高强度复合膜片及膜片组件，利用橡胶、棉布及金属垫片复合的膜片具有耐压强度高、压力感知能力强、密封可靠等优点，可在高出口压力减压阀中推广使用，包括液体火箭发动机、卫星在轨执行系统、地面试验系统用高压减压阀。

背景技术

在挤压式液体火箭发动机中，减压阀用于将气瓶中的高压气体减压后挤压贮箱内的推进剂，为发动机的核心组件，减压阀性能情况直接影响发动机的工作性能及可靠性。膜片组件在减压阀中用于感知出口压力变化，随着发动机技术的发展，对减压阀出口压力及使用寿命要求的不断提高，对膜片组件的密封及结构强度要求越来越高，现有的橡胶膜片由于刚度及强度不足，不能增加二次密封，无法满足密封要求。为此提出了一种复合式橡胶膜片组件结构，在保持原有橡胶膜片感知压力能力强、密封可靠性高等优点的基础上，通过在橡胶复合层内引入金属垫片和高强度棉布层，提高了膜片组件的耐压强度。

发明内容

为了解决现有的减压阀用膜片组件刚度及强度不足，不能满足密封要求的技术问题，本发明提供一种减压阀用高强度复合膜片组件，克服现有技术及结构的不足，是一种耐压强度更高的复合膜片组件结构，提高减压阀的工作可靠性。

本发明的技术解决方案为：

一种减压阀用高强度复合膜片，其特殊之处在于：所述膜片为环状结构，包括金属垫片、棉布层以及两层橡胶复合层，所述棉布层的直径与橡胶层的直径相等且棉布层位于两层橡胶复合层之间，所述金属垫片的直径小于橡胶层的直径且金属垫片位于棉布层和其中一层橡胶复合层之间。

上述膜片为环状结构，包括金属垫片、棉布层以及两层橡胶复合层，所述棉布层的直径与橡胶层的直径相等且棉布层位于两层橡胶复合层之间，所述金属垫片的直径小于橡胶层的直径且金属垫片位于棉布层和其中一层橡胶复合层之间；所述支撑组件包括托盘、压盖、螺母和O型圈，所述托盘位于膜片下方且直径小于橡胶复合层，所述压盖包括头部和杆部，所述头部位于膜片上方且直径小于托盘的压盖，所述杆部穿过膜片和托盘的中心后与螺母紧固，所述O型圈位于压盖头部和膜片上表面之间且直径小于金属垫片。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明采用了复合膜片，增加了金属垫片，增强了膜片内侧的刚度，使得膜片内侧可通过挤压O形圈实现膜片内侧的高可靠密封。

2、增强了膜片组件的耐压强度及密封可靠性。使用该膜片组件的减压阀功能可靠，耐压强度高、密封性能及感知压力能力强。

附图说明

图1为高强度复合膜片组件在减压阀上的安装结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的一种减压阀用高强度复合膜片组件，即本发明的基本形式，它由橡胶复合层1、棉布层2、金属垫片3、橡胶O形圈4、压盖5、托盘6、螺母7等组成。利用金属垫片3做金属骨架内衬、高强度棉布层2做中心层、上下表面压制橡胶复合层1的结构制成高强度复合膜片，膜片内环利用金属垫片3的刚性结构通过橡胶O形圈7密封，密封可靠性得到增强。膜片组件的外沿通过阀体8、膜片支座9、压紧套筒10螺纹连接压紧膜片密封，设有密封齿，密封结构技术成熟，密封可靠性高。此设计充分利用了金属骨架金属垫片3的刚性、棉布层2的强度、橡胶复合层1的密封性及弹性，实现了敏感元件的最优化组合设计。

膜片组件由膜片、橡胶O形圈4、压盖5、托盘6、螺母7连接而成，通过在膜片与压盖5间设置橡胶O形圈4通过螺母7拧紧压缩胶圈，提高膜片组件内环的密封可靠性，密封可靠性高。通过复合结构设计可使膜片组件的强度、密封可靠性及压力感知能力得到明显提高。

上述方案的原理是：膜片组件在减压阀中用于感知出口压力变化，并与弹簧力进行比较后通过顶杆调整阀芯开度，实现调节减压阀出口压力目的。膜片组件在减压阀调节工作时要承受处于动态调节的出口压力作用，膜片组件在动态调节过程中应保持较高的强度及密封可靠性。膜片组件采用复合结构，通过在橡胶膜片中心层增加金属垫片及棉布，提高膜片的耐压强度，同时膜片内环利用金属垫片刚性结构通过橡胶O形圈密封，膜片内环的密封可靠性得到增强。

本发明结构创新性强，应用效果良好，除可应用于液体火箭发动机外，在卫星在轨执行系统、地面试验系统等系统用高压减压阀中均可推广使用。