[发明专利]开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门及方法

说明书

本发明涉及工程用超高压惯性开启阀门技术领域，公开的一种开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门及方法，该方法采用的阀门由阀体、阀芯、液压腔活塞组成，阀体外筒壁侧部设置有液压腔接口和气压腔接口，所述阀体内设置有高压气体腔、液压腔，且阀体上设置有阀体泄压孔，阀芯上设置有阀芯泄压孔、密封圈及缓冲垫片，阀体上设置有连接爆炸荷载发生器螺丝孔，阀体内设置有连接爆炸发生器的泄压通道，阀体的液压腔设置有活塞定位杆。本发明采用环向开口的形式，使爆炸荷载发生器产生的气体压力的方向与阀芯运动方向相互垂直，能够在很大的压力范围内正常使用。并且减小了阀的移动距离，提高了阀的响应速度和可靠性，其使用方便，维护成本低。

技术领域

本发明涉及工程用超高压惯性开启阀门技术领域，具体涉及爆炸荷载模拟发生器以给定压力和开口量快速泄压的一种开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门及方法。

背景技术

为了研究炸药爆炸的破坏效应，需要模拟有一定波形要求的爆炸荷载，爆炸荷载的波峰通常在几ms到几十ms，为了控制爆炸荷载波峰的长度，爆炸荷载发生器需要在精准的压力值对应的时间点快速开启泄压通道，大型爆炸荷载发生器的泄压通道一般口径在100mm左右，爆炸荷载波峰压力可达40MPa，用于打开泄压通道的惯性阀门需要在阀口压力达到某一设定开启压力值时开始开启，开启的最大开口量可根据实验要求事先在0~100%内设定，一旦压力低于事先设定的开启压力值，该阀门可以关闭泄压通道。市场上能够满足上述功能的主要为流量可调式压力溢流阀，成熟的溢流阀门在几个方面不能满足以上要求：

1.目前市场的用于控制流体压力的溢流阀一般通径较小，多为16mm通径以下。

2.现有溢流阀调节开口量较为麻烦需要通过螺纹来进行调节。

3.现有溢流阀的开启原理对于100mm口径的阀门由于开启时需要阀芯运动的行程较长，进而导致开启速度较慢，需要1-2秒完全开启，不能满足设备的功能使用要求。

爆炸荷载发生器对惯性泄压阀的要求与一般溢流阀的使用工况还有较大差别，爆炸荷载发生器泄压用惯性阀使用频率较低（可能几天开启一次），因此可以有较长的准备时间。用于爆炸荷载发生器的惯性阀平时处于常闭状态，试验时要求当阀口压力超过某一设定值时快速准确地开启，因此在结构上可与常规的溢流阀不同。由于爆炸荷载发生器内的超高压力仅仅保持几十毫秒的时间，因此泄压孔允许有微小泄漏量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门及方法。

在爆炸荷载发生器试验装置中，需要在阀口压力高于设定压力值时快速打开泄压通道，泄压通道的直径约为100mm左右，压力范围为0-40MPa。在公开的论文及相关资料中未见类似报道，为此设计了一套可在设定压力时开启到指定的开口量的大口径高速惯性泄压阀。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门，该泄压阀门由阀体2、阀芯5、液压腔活塞10组成，阀体外筒壁2侧部设置有液压腔接口1和气压腔接口13，所述阀体2内设置有高压气体腔10、液压腔12，且阀体2上设置有阀体泄压孔6，阀芯5上设置有阀芯泄压孔7、密封圈4及缓冲垫片3，阀体2上设置有连接爆炸荷载发生器螺丝孔8，阀体2内设置有连接爆炸发生器的泄压通道9，阀体2的液压腔设置有活塞定位杆11。

一种开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门，所述泄压通道9为80mm-200mm直径的通道。

一种开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门，所述阀体2和阀芯5环向上的四排方形孔位为泄压阀口，泄压阀口的截面尺寸比泄压通道13的截面尺寸大10%。

一种开启压力及开口量可调的大口径高速惯性泄压阀门，所述阀体和阀芯的泄压阀口为环向2至5排开口。