[发明专利]一种大口径快速启闭阀

说明书

本发明涉及一种大口径快速启闭阀，包括阀体、导向杆、直线导轨、阀座、阀芯、整流罩、导向筒、用于推动导向杆向前移动的驱动装置、用于推动导向杆向后移动的弹簧和用于抱紧导向杆的夹紧装置，阀体包括内阀体和外阀体，直线导轨安装在阀体中，阀芯由水平设置的直线导轨支撑；阀座上同轴安装有轴承，导向杆的一端伸进导向筒中，导向杆的另一端与轴承滑动连接，阀芯与导向杆固接，驱动装置的活塞杆与导向筒同轴，活塞杆的自由端装在或者不装在导向筒中，弹簧设于导向筒中并套装在导向杆上，夹紧装置为压电晶体材料。本发明采用轴流式直通结构，阀门关闭由常规机构完成，开启由弹簧完成，传动装置在阀门开启过程中不动作，能够毫秒级地开启。

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种大口径快速启闭阀。

背景技术

在航空航天试验系统上，试验时需要快速排放管道内压力，要求排放时间为毫秒级(一般为10ms以内)，目前的处理方式为安装爆破片。安装爆破片每次试验后，爆破片损坏需要重新更换安装，流程比较繁琐影响试验的时间进度，材料浪费较大，而采用一般启闭型的阀门很难解决其毫秒级的开启问题，因为实现阀门启动的内置传动装置由气缸或油缸直接驱动，而为了避免油缸/气缸快速启闭造成的冲击损伤，该类传动装置一般要求带缓冲结构，而缓冲结构的缓冲时间一般大于或者等于1S。

同时，管道口径大，对应阀门口径大，阀门的整体重量大，快开时的动能大，冲击大，阀门易损坏；口径大，快开时的流场变化大，阀门稳定性差；口径大，阀门启闭过程中的部件质量重，阀门管道压力低，靠管道内压力推动运动部件运动困难。

此外，传动装置中活塞运动过程中的轴向密封在快速启闭过程中摩擦太大，不能满足开启时间小于10ms的要求。并且，开启时间小于10ms,带有轴向密封的密封结构不能实现，因为轴向密封结构采用的是软密封材料，软密封材料不能承受快速摩擦。

压电晶体是一种具有压电效应的功能性材料。当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，使带电质点发生相对位移，从而在晶体表面上产生大小相等符号相反的电荷；当外力去掉后，又恢复到不带电状态。晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。这种现象叫压电效应。反之，如对晶体施加电场，晶体将在一定方向上产生机械变形；当外加电场撤去后，该变形也随之消失。这种现象称为逆压电效应，也称作电致伸缩效应。

发明内容

本发明旨在提供大口径快速启闭阀，能够毫秒级地开启。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种阀芯驱动结构，采用轴流式直通结构，减小快开式流场变化影响，增加阀门启闭稳定性；并将阀门开启和关闭过程分解，其中关闭由常规机构完成，开启由特殊结构完成。本发明中的“前”是指介质的流入方向，反之为后。具体包括阀体、导向杆、直线导轨、阀座、阀芯、整流罩、导向筒、用于推动导向杆向前移动的驱动装置、用于推动导向杆向后移动的弹簧和用于抱紧导向杆的夹紧装置，所述阀体包括内阀体和外阀体，所述内阀体与外阀体间形成介质流道，所述整流罩安装在内阀体前端的端部，所述阀座安装在外阀体上，阀座位于外阀体的后端；所述导向筒和驱动装置安装在内阀体中；

所述直线导轨安装在阀体中，所述阀芯由水平设置的直线导轨支撑，阀芯与直线导轨滑动配合；所述导向杆水平设置，阀座上同轴安装有轴承，导向杆的一端伸进导向筒中，导向杆的另一端与轴承滑动连接，所述阀芯与导向杆固接，所述阀芯与阀座间有密封结构，阀芯与内阀体间有密封结构；所述驱动装置的活塞杆与导向筒同轴，所述活塞杆的自由端装在或者不装在导向筒中，所述弹簧设于导向筒中并套装在导向杆上。

进一步的，所述夹紧装置与导向筒固接。

进一步的，所述夹紧装置为压电晶体材料。

进一步的，阀芯与内阀体间的密封结构为端面密封结构。

其中，阀芯与内阀体间的密封结构包括设于阀芯前端的密封圈和设于内阀体上的密封面。