一種變面積活塞裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種變面積活塞裝置，包括筒體、上蓋、液腔活塞組件以及氣腔活塞組件，筒體與上蓋固定連接；液腔活塞組件包括液腔活塞座以及限位筒，液腔活塞座與筒體的內(nèi)壁密封接觸，限位筒固定在液腔活塞座上，筒體的入口處設(shè)置有高壓工質(zhì)接頭；氣腔活塞組件包括活塞桿以及固定在活塞桿上的氣腔活塞座，氣腔活塞座與上蓋的內(nèi)壁密封接觸，上蓋上設(shè)置有控制氣接頭，控制氣接頭與氣腔連通，限位筒與氣腔活塞座接觸，活塞桿的一端固定在液腔活塞座上，活塞桿的另一端伸出上蓋外；氣腔活塞座的面積小于液腔活塞座的面積。本實(shí)用新型解決缺少一種滿足工質(zhì)供應(yīng)裝置要求的裝置，本實(shí)用新型的變面積活塞裝置能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工質(zhì)供應(yīng)。
【專利說(shuō)明】一種變面積活塞裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型提供一種變面積活塞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)具備多次起動(dòng)能力，需要研制一種可貯存、低成本、高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0003]現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)供給裝置既要完成快速、多次起動(dòng)，又要為發(fā)動(dòng)機(jī)工作提供穩(wěn)定的工質(zhì)，還能夠?yàn)橐簤核欧b置等系統(tǒng)提供高壓工質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種滿足上述要求的工質(zhì)供應(yīng)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種變面積活塞裝置。
[0005]本實(shí)用新型采取的技術(shù)解決方案是:
[0006]一種變面積活塞裝置，其特殊之處在于:包括筒體1、上蓋2、液腔活塞組件3以及氣腔活塞組件4，所述筒體I與上蓋固定連接；
[0007]所述液腔活塞組件3包括液腔活塞座31以及限位筒32，所述液腔活塞座31與筒體I的內(nèi)壁密封接觸，所述液腔活塞座31將筒體I的內(nèi)腔分為液腔101和第一空腔103，所述限位筒32固定在液腔活塞座31上，所述筒體I的入口處設(shè)置有高壓工質(zhì)接頭18，所述高壓工質(zhì)接頭與液腔連通；
[0008]所述氣腔活塞組件4包括活塞桿41以及固定在活塞桿41上的氣腔活塞座42，所述氣腔活塞座42與上蓋I的內(nèi)壁密封接觸，所述上蓋上設(shè)置有控制氣接頭23，所述氣腔活塞座將上蓋內(nèi)腔分為氣腔102和第二空腔，所述第一氣腔與第二空腔連通，所述控制氣接頭與氣腔連通，所述限位筒與氣腔活塞座42接觸，所述活塞桿的一端固定在液腔活塞座上，所述活塞桿的另一端伸出上蓋外；所述上蓋與筒體的連接處設(shè)置有限位座；
[0009]所述氣腔活塞座42的面積小于液腔活塞座31的面積，所述液腔活塞座31能夠在壓力作用下沿筒體I軸向移動(dòng)，所述氣腔活塞座42能夠在壓力作用下沿上蓋2軸向移動(dòng)。
[0010]上述液腔活塞組件與氣腔活塞組件的面積比為2.69。
[0011]上述活塞桿的一端通過(guò)螺母5固定在液腔活塞座上。
[0012]上述液腔活塞座與筒體內(nèi)壁之間通過(guò)異截面型狀的橡膠密封圈17。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0014]1、本實(shí)用新型無(wú)需外加電信號(hào)和動(dòng)作氣源，通過(guò)兩個(gè)活塞面積的不同，靠供給裝置自身即能實(shí)現(xiàn)發(fā)生器的可靠開(kāi)啟，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)快速、多次起動(dòng)。
[0015]2、本實(shí)用新型將液腔活塞座與氣腔活塞座的面積比設(shè)計(jì)為2.69，利用與之相連的高壓氣瓶中的蓄壓氣體為工質(zhì)增壓，為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工質(zhì)供應(yīng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0016]圖1是本實(shí)用新型變面積活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為換向閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為圖2的B處放大圖，閥芯閥座球面密封結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為閥芯上的十字形支撐架示意圖；
[0021]圖6為圖2的A處放大圖，即異截面型狀的橡膠密封圈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7是閥芯與頂桿“H”型定向接觸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示變面積活塞的結(jié)構(gòu)示意圖，包括筒體1、上蓋2、液腔活塞組件3以及氣腔活塞組件4，筒體I與上蓋固定連接；液腔活塞組件3包括液腔活塞座31以及限位筒32，液腔活塞座31與筒體I的內(nèi)壁密封接觸，液腔活塞座31將筒體I的內(nèi)腔分為液腔101和第一空腔103，限位筒32固定在液腔活塞座31上，筒體I的入口處設(shè)置有高壓工質(zhì)接頭18，所述高壓工質(zhì)接頭與液腔連通；
[0024]氣腔活塞組件4包括活塞桿41以及固定在活塞桿41上的氣腔活塞座42，氣腔活塞座42與上蓋I的內(nèi)壁密封接觸，上蓋上設(shè)置有控制氣接頭23，氣腔活塞座將上蓋內(nèi)腔分為氣腔102和第二空腔，第一氣腔與第二空腔連通，控制氣接頭與氣腔連通，限位筒與氣腔活塞座42接觸，活塞桿的一端固定在液腔活塞座上，活塞桿的另一端伸出上蓋外；所述上蓋與筒體的連接處設(shè)置有限位座；
[0025]氣腔活塞座42的面積小于液腔活塞座31的面積，液腔活塞座31能夠在壓力作用下沿筒體I軸向移動(dòng)，所述氣腔活塞座42能夠在壓力作用下沿上蓋2軸向移動(dòng)。
[0026]實(shí)施例:
[0027]—種靠機(jī)械作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充填的供給裝置，該供給裝置由變面積活塞裝置、支座
6、螺桿7、主彈簧8和彈簧座9、調(diào)整環(huán)10、連接筒11、頂桿12、閥芯13、閥頭14、閥座15、閥體16、橡膠O形圈17等主要零部件組成，該供給裝置無(wú)需外加電信號(hào)和動(dòng)作氣源，即能實(shí)現(xiàn)換向閥的可靠打開(kāi)或關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)擠壓式快速、多次起動(dòng)。
[0028]液腔活塞組件3包括液腔活塞座31以及限位筒32，液腔活塞座31與筒體I)內(nèi)壁密封接觸，液腔活塞座31將筒體I的內(nèi)腔分為液腔101和第一空腔103，限位筒32固定在液腔活塞座31上，筒體I的入口處設(shè)置有高壓工質(zhì)接頭18，所述高壓工質(zhì)接頭高壓工質(zhì)接頭與液腔連通；
[0029]氣腔活塞組件4包括活塞桿41以及固定在活塞桿41上的氣腔活塞座42，氣腔活塞座42與上蓋I的內(nèi)壁密封接觸，上蓋上設(shè)置有控制氣接頭23，氣腔活塞座將上蓋內(nèi)腔分為氣腔102和第二空腔，第一氣腔與第二空腔連通?？刂茪饨宇^與氣腔連通，限位筒與氣腔活塞座42接觸，活塞桿的一端固定在液腔活塞座上，活塞桿的另一端伸出上蓋外；上蓋與筒體的連接處設(shè)置有限位座；氣腔活塞座42的面積小于液腔活塞座31的面積，液腔活塞座31和氣腔活塞座的在氣腔和液腔的壓力作用下沿筒體I或上蓋2軸向移動(dòng)；
[0030]一般將液腔活塞座與氣腔活塞座的面積比設(shè)計(jì)為2.69，實(shí)現(xiàn)了利用與之相連的高壓氣瓶中的蓄壓氣體為工質(zhì)增壓，為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工質(zhì)供應(yīng)。
[0031 ]自動(dòng)換向裝置包括連接筒11、頂桿組件及位于連接筒內(nèi)的用于將供給裝置液腔液位變化時(shí)的大行程轉(zhuǎn)換為換向閥動(dòng)作時(shí)所需的小行程的行程轉(zhuǎn)換裝置，連接筒11的一端與上蓋固定連接；頂桿組件包括導(dǎo)向筒22、固定在導(dǎo)向筒一端的調(diào)整環(huán)10，固定在導(dǎo)向筒另一端的頂桿12，導(dǎo)向筒22位于連接筒11內(nèi)，頂桿與連接筒密封接觸；行程轉(zhuǎn)換裝置包括支座6、螺桿7、王彈黃8、彈黃座9以及連接桿，彈黃座9固定在活塞桿上，連接桿的一端固定在活塞桿的端部，連接桿的另一端與支座固定連接，主彈簧8套裝在活塞桿上，主彈簧8的一端固定在彈黃座上，王彈黃8的另一端固定在支座6上,支座能夠驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向筒帶動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)；頂桿的自由端作用在換向閥上，通過(guò)換向閥打開(kāi)或關(guān)閉控制控制液供應(yīng)通道。
[0032]供給裝置液腔充填(排出)時(shí)其行程較大(大于40_)，而換向閥切換時(shí)的行程卻較小(不大于1_)，為保證兩者的協(xié)調(diào)工作，在兩者中間需設(shè)計(jì)行程轉(zhuǎn)換裝置。該裝置減小了結(jié)構(gòu)質(zhì)量，并保證了換向閥的響應(yīng)速度。
[0033]如圖3所示，換向閥包括閥體16、閥芯13、閥頭14、閥座15，閥體固定在上蓋的另一端，閥體上設(shè)置有控制液入口接頭、控制液出口接頭以及排放口，控制液出口接頭位于控制液入口接頭和排放口之間，閥芯13包括閥芯密封頭131和閥桿132，閥桿132的一端與閥芯密封頭固定連接，閥桿貫穿閥座，閥桿132的另一端與閥頭14固定連接，控制液入口接頭位于閥芯密封頭一端，排放口位于閥頭14 一端，閥桿與閥芯之間設(shè)置有控制液流道152，閥座15上設(shè)置有導(dǎo)流孔151，導(dǎo)流孔151連通控制液流道152與控制液出口接頭；頂桿的自由端作用在閥芯13上，驅(qū)動(dòng)閥芯密封頭131與閥座或閥頭14與閥座密封。
[0034]工作過(guò)程:
[0035]換向閥上端閥芯13處于打開(kāi)狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)，通過(guò)高壓工質(zhì)接頭向液腔充填高壓工質(zhì)，高壓工質(zhì)推動(dòng)液腔活塞組件3向下運(yùn)動(dòng)，液腔活塞組件3通過(guò)壓縮氣腔中氣體，氣腔活塞組件4通過(guò)連接桿與螺桿7緊固相連，氣腔活塞組件4的連接桿推動(dòng)彈簧座9帶動(dòng)主彈簧8推動(dòng)支座6向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支座6運(yùn)動(dòng)到頂桿12底端面時(shí)，主彈簧8開(kāi)始?jí)嚎s，液腔活塞組件3繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，頂桿12與閥芯13緊固接觸，當(dāng)主彈簧作用在頂桿12上的向下的力大于換向閥入口控制液作用在閥芯13上向上的力時(shí)，閥芯13向下運(yùn)動(dòng)，換向閥出、入口通道迅速關(guān)閉，出口與排放口打開(kāi)，從而切斷了充填裝置的控制液供應(yīng)通道，高壓工質(zhì)充填工作。上述過(guò)程中與控制氣相連的氣瓶中氣體受壓縮，壓力不斷增高，當(dāng)作用在氣腔活塞組件4上的作用力大于工質(zhì)作用在液腔活塞組件3上的力時(shí)，供給裝置充填完成。
[0036]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或其它系統(tǒng)工作時(shí)，氣瓶中高壓氣體推動(dòng)氣腔活塞組件4向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到如圖1所示位置時(shí)，螺桿7帶動(dòng)支座6壓縮主彈簧8帶動(dòng)彈簧座9推動(dòng)與頂桿12緊固相連的調(diào)整環(huán)10向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)主彈簧力大于換向閥入口控制液作用在閥芯13上向下的力時(shí)，閥芯13向上運(yùn)動(dòng)，換向閥出入口通道打開(kāi)，閥頭14關(guān)閉，充填裝置的高壓工質(zhì)供應(yīng)通道被打開(kāi)，充填裝置起動(dòng)。上述過(guò)程中與上蓋通過(guò)控制氣接頭23相連的氣瓶中氣體受膨脹，壓力不斷降低，當(dāng)作用在氣腔活塞組件4上的作用力小于于高壓工質(zhì)作用在液腔活塞3上的力時(shí)，供給裝置排放完成，液腔活塞組件3開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，高壓工質(zhì)開(kāi)始充填供給裝置，重復(fù)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
[0037]換向閥是自動(dòng)換向裝置的最終執(zhí)行元件。當(dāng)閥頭和閥座密封時(shí)，換向閥出入口打開(kāi)；當(dāng)閥芯和閥座密封時(shí)，換向閥出入口關(guān)閉，介質(zhì)從排放口排出。該換向閥設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):
[0038]a、行程短(0.6?1.05mm),響應(yīng)速度快；[0039]b、換向閥閥芯與自動(dòng)換向裝置頂桿采用“H”型定向連接形式。該連接方式將使閥芯裝配后能沿頂桿定位面上下、左右滑動(dòng)，解決了閥芯、閥座密封時(shí)對(duì)中性不好問(wèn)題，確保了密封性。
[0040]c、為防止在運(yùn)輸過(guò)程中閥芯微量竄動(dòng)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了主彈簧。
[0041]d、換向閥采用凹球面與錐面的密封形式，并通過(guò)配研兩表面以保證穩(wěn)定可靠的密封。
[0042]e、為保證換向閥閥芯運(yùn)動(dòng)的靈活性，在閥芯上設(shè)計(jì)了兩個(gè)“十”字形支撐架并在接觸面上噴涂潤(rùn)滑涂層，閥芯與閥座滑動(dòng)配合，保證了換向閥運(yùn)動(dòng)的靈活性及換位的準(zhǔn)確性。
[0043]如圖4所示，換向閥入口處密封采用閥座15凹球面與閥芯13錐面的密封結(jié)構(gòu)形式，裝配時(shí)通過(guò)研磨來(lái)保證穩(wěn)定可靠的密封。
[0044]如圖5所示，在換向閥閥芯13上設(shè)計(jì)兩個(gè)“十”字形支撐并在接觸面上噴涂固體潤(rùn)滑涂層，與閥座15滑動(dòng)配合，保證換向閥運(yùn)動(dòng)的靈活性及換位準(zhǔn)確性。
[0045]如圖6所示，采用異截面型狀的橡膠密封圈17，以實(shí)現(xiàn)大直徑活塞可靠動(dòng)密封。
[0046]如圖7所示，閥芯密封頭131包括“C”形連接座以及固定在“C”形連接座上的密封頭，“C”形連接座與頂桿的自由端接觸，形成”H”型定向接觸，密封頭與閥座密封接觸。換向閥閥芯13與自動(dòng)換向裝置頂桿12采用”H”型定向連接形勢(shì)，解決了閥芯、閥座的對(duì)中性問(wèn)題。
【權(quán)利要求】
1.一種變面積活塞裝置，其特征在于:包括筒體(I)、上蓋(2)、液腔活塞組件(3)以及氣腔活塞組件(4)，所述筒體(I)與上蓋固定連接； 所述液腔活塞組件(3)包括液腔活塞座(31)以及限位筒(32)，所述液腔活塞座(31)與筒體(I)的內(nèi)壁密封接觸，所述液腔活塞座(31)將筒體(I)的內(nèi)腔分為液腔(101)和第一空腔(103 )，所述限位筒(32 )固定在液腔活塞座(31)上，所述筒體(I)的入口處設(shè)置有高壓工質(zhì)接頭(18)，所述高壓工質(zhì)接頭與液腔連通； 所述氣腔活塞組件(4)包括活塞桿(41)以及固定在活塞桿(41)上的氣腔活塞座(42)，所述氣腔活塞座(42)與上蓋(I)的內(nèi)壁密封接觸，所述上蓋上設(shè)置有控制氣接頭(23)，所述氣腔活塞座將上蓋內(nèi)腔分為氣腔(102)和第二空腔，所述第一氣腔與第二空腔連通，所述控制氣接頭與氣腔連通，所述限位筒與氣腔活塞座(42)接觸，所述活塞桿的一端固定在液腔活塞座上，所述活塞桿的另一端伸出上蓋外； 所述氣腔活塞座(42)的面積小于液腔活塞座(31)的面積，所述液腔活塞座(31)能夠在壓力作用下沿筒體(I)軸向移動(dòng)，所述氣腔活塞座(42 )能夠在壓力作用下沿上蓋(2 )軸向移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變面積活塞裝置，其特征在于:所述液腔活塞組件與氣腔活塞組件的面積比為2.69。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變面積活塞裝置，其特征在于:所述活塞桿的一端通過(guò)螺母(5)固定在液腔活塞座上。
4.據(jù)權(quán)利要求所述3的變面積活塞裝置，其特征在于:所述液腔活塞座與筒體內(nèi)壁之間通過(guò)異截面型狀的橡膠密封圈(17)。
【文檔編號(hào)】F15B15/17GK203685760SQ201320868900
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】袁洪濱, 李海, 趙文華, 王運(yùn)卯, 張金容, 吳曉東, 黃清偉, 譚屏, 胡攀 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第六研究院第十一研究所