[发明专利]一种差动式双阀芯阀门结构

说明书

本发明涉及一种差动式双阀芯阀门结构，可适用于高压条件下工作的液体火箭发动机或可重复使用的低温液体火箭发动机。本发明的目的是解决现有对高压条件下工作的液体火箭发动机或可重复使用的低温液体火箭发动机不能在低出口压力下自动关闭且不满足高压密封性要求，不具备密封冗余功能的技术问题。采用阶梯轴式阀芯结构，用于实现出口压力低于入口压力时的关闭功能；在第一阀芯内设置第二阀芯，大阀芯上设置有节流孔，可限制气体流量，大阀芯、小阀芯的密封各自独立，实现高压冗余密封。可解决现有发动机中阀门本身不具有控制吹除气体的流量，不适应发动机高压条件下在出口压力低于入口压力下可自动关闭以及不满足高压冗余密封要求等技术难题。

技术领域

本发明涉及一种阀门结构，具体涉及一种差动式双阀芯阀门结构，可适用于高压条件下工作的液体火箭发动机或可重复使用的低温液体火箭发动机。

背景技术

液体火箭发动机特别是可重复使用的低温液体火箭发动机，根据使用场景的不同，需要采用多种形式的阀门结构对其内腔进行吹除，并对其吹除气体的流量进行控制，吹除时特别需要在阀门出口压力到达一定值时可自动关闭、且密封性好的阀门。

目前广泛采用的结构形式为单阀芯、直动式单向阀结构形式，主要包括壳体，设置于壳体内的阀芯、弹簧、弹簧座、固定螺母等，这种结构必须在出口压力高于入口压力时才能关闭，且存在着高压下出口的液体介质泄漏至入口的可能；此外，现有阀门本身不具备控制吹除气体流量的功能，且吹除流量会受到出口压力变化的影响。这种结构对高压条件下工作的液体火箭发动机或可重复使用的低温液体火箭发动机而言，不仅不具备在低出口压力下自动关闭功能，且难以适应高压密封性要求，不具备密封冗余功能，一旦密封出现故障，则会影响发动机继续工作。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术对于高压条件下工作的液体火箭发动机或可重复使用的低温液体火箭发动机，不能在低出口压力下自动关闭且不满足高压密封性要求，不具备密封冗余功能，一旦密封出现故障，则会影响发动机继续工作的技术问题，提供一种差动式双阀芯阀门结构。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

一种差动式双阀芯阀门结构，其特殊之处在于：包括入口壳体、出口壳体、第一阀芯、第一弹簧和小阀芯单元；

所述入口壳体的一端设有进气口，入口壳体的另一端通过螺纹连接出口壳体的一端，出口壳体的另一端设有气液出口；

所述入口壳体和出口壳体内设置有所述第一阀芯，第一阀芯采用阶梯轴式圆柱结构，阶梯轴式圆柱结构靠近入口壳体进气口的一端为小端、靠近出口壳体的气液出口一端为大端，第一阀芯内设有盲腔A，盲腔A开口端位于第一阀芯的大端一侧，所述小阀芯单元设置于盲腔A内；所述入口壳体内进气口处壳壁与第一阀芯小端端面相配合形成第一密封面D；所述第一弹簧设置于第一阀芯的阶梯面与入口壳体内部设置的凸台之间，并套设于第一阀芯上；

所述小阀芯单元包括同轴设置的第二阀芯、弹簧座、第二弹簧和支座；所述第二阀芯内设有盲腔B，所述弹簧座设置于盲腔B内，所述弹簧座和支座的相对面上均设置有导向柱；所述第二弹簧套设于第二阀芯和支座的导向柱上；所述支座与所述盲腔A开口端的腔壁螺纹连接；位于盲腔A内部的第二阀芯端面与盲腔A的腔壁相配合形成第二密封面E；

所述第一阀芯侧壁上设有与所述盲腔A连通的节流孔a、所述第二阀芯上设有过流孔b、所述弹簧座及其导向柱上设有同时与过流孔b和第二阀芯盲腔B连通的过流孔c、所述支座及其导向柱上设有同时与第二阀芯的盲腔B和所述气液出口连通的过流孔d。

进一步地，所述第一阀芯的小端侧壁与入口壳体内壁之间设置有第一密封圈，大端侧壁与入口壳体内壁之间设置有第二密封圈，第一阀芯、第一密封圈、第二密封圈和入口壳体四者共同围成环腔C；所述第一弹簧位于环腔C内；

所述入口壳体上设置有排气孔e，排气孔e位于第一密封圈和第二密封圈之间的入口壳体壳壁上；入口壳体外壁上排气孔e位置处套设有防尘套。