CN105736719A - 一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构 - Google Patents
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Abstract
本发明一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，其输料阀壳体一端为膏体推进剂介质入口，与推进剂贮箱侧连接，一端为控制气接头，与控制气连接，通过内螺纹与接头外螺纹通过螺纹连接，在阀门位置加工流量控制腔；接头内部加工膏体推进剂介质通道，上游侧通过螺纹与壳体连接，中心加工接头对接锥口，另一侧与推进剂输送下游连接；阀芯位于壳体内部，一端与壳体组成控制气室，密封采用密封圈两道密封，一端镶嵌阀头，在靠近膏体推进剂介质侧外侧加工形成间隙，设置挡圈位置，安装挡圈，在挡圈安装位置和密封圈安装位置之间加工形成缓冲腔；阀头材料采用聚酰亚胺整体加工而成，加工中心孔，一端加工阀头对接球头，通过阀头对接球头与接头对接锥口匹配。
Description
技术领域
本发明涉及膏体火箭发动机技术领域，具体涉及一种应用于膏体推进剂高压高安全输送阀门结构。
背景技术
膏体火箭发动机属于一种新型火箭发动机技术，推进剂采用未固化固体推进剂，能够实现发动机的高装填、发动机可多次启动、推力大小可控，其采用的推进剂能在保持高能量密度的前提下，可以在很大范围内调节推进剂的力学性能，如流动性、塑性，粘度、触变性等。由于膏体推进剂火箭发动机集固体和液体火箭发动机优势于一体，因此它的应用范围很广，在小型姿轨控火箭发动机应用更具优势。由于长期以来膏体推进剂属于含能材料，应用于火箭发动机，对于其输送***的安全性要求高，因此，应用于膏体火箭发动机的高压强高安全输料阀是膏体推进剂在火箭发动机应用中的重要问题。
目前对膏体推进剂的输送尚未有有效的高压高安全输料阀，多采用电磁截止阀结构，在实际使用中带来了电磁影响，其安全性不足，阀芯在工作过程中冲击容易使膏体推进剂中氧化剂颗粒发生***。
发明内容
本发明的目的是为实现膏体推进剂的高压高安全输送，解决膏体推进剂在膏体火箭发动机中的安全使用问题，以满足膏体推进剂在膏体火箭发动机中的使用。
为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提出膏体推进剂高压高安全输料阀结构，利用纯铜和聚酰亚胺材料特性，通过在膏体推进剂输送管路中设置输料阀，结构中加工缓冲结构，实现膏体推进剂的安全输送，既满足了膏体推进剂的顺利输送，又满足了膏体流量的控制，保证了膏体推进剂在火箭发动机使用上的安全应用。
本发明包括：输料阀壳体（1）、接头（2）、阀芯（3）、阀头（4）、挡圈（5）、密封圈（6）、控制气室（9）、接头对接锥口（10）、阀头对接球头（11）、阀头中心孔（12）、缓冲腔（13）、流量控制腔（14）、间隙（15）；
所述输料阀壳体（1）一端为膏体推进剂介质入口，与推进剂贮箱侧连接，另一端为控制气接头，与控制气连接，通过内螺纹与接头（2）外螺纹通过螺纹连接，密封采用密封圈（6）密封，在阀门位置加工流量控制腔（14）；
所述接头（2）内部加工膏体推进剂介质通道，上游侧通过螺纹与壳体（1）连接，中心加工接头对接锥口（10），另一侧与推进剂输送下游连接；
所述的阀芯（3）位于壳体（1）内部，一端与壳体（1）组成控制气室（9），密封采用密封圈（6）两道密封；另一端镶嵌阀头（4），在靠近膏体推进剂介质侧外侧加工形成间隙（15），并设置挡圈（5）位置，安装挡圈（5），在挡圈（5）安装的位置和密封圈（6）安装位置之间加工形成缓冲腔（13）；
所述阀头（4）加工有中心孔（12），其一端加工阀头对接球头（11），通过阀头对接球头与接头对接锥口（10）匹配。
本发明采用输料阀无电、磁结构，提高了安全性；采用气体对输料阀进行控制，可以充分利用发动机推进剂输送***总气源，结构简单，安全性高；输料阀壳体采用不锈钢材料，保证了与推进剂材料以及环境的兼容性；采用纯铜阀芯和聚酰亚胺阀头结构，即提高了结构强度、刚度性能，又降低了在输料阀驱动控制过程中的冲击安全性；并将聚酰亚胺材料作为结构件的一部分，结构质量轻，结构通过机械加工而成，工艺过程简单，输料阀工作过程中不会产生挥发物质等，无老化情况，结构件强度高，能充分满足高压强工作需求。具有结构简单、使用方便、工作可靠、温度适应性强等特点。
附图说明
图1是一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，主要包括：输料阀壳体1、接头2、阀芯3、阀头4、挡圈5、密封圈6、膏体推进剂入口方向7、膏体推进剂出口方向8、控制气室9、接头对接锥口10、阀头对接球头11、阀头中心孔12、缓冲腔13、流量控制腔14、间隙15。输料阀壳体1、接头2、阀芯3、阀头4、挡圈5数量均为1只，密封圈6数量3只，膏体推进剂入口方向7、膏体推进剂出口方向8、控制气室9、接头对接锥口10、阀头对接球头11、阀头中心孔12、缓冲腔13、流量控制腔14、间隙15数量均为1处。
输料阀壳体1采用1Cr18Ni9Ti材料整体加工而成，一端为膏体推进剂介质入口，与推进剂贮箱侧连接，一端为控制气接头，与控制气连接，通过内螺纹与接头2外螺纹通过螺纹连接，密封采用密封圈6密封，在阀门位置加工流量控制腔14；接头2采用1Cr18Ni9Ti材料整体加工而成，内部加工膏体推进剂介质通道，上游侧通过螺纹与壳体1连接，中心加工接头对接锥口10，另一侧与推进剂输送下游连接；阀芯3位于壳体1内部，采用纯铜材料加工，一端与壳体1组成控制气室9，密封采用密封圈6两道密封，一端镶嵌阀头4，在靠近膏体推进剂介质侧外侧加工形成间隙15，设置挡圈5位置，安装挡圈5，在挡圈5安装位置和密封圈6安装位置之间加工形成缓冲腔13；阀头4材料采用聚酰亚胺整体加工而成，加工中心孔12，一端加工阀头对接球头11，通过阀头对接球头与接头对接锥口10匹配；挡圈5采用聚四氟乙烯材料整体加工而成；密封圈6采用氟硅橡胶材料模压而成。
本发明一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构达到的技术指标如下：
a.工作压强：＞10MPa；
b.流量范围：＞600g/s；
c.结构质量：＜100g；
d.使用温度范围：±100℃；
e.响应时间：＜20ms；
f.介质类型：含氧化剂颗粒复合膏体推进剂。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动在内。
Claims (7)
1.种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，包括：输料阀壳体（1）、接头（2）、阀芯（3）、阀头（4）、挡圈（5）、密封圈（6）、控制气室（9）、接头对接锥口（10）、阀头对接球头（11）、阀头中心孔（12）、缓冲腔（13）、流量控制腔（14）、间隙（15）；
所述输料阀壳体（1）一端为膏体推进剂介质入口，与推进剂贮箱侧连接，另一端为控制气接头，与控制气连接，通过内螺纹与接头（2）外螺纹通过螺纹连接，密封采用密封圈（6）密封，在阀门位置加工流量控制腔（14）；
所述接头（2）内部加工膏体推进剂介质通道，上游侧通过螺纹与壳体（1）连接，中心加工接头对接锥口（10），另一侧与推进剂输送下游连接；
所述的阀芯（3）位于壳体（1）内部，一端与壳体（1）组成控制气室（9），密封采用密封圈（6）两道密封；另一端镶嵌阀头（4），在靠近膏体推进剂介质侧外侧加工形成间隙（15），并设置挡圈（5）位置，安装挡圈（5），在挡圈（5）安装的位置和密封圈（6）安装位置之间加工形成缓冲腔（13）；
所述阀头（4）加工有中心孔（12），其一端加工阀头对接球头（11），通过阀头对接球头与接头对接锥口（10）匹配。
2.根据权利要求1所述的一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，其特征在于：所述输料阀壳体（1）采用1Cr18Ni9Ti材料整体加工而成。
3.根据权利要求1所述的一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，其特征在于：所述接头（2）采用1Cr18Ni9Ti材料整体加工而成。
4.根据权利要求1所述的一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，其特征在于：所述阀芯（3）采用纯铜材料加工。
5.根据权利要求1所述的一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，其特征在于：所述阀头（4）材料采用聚酰亚胺整体加工而成。
6.根据权利要求1所述的一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，其特征在于：所述挡圈（5）采用聚四氟乙烯材料整体加工而成。
7.根据权利要求1所述的一种膏体推进剂高压高安全输料阀结构，其特征在于：所述壳体（1）、接头（2）、阀芯（3）、阀头（4）、挡圈（5）数量均为1只，密封圈（6）数量3只，膏体推进剂入口方向（7）、膏体推进剂出口方向（8）、控制气室（9）、接头对接锥口（10）、阀头对接球头（11）、阀头中心孔（12）、缓冲腔（13）、流量控制腔（14）、间隙（15）数量均为1处。
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