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一種高壓氣體安全閥.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510320606.8

申請日:

2015.06.11

公開號:

CN105020445A

公開日:

2015.11.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16K 17/06申請日:20150611|||公開
IPC分類號: F16K17/06; F16K17/164 主分類號: F16K17/06
申請人: 北京精密機電控制設備研究所; 中國運載火箭技術研究院
發明人: 韋貫舉; 成兆義; 鄧濤; 楊毅強; 陳安平; 楊緒釗; 周學玲; 李雪; 周非
地址: 100076北京市豐臺區南大紅門路1號
優先權:
專利代理機構: 中國航天科技專利中心11009 代理人: 安麗
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510320606.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.04.27|||2015.12.02|||2015.11.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種高壓氣體安全閥,包括,閥芯,安裝在安全閥殼體中,具有與高壓氣體系統連接的閥芯通道,氣體壓力經閥芯通道輸送至閥芯出口,閥芯出口具有非金屬材質的錐面;鋼球,設置在支座的第一端上,可與錐面配合;彈簧,設置在支座與固定連接在安全閥殼體上的彈簧支座之間,提供彈簧力在設定壓力以下使鋼球與錐面配合形成密封。本發明利用閥芯的非金屬錐面與鋼球配合實現密封,達到良好的密封效果。

權利要求書

權利要求書
1.  一種高壓氣體安全閥,其特征在于,包括,
閥芯(8),安裝在安全閥殼體(1)中,具有與高壓氣體系統連接的閥芯通道,氣體壓力經所述閥芯通道輸送至閥芯出口,所述閥芯出口具有非金屬材質的錐面;
鋼球(9),設置在支座(7)的第一端上,可與所述錐面配合形成密封;
彈簧(2),設置在所述支座(7)與固定連接在安全閥殼體(1)上的彈簧支座(6)之間,提供彈簧力在設定壓力以下使所述鋼球(9)與所述錐面配合。

2.  根據權利要求1所述的高壓氣體安全閥,其特征在于,所述閥芯(8)與安全閥殼體采用分體式結構,所述閥芯(8)與所述閥芯(8)的非金屬錐面采用滾壓成型。

3.  根據權利要求1所述的高壓氣體安全閥,其特征在于,所述彈簧支座(6)由鎖緊螺母(4)鎖緊并封閉、固定在安全閥殼體(1)之內。

4.  根據權利要求3所述的高壓氣體安全閥,其特征在于,所述彈簧支座(6)和調節螺母之間采用線接觸抵接。

5.  根據權利要求1所述的高壓氣體安全閥,其特征在于,還包括,密封圈(11),設置在所述閥芯(7)與所述安全閥殼體(1)的內壁之間。

6.  根據權利要求1所述的高壓氣體安全閥,其特征在于,所述非金屬材料為聚酰亞胺。

說明書

說明書一種高壓氣體安全閥
技術領域
本發明涉及氣體壓力系統安全閥領域,特別是涉及一種高壓氣體安全閥。
背景技術
安全閥是壓力系統廣泛使用的安全裝置。當壓力系統內的介質壓力超過規定值時,安全閥自動開啟。當介質壓力降低到一定值時,安全閥回座并自動關閉。
直接作用式安全閥基本上分彈簧式和重錘式兩種類型。目前應用最為廣泛的是彈簧式安全閥,工作狀態時,它通過彈簧提供密封力,保證設備正常運行。當壓力升高時,介質壓力克服彈簧力使閥門開啟,系統壓力下降,當壓力下降到一定值時,閥門在彈簧力的作用下回座。
伺服高壓氦氣源可用于伺服系統的初級能源,為防止減壓閥下游氣體壓力異常升高,在減壓閥的出口管路上設置了高壓氣體安全閥。當減壓閥出口壓力異常升高至31MPa時,安全閥打開對減壓閥下游進行壓力泄放,保證下游產品安全。
傳統安全閥的密封一般采用端面密封形式,為了保證閥芯閥座可靠密封,對閥芯閥座的加工形位公差有很高的要求,通常零件加工完成后還要進行多次配磨才可能保證密封性。
發明內容
本發明要解決的技術問題為:提供一種高壓氣體安全閥,解決現有技術的高壓氣體安全閥對閥芯閥座的加工形位公差有很高的要求,需要多次配磨,若配磨不合適則容易產生可靠性不足的問題。
本發明的技術方案為:
一種高壓氣體安全閥,包括,閥芯,安裝在安全閥殼體中,具有與高壓氣體系統連接的閥芯通道,氣體壓力經閥芯通道輸送至閥芯出口,閥芯出口具有非金屬材質的錐面;鋼球,設置在支座的第一端上,可與錐面配合形成密封;彈簧,設置在支座與固定連接在安全閥殼體上的彈簧支座之間,提供彈簧力在設定壓力以下使鋼球與錐面配合形成密封。
進一步地,閥芯與安全閥殼體采用分體式結構,閥芯與閥芯的非金屬錐面采用滾壓成型。
進一步地,彈簧支座由鎖緊螺母鎖緊并封閉、固定在安全閥殼體之內。
進一步地,彈簧支座和鎖緊螺母采用線接觸抵接。
進一步地,還包括,密封圈,設置在閥芯與安全閥殼體的內壁之間。
進一步地,非金屬材料為聚酰亞胺。
本發明與現有技術相比的優點在于:本發明利用閥芯的非金屬錐面與鋼球配合實現密封,達到良好的密封效果。
附圖說明
圖1示出了本發明的高壓氣體安全閥的剖視圖;
圖2示出了本發明的高壓氣體安全閥的密封面局部放大圖。
附圖標記說明:1、安全閥殼體;2、彈簧;3、調節螺母;4、鎖緊螺母;5、擋圈;6、彈簧支座;7、支座;8、閥芯;9、鋼球;10、密封圈A;11、密封圈B。
具體實施方式
本發明的目的在于提供一種伺服系統氦氣源系統中所用的高壓氣體安全閥。該安全閥密封形式采用分體式結構,并采用非金屬錐面與鋼球接觸面密封。
高壓氣體安全閥是針對冷氣擠壓式伺服系統氦氣源而特別研制的,開啟壓力為31MPa。針對高壓氦氣源用安全閥的工作特點,本發明確定了彈簧式安全閥的技術方案。安全閥設計的關鍵是密封面設計,另外調節機構設計 也比較重要。本發明的安全閥的工作介質為氦氣,氦氣分子小,密封較為困難,因此,安全閥確定合適的密封方案至關重要。另外,由于安全閥開啟壓力較高,調試安全閥彈簧支座承受的軸向力就較大,有必要對調節機構進行優化設計。
本發明的特征具體闡述如下:
1)閥芯采用分體式結構,利用非金屬錐面與鋼球配合。非金屬錐面材料例如為聚酰亞胺,聚酰亞胺具有良好的力學、耐磨性能,該種材料的強度較高,比較適用于高壓氣體的密封,本發明可利用聚酰亞胺錐面與鋼球實現配合密封。
安全閥的密封性在很大程度上取決于閥門的結構設計。安全閥密封件的材料應具有與氦氣良好的相容性、抗壓性、良好的機械加工性和良好的彈性變形能力。不考慮制造裝配環節造成的誤差,正常工作狀態的安全閥的泄漏和密封面上的比壓低有直接關系。為了降低安全閥的泄漏量,我們在安全閥的密封設計方面采取:閥芯為分體式結構,閥芯與閥芯非金屬錐面采用滾壓成型,在加工時在非金屬材質上形成倒角,利用閥芯的非金屬錐面與鋼球實現密封。這種密封形式利用非金屬錐面受壓后的微小變形保證密封面的緊密貼合,進而達到良好的密封效果。本發明的閥芯金屬部分與安全閥殼體采用分體式結構,采用分體結構有利用提高零件的機加工藝性,另外也有利用提高閥芯金屬部分的加工精度,保證產品可靠密封。
2)調節機構優化
安全閥開啟壓力高,彈簧剛度較大,調節機構如仍采用傳統的端面接觸調節將增加調試難度,且容易造成彈簧座的磨損,影響調試精度,因此本發明安全閥的彈簧支座和調節螺母接觸面之間采用線接觸抵接(例如將彈簧支座接觸面制成弧形錐面,調節螺母制成平錐面,二者之間即為線接觸),這樣就大大減少了安全閥調節時,彈簧支座所受到的摩擦力,可以方便的實現對安全閥的壓力調節。
安全閥結構圖見圖1、圖2所示。當系統氣源壓力低于31MPa,閥芯(8)上的非金屬錐面與鋼球(9)緊密貼合,來保證密封;當系統氣源壓力大于等于31MPa,在氣壓力作用下推動鋼球(9)克服彈簧(2)的彈力的作用向右運動(圖中方向),利用閥芯(8)和鋼球(9)之間的縫隙對氣源壓力進行泄壓。
本發明安全閥的結構包括,安全閥殼體(1),構成安全閥的外殼;安全閥殼體(1)內部具有空腔,一端設置閥芯(8),閥芯(8)中的管道與壓力系統連接,閥芯(8)通道輸送氣體壓力至閥芯(8)出口;閥芯(8)出口處具有非金屬錐面,該非金屬錐面與鋼球(9)配合;鋼球(9)設置在支座(7)的第一端上;支座(7)的第二端上連接彈簧(2);彈簧(2)的第一端抵靠連接彈簧支座(6);彈簧支座(6)的第二端連接調節螺母(3);調節螺母(3)由鎖緊螺母(4)鎖緊并封閉、固定在安全閥殼體(1)之內。通過旋轉調節螺母(3)可以起到對彈簧的調節作用。此外,作為密封各個組件的目的,還有擋圈(5),密封圈A(10),密封圈B(11)等作為密封件。擋圈(5)和密封圈A(10)設置在安全閥殼體(1)外周壁的槽中,密封圈B(11)設置在閥芯(7)與安全閥殼體(1)內壁之間。
以上所述僅為本發明的一個具體實施例。但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可容易想到的變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

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