專利名稱：一種y型通道的高溫低流阻選擇閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Y型通道的高溫低流阻選擇閥，特別是航天氣路系統(tǒng)的多路選擇場合，屬于工業(yè)閥門技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
航天氣路系統(tǒng)是為航天器上其它系統(tǒng)提供氧氣、氮?dú)?、空氣等補(bǔ)給的管路系統(tǒng)，包含各種電磁閥和手動(dòng)閥。目前，選擇閥較多應(yīng)用球閥，其密封性能好、工作可靠。但傳統(tǒng)球閥流道一方面多采用直角流道，容易出現(xiàn)閥腔內(nèi)流域死區(qū)，使其流阻較大。另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)球閥在較高溫度長時(shí)間工作時(shí)，導(dǎo)致其密封性能下降。使其不能滿足航天氣路系統(tǒng)壽命要求。中國專利公開號(hào)CN1904428A，
公開日期2007年I月31日，名稱為“多位多通旋塞閥”，采用中空式旋塞結(jié)構(gòu)，通過閥芯出口與閥體上的出口的數(shù)量和位置的不同組合，實(shí)現(xiàn)多種形式的多位多通。旋塞與閥體以錐度配合構(gòu)成密封，通過O型密封圈的壓縮變形來提供錐面密封力，并且自動(dòng)補(bǔ)償錐面磨損。這種多位多通旋塞閥具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)方便、操作容易等優(yōu)點(diǎn)，但是錐度配合的密封程度與啟閉操作的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩有直接關(guān)系，為了提高密封性能，就需要加大旋塞相對(duì)于閥體的鎖緊力，必然增加閥門啟閉操作的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，會(huì)造成密封面過度磨損而產(chǎn)生泄漏，同時(shí)密封面的磨損也會(huì)產(chǎn)生多余物，不滿足航天氣路系統(tǒng)潔凈度要求。國防研究需要一種生命周期覆蓋地面、發(fā)射、在軌、返回階段等多種力學(xué)環(huán)境，不僅需要質(zhì)積比小、溫度范圍寬、操作扭矩小、工作壽命長，而且能適應(yīng)空間環(huán)境、符合人機(jī)工效和潔凈度等多指標(biāo)的閥門，上述兩種結(jié)構(gòu)無法滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種Y型通道的高溫低流阻選擇閥，該選擇閥可以實(shí)現(xiàn)航天氣路系統(tǒng)的多路選擇功能，且結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)積比小、密封性能好、工作力矩小、使用壽命長。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種Y型通道的高溫低流阻選擇閥，該選擇閥包括小碟簧、金屬墊片、填料A、閥體、擋圈、閥座、防摩墊片、填料B、閥桿、閥芯、大碟簧、進(jìn)出口接頭、壓緊螺母、O型密封圈A、O型密封圈B、螺釘和平墊片；閥桿處PTFE填料A由兩件三角形截面的PTFE材料密封件沿斜面方向貼合上下疊加而成，通過小碟簧提供的軸向力使閥桿處PTFE填料A產(chǎn)生徑向變形，從而實(shí)現(xiàn)密封要求；閥體有三個(gè)均勻分布的法蘭接口整體呈Y型布置，三個(gè)法蘭接口的軸線處于一個(gè)平面上；在三個(gè)法蘭接口平面上均開有燕尾槽，三個(gè)法蘭接口的中心位置均開有連通孔，且三個(gè)連通孔互相連通；閥體中心位置開有圓柱形通孔；[0011]閥座有三個(gè)，每個(gè)閥座的主體均為一空心圓柱，在空心圓柱的外表面周向有凹槽，空心圓柱的內(nèi)表面為一球面，在球面中心平行于法線方向開有燕尾槽；閥桿為一上端直徑小下端直徑大的圓柱形長桿，直徑大的一端為一半球形被切除兩側(cè)的凸臺(tái)；閥芯為一球體,球體中心開有一圓弧形通道；在該通道法線方向上有一弧形槽；進(jìn)出口接頭為三個(gè)，進(jìn)出口接頭與閥體的法蘭接口進(jìn)行連接；閥桿的上端與閥體的通孔相配合，且之間有填料A和金屬墊片；在閥桿的凸臺(tái)與閥體之間有防摩墊片；壓緊螺母與閥桿的上端采用螺紋連接；金屬墊片與壓緊螺母之間裝有小碟簧；閥芯裝入閥體的連通孔內(nèi)；閥芯的弧形槽與閥桿下端的凸臺(tái)相配合，且留有浮動(dòng)空間；閥座裝入閥體的連通孔內(nèi)，閥座的球面與閥芯的外表面接觸；閥座的凹槽與閥體的連通孔之間裝有兩個(gè)擋圈和O型密封圈A ;閥座的燕尾槽與閥芯的外表面之間裝有填料B ；進(jìn)出口接頭與閥體的法蘭接口采用螺釘和平墊片固定連接，并用O型密封圈B進(jìn)行密封；進(jìn)出口接頭與閥座之間裝有兩個(gè)并聯(lián)安裝的大碟簧。上述的填料A和填料B均采用PTFE材料；O型密封圈A和O型密封圈B均采用硅橡膠，能適應(yīng)高低溫變化，耐老化，符合長壽命、衛(wèi)生學(xué)使用要求；該選擇閥為兩位三通結(jié)構(gòu)；該選擇閥的流道設(shè)計(jì)為“Y形”形式。將傳統(tǒng)球閥流道的直角段改進(jìn)為圓弧過渡段，充分降低流域內(nèi)的死區(qū)范圍，降低壓力損失，減少流阻。該選擇閥的介質(zhì)為高溫流體，該閥體、閥芯、閥座等關(guān)鍵零部件選用熱膨脹系數(shù)較低的材料，例如鈦合金；各個(gè)密封副材料選取熱膨脹系數(shù)差值小的材料；防摩墊片采用聚酰亞胺材料，接觸面加工為圓弧面，有效降低了運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦阻力，減小了選擇閥的操作力矩。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)選擇閥采用球面密封結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)球閥的基礎(chǔ)上，將選擇閥的流道改進(jìn)成為Y形形式；實(shí)現(xiàn)流域范圍內(nèi)無死區(qū)，降低整體壓降，獲得較小的流阻；(2)選擇閥的各個(gè)關(guān)鍵零部件選用熱膨脹系數(shù)較低的材料，各個(gè)密封副之間選取熱膨脹系數(shù)差值較小的材料；使得選擇閥在高溫狀態(tài)下工作時(shí)，確保密封副之間間隙始終保持在合理的數(shù)值之內(nèi)；(3)選擇閥的球面密封和閥桿處的密封均采用彈性元件提供密封力和彈性補(bǔ)償，為選擇閥的密封性能做補(bǔ)充和備用，提高選擇閥的密封性能和工作可靠性。

圖1為本發(fā)明的選擇閥的俯視圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為閥桿的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-小碟簧，2-金屬墊片，3-填料A，5_閥體，6-擋圈，7-閥座，8-防摩墊片，9-填料B，10-閥桿，11-閥芯，12-大碟簧，13-進(jìn)出口接頭，14-壓緊螺母，15- O型密封圈A，16- O型密封圈B，17-螺釘，18-平墊片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一種Y型通道的高溫低流阻選擇閥，如圖1和圖2所示，該選擇閥包括小碟簧1、金屬墊片2、填料A3、閥體5、擋圈6、閥座7、防摩墊片8、填料B9、閥桿10、閥芯11、大碟簧12、進(jìn)出口接頭13、壓緊螺母14、0型密封圈A15、0型密封圈B16、螺釘17和平墊片18 ;金屬墊片2為招合金塾片；填料A3由兩件三角形截面的PTFE材料密封件沿斜面方向貼合上下疊加而成，通過小碟簧I提供的軸向力使填料A3產(chǎn)生徑向變形，從而實(shí)現(xiàn)密封要求；閥體5有三個(gè)均勻分布的法蘭接口整體呈Y型布置，三個(gè)法蘭接口的軸線處于一個(gè)平面上；在三個(gè)法蘭接口平面上均開有燕尾槽，三個(gè)法蘭接口的中心位置均開有連通孔，且三個(gè)連通孔互相連通；閥體5中心位置開有圓柱形通孔；閥座7有三個(gè)，每個(gè)閥座7的主體均為一空心圓柱，在空心圓柱的外表面周向有凹槽，空心圓柱的內(nèi)表面為一球面，在球面中心平行于法線方向開有燕尾槽；閥桿10為一上端直徑小下端直徑大的圓柱形長桿,直徑大的一端為一半球形被切除兩側(cè)的凸臺(tái)；如圖3所示；閥芯11為一球體，球體中心開有一圓弧形通道；在該通道法線方向上有一弧形槽；進(jìn)出口接頭13為三個(gè)，進(jìn)出口接頭13與閥體5的法蘭接口進(jìn)行連接；閥桿10的上端與閥體5的通孔相配合，且之間有填料A3和金屬墊片2 ;在閥桿10的凸臺(tái)與閥體5之間有防摩墊片8 ;壓緊螺母14與閥桿10的上端采用螺紋連接；金屬墊片2與壓緊螺母14之間裝有小碟簧I ;閥芯11裝入閥體5的連通孔內(nèi)；閥芯11的弧形槽與閥桿10下端的凸臺(tái)相配合，且留有浮動(dòng)空間；閥座7裝入閥體5的連通孔內(nèi)，閥座7的球面與閥芯11的外表面接觸；閥座7的凹槽與閥體5的連通孔之間裝有兩個(gè)擋圈6和O型密封圈A15 ;閥座7的燕尾槽與閥芯11的外表面之間裝有填料B9 ；進(jìn)出口接頭13與閥體5的法蘭接口采用螺釘17和平墊片18固定連接，并用O型密封圈B16進(jìn)行密封；進(jìn)出口接頭13與閥座7之間裝有兩個(gè)并聯(lián)安裝的大碟簧12。上述的填料A3、填料B9和擋圈6均采用PTFE材料；O型密封圈A15和O型密封圈B16均采用硅橡膠，能適應(yīng)高低溫變化，耐老化，符合長壽命、衛(wèi)生學(xué)使用要求；閥體5、閥座7、螺釘17和閥芯11均采用鈦合金；閥桿10、平墊片18和壓緊螺母14均采用不銹鋼；防摩墊片8采用聚酰亞胺材料。本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種Y型通道的高溫低流阻選擇閥，其特征在于:該選擇閥包括小碟簧(I)、金屬墊片(2)、填料A (3)、閥體(5)、擋圈(6)、閥座(7)、防摩墊片(8)、填料B (9)、閥桿(10)、閥芯(11)、大碟簧(12)、進(jìn)出口接頭(13)、壓緊螺母(14)、0型密封圈4(15)、0型密封圈8(16)、螺釘(17)和平墊片(18)； 填料A (3)由兩件三角形截面的PTFE材料密封件沿斜面方向貼合上下疊加而成，通過小碟簧(I)提供的軸向力使填料A (3 )產(chǎn)生徑向變形，實(shí)現(xiàn)密封要求； 閥體(5)有三個(gè)均勻分布的法蘭接口整體呈Y型布置，三個(gè)法蘭接口的軸線處于一個(gè)平面上；在三個(gè)法蘭接口平面上均開有燕尾槽，三個(gè)法蘭接口的中心位置均開有連通孔，且三個(gè)連通孔互相連通；閥體(5)中心位置開有圓柱形通孔； 閥座(7)有三個(gè)，每個(gè)閥座(7)的主體均為一空心圓柱，在空心圓柱的外表面周向有凹槽，空心圓柱的內(nèi)表面為一球面，在球面中心平行于法線方向開有燕尾槽； 閥桿(10)為一上端直徑小下端直徑大的圓柱形長桿，直徑大的一端為一半球形被切除兩側(cè)的凸臺(tái)；閥芯(11)為一球體，球體中心開有一圓弧形通道；在該通道法線方向上有一弧形槽；進(jìn)出口接頭(13)為三個(gè)，進(jìn)出口接頭(13)與閥體(5)的法蘭接口進(jìn)行連接；閥桿(10)的上端與閥體(5)的通孔相配合，閥桿(10)與閥體(5)之間有填料A (3)和金屬墊片(2)；在閥桿(10)的凸臺(tái)與閥體(5)之間有防摩墊片(8);壓緊螺母(14)與閥桿(10)的上端采用螺紋連接；金屬墊片(2)與壓緊螺母(14)之間裝有小碟簧(I)； 閥芯(11)裝入閥體(5)的連通孔內(nèi)；閥芯(11)的弧形槽與閥桿(10)下端的凸臺(tái)相配合，且留有浮動(dòng)空間； 閥座(7)裝入閥體(5)的連通孔內(nèi)，閥座(7)的球面與閥芯(11)的外表面接觸；閥座(7)的凹槽與閥體(5)的連通孔之間裝有兩個(gè)擋圈(6)和O型密封圈A (15);閥座(7)的燕尾槽與閥芯(11)的外表面之間裝有填料B (9)； 進(jìn)出口接頭(13)與閥體(5)的法蘭接口采用螺釘(17)和平墊片(18)固定連接，并用O型 密封圈B (16)進(jìn)行密封；進(jìn)出口接頭(13)與閥座(7)之間裝有兩個(gè)并聯(lián)安裝的大碟簧(12)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種Y型通道的高溫低流阻選擇閥，特別是航天氣路系統(tǒng)的多路選擇場合，屬于工業(yè)閥門技術(shù)領(lǐng)域。該選擇閥包括小碟簧、金屬墊片、填料、閥體、擋圈、閥座、防摩墊片、閥桿、閥芯、大碟簧、進(jìn)出口接頭、壓緊螺母、O型密封圈、螺釘和平墊片；選擇閥采用球面密封結(jié)構(gòu)，將選擇閥的流道改進(jìn)成為Y形形式；降低整體壓降，獲得較小的流阻；選擇閥的各個(gè)關(guān)鍵零部件選用熱膨脹系數(shù)較低的材料；使得選擇閥在高溫狀態(tài)下工作時(shí)，確保密封副之間間隙始終保持在合理的數(shù)值之內(nèi)；選擇閥的球面密封和閥桿處的密封均采用彈性元件提供密封力和彈性補(bǔ)償，為選擇閥的密封性能做補(bǔ)充和備用，提高選擇閥的密封性能和工作可靠性。
文檔編號(hào)F16K41/02GK203082275SQ20132000484
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者謝文, 杜國飛, 李咚咚, 趙健, 劉凈瑜, 鄒丹 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星制造廠