[发明专利]用于水击压力产生的快关阀门

说明书

技术领域

本发明属于液体火箭发动机试验测量技术领域，具体涉及一种用于水击压力产生的快关阀门。

背景技术

液体火箭发动机水击压力参数是发动机在点火和关机瞬间，发动机入口阀门的瞬间开启和关闭导致推进剂的流速发生突然变化，从而引起推进剂供应管路介质压力急剧升高和降低，最大时超过额定入口压力值的十倍甚至几十倍。

水击压力测试数据是发动机结构、主阀、试验系统入口管路、试车架结构设计可靠性的主要参考依据。

要进行准确的水击压力测量，需要水击压力传感器的测量准确度和精度满足测量要求。目前在航天液体火箭发动机试验台上所使用的水击压力传感器主要采用稳态压力静态现场校准，而在实际应用中水击压力传感器主要受到瞬态冲击，且受现场试验环境的影响较大；直接使用静态校准系数进行动态数据处理分析不能真实反应水击压力传感器的动态特性，继而大大影响了水击压力测量数据的准确性。因此，建立一套水击压力传感器的现场动态校准系统是很有必要的。

水击压力传感器的现场动态校准系统通过将标准水击压力传感器和被校准水击压力传感器在相当条件下的动态测量数据进行比对，以实现被校水击压力传感器的精确校准。在对水击压力传感器进行动态精确校准时，需要一个稳定的水击压力发生源，以准确得到所需要的水击压力值。这就要求用于水击压力发生的阀门必须具有足够快的关闭速度，并且要求阀门能给阀杆提供足够的密封力，以保证在发生水击时阀门进出口之间的密封作用。

发明内容

基于以上背景，本发明提供了一种用于水击压力产生的快关阀门，该快关阀门的关闭速度≤5ms。

本发明的技术方案是：

用于水击压力产生的快关阀门，包括阀体、设置在阀体上端的驱动机构；所述阀体为截止阀结构，包括壳体和阀杆；所述驱动机构为气动结构；其特殊之处在于：还包括脆性断裂组件；所述脆性断裂组件包括从上至下依次套装在阀杆上的传力环、脆性片、支撑筒；其中，传力环固定安装在阀杆上，支撑筒固定安装在壳体上方，传力环固定于支撑筒的上端面；所述脆性片为带有缺口的圆形片，所述缺口便于将脆性片穿过阀杆并固定在支撑筒上；所述脆性片的端面上刻有断裂槽；所述传力环随着阀杆下移时作用于脆性片，使脆性片发生脆性断裂；所述支撑筒用于脆性片的支撑固定。

基于以上基本技术方案，本发明还作出如下优化：

上述断裂槽为V形槽，且V形槽的槽底部位厚度为0.3mm～0.8mm，以适用于不同关阀速度的要求，并能保证材料的脆性断裂效果，使快关阀门可控性较好。

上述槽底部位厚度为0.4mm时，快关阀门的关闭速度和可控性能最佳，此时关闭速度可达2.2ms。

上述驱动机构包括底座，底座中心部位设置有排气孔，便于驱动机构的活塞下部空气在活塞向下运动时快速排出，减小运动阻尼。

上述支撑筒的内圈设置有花键，且花键与阀体的填料函密封组件的花螺母卡槽相适配，防止支撑筒转动。

上述支撑筒的上端面设有与所述脆性片相适配的凹槽，便于脆性片的定位安装。

上述脆性片的材料为锡青铜、锻铝合金或铸铁。

上述快关阀门的工作压力为1Mpa～16Mpa，快关阀门的口径DN≤50mm。

上述驱动机构和阀体之间设置有撑力架。

上述快关阀门还包括护套，该护套用于保护阀体和脆性断裂组件。

本发明的优点是：

1、关闭速度快

本发明的阀门基本结构采用截止阀型式，采用脆性片断裂的方法使活塞、阀杆、阀门头组成的运动机构获得较大的初始加速度，进而快速向下运动，从而大大提高关阀速度，阀门从全开到全关的时间≤5ms，关阀速度最快可达2.2ms；

2、关阀速度可控，能适应快关阀不同关闭速度的要求

本发明通过调节驱动机构的驱动气压并选择具有相应规格断裂槽的脆性片，可获得不同的关阀速度，进而产生不同的水击压力值。

3、本发明在驱动气压为1Mpa～16Mpa的特定工作环境下，可实现大口径阀门(DN≤50mm)快速关闭。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图中，1-驱动腔；2-阀杆；3-底座；4-传力环；5-撑力架；6-脆性片；7-阀门头；8-出口法兰；9-阀门座；10-进口法兰；11-壳体；12-填料函；13-密封副；14-支撑筒；15-护套；16-复位弹簧；17-活塞；18-控制气口；

图2.1是本发明的脆性片的结构示意图；图中，61-U形缺口；