專利名稱：一種適用于空天飛行器的恒壓水蒸發(fā)器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水蒸氣蒸發(fā)器。更特別地說，是指一種適用于空天飛行器的 恒壓水蒸發(fā)器。
背景技術：
水蒸發(fā)器作為空天飛行器液壓系統(tǒng)的主要散熱元件，其工作特性直接決定了液壓 系統(tǒng)的工作溫度，所以其對液壓系統(tǒng)的正常工作極為重要。而對于空天飛行器，高空 大氣壓力較低，水蒸發(fā)器直接與大氣相通，水的拂點直接受到大氣壓力的影響，所以 在飛行器高空飛行時，蒸發(fā)器中的水在較低的溫度下就開始拂騰，雖然能夠有效對液 壓系統(tǒng)散熱，但由于水拂點過低，造成水的過度消耗。水的過度消耗必然降低了水的 散熱效率，所以為了液壓系統(tǒng)的工作時間要求，就必須增加蒸發(fā)器中的水量，從而增 加了系統(tǒng)的重量，而重量的增加不僅影響飛行器的性能，更加影響飛行器的飛行成本， 所以在確保液壓系統(tǒng)正常工作的同時盡量減少蒸發(fā)器的水量至關重要。 發(fā) 明 內 容
為了克服現(xiàn)有的空天飛行器上使用的水蒸發(fā)器由于高空工作時水的沸點過低而 造成的水的過度消耗問題，本實用新型提出了一種具有恒壓特征的水蒸發(fā)器。該恒壓 水蒸發(fā)器由冷卻水箱和壓力控制閥組成，當冷卻7jC箱內的水蒸氣壓力低于設定值時，
錐形閥芯關閉；當冷卻水箱內的壓力高于設定值時，錐形閥芯打開，向大氣排氣。
本實用新型是一種適用于空天飛行器的恒壓水蒸發(fā)器，該恒壓水蒸發(fā)器有一冷卻 水箱和一壓力控制閥，該壓力控制閥通過連接頭螺紋連接在冷卻水箱的水箱殼體的頂 面上。
壓力控制閥包括有閥體、調節(jié)桿、壓蓋、單向閥、阓套、彈簧壓座、彈簧、錐形 閥芯、濾網(wǎng)、連接頭；閥體沿中心線設有A中心通孔；閥體的上端設有一個多階沉頭孔，該多階沉頭 孔分為三個腔，該三個腔是指A腔、B腔和C腔；閥體的下端設有A沉頭孔，A沉 頭孔內設有內螺紋；閥體上設有傳感器接口和排氣口；錐形閥芯的一端穿過閥套上的 通孔、A腔后頂緊在A中心通孔的上端，A中心通孔的下端與濾網(wǎng)接觸；閥套安裝在 B腔中，且閥套的閥腔中放置有彈簧，該彈簧的一端套裝在錐形閥芯的上端，彈簧的 另一端套裝在彈簧壓座的下端；錐形閥芯與閥套下端設有的一通孔之間設有A密封 圈，C腔內設有內螺紋，壓蓋螺紋連接在閥體的C腔內；閥套的上端與壓蓋的端面 之間設有C密封圈；
連接頭上設有外螺紋，連接頭沿中心線方向設有B中心通孔； 壓蓋上設有外螺紋，壓蓋沿中心線方向設有螺紋孔，該螺紋孔用于實現(xiàn)調節(jié)桿與 壓蓋安裝在一起；
調節(jié)桿的桿上設有外螺紋，調節(jié)桿沿中心線方向設有C中心通孔，調節(jié)桿的上 端設有C沉頭孔，該C沉頭孔內安裝有D密封圈；調節(jié)桿的下端設有B沉頭孔，B 沉頭孔上設有內螺紋，該B沉頭孔內通過螺紋連接有單向閥，該單向閥下端套有B 螺母；
調節(jié)桿的螺紋桿上螺紋連接有A螺母、刻度盤，通過調節(jié)調節(jié)桿使閥套中的彈 簧壓縮來定制壓力控制閥的設定值；
單向閥的閥體上設有外螺紋，單向閥沿中心線方向設有D中心通孔，D中心通 孔的端部設有球閥，球閥與彈簧壓帽之間設有B彈簧。
本實用新型的一種適用于空天飛行器的恒壓水蒸發(fā)器的優(yōu)點在于
(1) 壓力控制閥采用多段腔的設計，并利用該多段腔來裝配單向閥、閥套、錐形閥 芯，使得冷卻水在對液壓系統(tǒng)進行散熱時產(chǎn)生的水蒸氣的壓力恒定。
(2) 通過調節(jié)桿與單向閥的組合使用，能夠對壓力控制閥進行抽真空處理，并且使 閥套的閥腔保持真空狀態(tài)。
(3) 本實用新型設計的壓力控制閥，其設定壓力不隨外界大氣環(huán)境壓力的變化而變 化，從而準確地控制了冷卻水箱內的氣體壓力，進而控制了水的沸點。
(4) 在確保水蒸發(fā)器能夠正常給液壓系統(tǒng)散熱的同時，通過控制水蒸氣的壓力對水 的沸點進行控制，從而確保水不至于過度消耗。

圖1是本實用新型恒壓水蒸發(fā)器的剖視圖。
圖2是本實用新型壓力控制閥的剖視圖。
圖2A是本實用新型壓力控制閥中調節(jié)桿與單向閥的剖視圖。
圖中l(wèi).冷卻水箱ll.水箱売體12.液壓油管13.冷卻水
131冰位面2.壓力控制閥201.調節(jié)桿211.B沉頭孔212.C沉頭孔
213.C中心通孔201a.B螺母202.刻度盤202a.A螺母203.閥體
231.A沉頭孔232.傳感器接口233.排氣口234.A中心通孔235.A腔
236.B腔237.C腔204.濾網(wǎng)205.連接頭251.B中心通孔
206.錐形閥芯206a.閥套206b.彈簧壓座207.單向閥271.球閥
272.B彈簧273.彈簧壓帽274.D中心通孔208.彈簧209.壓蓋
3.A密封圈4.B密封圈5.C密封圈6.D密封圈7.E密封圈
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。
參見圖1所示，本實用新型的一種適用于空天飛行器的恒壓水蒸發(fā)器，該恒壓
水蒸發(fā)器由冷卻水箱1和壓力控制閥2組成，壓力控制閥2通過連接頭205螺紋連 接在冷卻水箱1的水箱殼體11的頂面上，即水箱殼體11的頂面上開有一個螺紋孔。
在本實用新型中，冷卻水箱l內裝有冷卻水(去離子水、純凈水、蒸餾水等)， 伹冷卻水的用量為冷卻水箱1的容積的3/4(即冷卻水箱1內的冷卻水13的水位面 131至冷卻水箱1的上頂面內壁有一空間，該空間充滿冷卻水升溫后產(chǎn)生的蒸氣)。 冷卻水，1的殼體11頂面設有螺紋孔，該螺紋孔用于將壓力控制閥2安裝在冷卻水 箱1上。液壓油管12橫向穿透安裝在冷卻7jc箱1上，冷卻水箱1內的冷卻水13對 液壓油管12進行冷卻。由于液壓油管12工作時產(chǎn)生的高溫使冷卻水也升溫，又因 在高空中，冷卻水的沸點低，易造成冷卻水的過度消耗，使液壓油管12散熱效率降 低，因此本實用新型利用在水箱殼體11的頂面上安裝壓力控制閥2來彌補冷卻水的 過度消耗。
在本實用新型中，壓力控制閥2包括有閥體203、調節(jié)桿201、壓蓋209、單 向閥207、閥套206a、彈簧壓座206b、彈簧208、錐形閥芯206、濾網(wǎng)204、連 接頭205。
6多階沉頭孔， 該多階沉頭孔分為三個腔，該三個腔是指A腔235、 B腔236和C腔237;閥體 203的下端設有A沉頭孔231， A沉頭孔231內設有內螺紋；閥體203上設有傳感 器接口 232和排氣口 233。傳感器接口 232內可以安裝一壓力傳感器，該壓力傳感 器用來采集冷卻水箱1中的冷卻水受熱后產(chǎn)生的蒸氣壓力。排氣口 233用于將冷卻 水箱1中產(chǎn)生的水蒸氣排出，水蒸氣的排出是在錐形閥芯206打開后，水蒸氣順次 經(jīng)B中心通孔251 (設置在連接頭205上)、A中心通孔234 (設置在閥體203的 屮心線上)、A腔235后，經(jīng)排氣口 233排出。錐形閥芯206的一端穿過閥套206a 上的通孔、A腔235后頂緊在A中心通孔234的上端，A中心通孔234的下端與 濾網(wǎng)204接觸，該濾網(wǎng)204可以過濾掉混在水蒸氣中的液態(tài)水和雜質。閥套206a 安裝在B腔236中，且閥套206a的閥腔中放置有彈簧208，該彈簧208的一端套 裝在錐形閥芯206的上端，彈簧208的另一端套裝在彈簧壓座206b的下端。錐形 閥芯206與閥套206a下端設有的一通孔之間設有A密封圈3，該A密封圈3能夠 阻止A腔235中的空氣進入閥套206a，從而保證了閥套206a的閥腔為一密閉容 腔。C腔237內設有內螺紋，壓蓋209螺紋連接在閥體203的C腔237內。閥套 206a的上端與壓蓋209的端面之間設有C密封圈5。
連接頭205上設有外螺紋，連接頭205沿中心線方向設有B中心通孔251。 B 中心通孔251用于冷卻水受熱后產(chǎn)生的水蒸氣通過。
壓蓋209上設有外螺紋，壓蓋209沿中心線方向設有螺紋孔，該螺紋孔用于實 現(xiàn)調節(jié)桿201與壓蓋209安裝在一起。
調節(jié)桿201的桿上設有外螺紋，調節(jié)桿201沿中心線方向設有C中心通孔213， 調節(jié)桿201的上端設有C沉頭孔212，該C沉頭孔212內安裝有D密封圈6，該 D密封圈6保證在通過C中心通孔213對閥套206a的閥腔抽真空時的密封性；調 節(jié)桿201的下端設有B沉頭孔211 ， B沉頭J^ 211上設有內螺紋，該B沉頭孔211 內通過螺紋連接有單向閥207 ，該單向閥207下端套有B螺母201 a，該B螺母201 a 使B密封圈4與調節(jié)桿201下端面貼緊，同樣保證閥套206a的閥腔為一密閉容腔。 調節(jié)桿201的螺紋桿上螺紋連接有A螺母202a、刻度盤202 ，通過調節(jié)調節(jié)桿201 使閥套206a中的彈簧208壓縮來定制壓力控制閥2的設定值，該設定值可以通過 刻度盤202上的數(shù)值讀到，而刻度盤202上的數(shù)值是經(jīng)過接在傳感器接口 232處的 壓力傳感器標定過的，以保證刻度盤202上刻度的準確性。單向閥207的閥體上設有外螺紋，單向閥207沿中心線方向設有D中心通孔 274， D中心通孔274的端部設有球閥271，球閥271與彈簧壓帽273之間設有B 彈簧272。在本實用新型中，當對閥套206a的閥腔進行抽真空時，單向閥207的 球閥271為打開狀態(tài)，當完成對閥套206a的閥腔抽真空處理后，單向閥207的球 閥271在內外壓差的作用下始終保持關閉狀態(tài)。
在本實用新型中，壓力控制閥2能夠使其設定壓力不受外界大氣環(huán)境壓力變化 的影響，只與彈簧208的預壓縮量有關。閥體203、壓蓋209、單向閥207三者連 接處釆用了多個密封圈(A密封圈3、 B密封圈4、 C密封圈5、 E密封圈7)，使得 閥套206a的閥腔為一個密閉容腔；在壓力控制閥2工作之前，先通過C中心通孔 213對閥套206a的閥腔進行抽真空處理，使得閥套206a的閥腔成為一個真空腔， 該閥套206a的閥腔內的真空度為lx10-s尸a lx10—3尸"；在閥套206a的閥腔上方 安裝單向閥207，在內外壓差的作用下，可以通過單向閥207使閥套206a的閥腔 始終保持在真空狀態(tài)下；錐形閥芯206在A腔235內受到空氣壓力的上下作用面面 積相等，這樣錐形閥芯206上端只受彈簧208的壓力，下端只受經(jīng)過A中心通孔 234的水蒸氣的壓力；在該B腔236內安裝彈簧208 (彈簧208與調節(jié)桿201的 作用，實現(xiàn)對壓力控制閥2的設定值進行定制)，保證了壓力控制閥2的設定壓力不 受外界環(huán)境壓力變化的影響。
本實用新型的恒壓水蒸發(fā)器，壓力控制閥2通過連接頭205安裝在冷卻水箱1 的売體11的頂面上，使水箱內的冷卻水3的水位面131的水蒸氣直接與壓力控制 閥2上的連接頭205的B中心通孔251相通；在通過調節(jié)桿201進行壓力控制閥 2的設定值定制時，可以應用刻度盤202上標注的壓力刻度得到，而刻度盤202上 的壓力刻度是經(jīng)過接在傳感器接口 232處的壓力傳感器標定過的，這樣就可以非常 方便準確地為壓力控制閩2設定壓力值；當冷卻水箱內的水蒸氣壓力高于設定值時， 錐形閥芯打開，此時水蒸氣在進入壓力控制閥2后的順次流動為B中心通孔251、 濾網(wǎng)204、 A中心通孔234后，由排氣口 233排出，從而使冷卻7jC箱1內的氣體壓 力保持恒定，進而控制了水的拂點，降低了水的消耗。通過在閥體203上設計一個 接口 232,該接口 232內安裝有壓力傳感器，可以對刻度盤202上的壓力刻度進行 標定，還可以通過該壓力傳感器來采集水箱內冷卻水受熱時的蒸氣壓力，以便實時監(jiān) 控冷卻水受熱時的蒸氣壓力，提高了恒壓水蒸發(fā)器的可靠性。
權利要求1、一種適用于空天飛行器的恒壓水蒸發(fā)器，該恒壓水蒸發(fā)器有一冷卻水箱(1)，其特征在于還設有一壓力控制閥(2)，該壓力控制閥(2)通過連接頭(205)螺紋連接在冷卻水箱(1)的水箱殼體(11)的頂面上；壓力控制閥(2)包括有閥體(203)、調節(jié)桿(201)、壓蓋(209)、單向閥(207)、閥套(206a)、彈簧壓座(206b)、彈簧(208)、錐形閥芯(206)、濾網(wǎng)(204)、連接頭(205)；閥體(203)沿中心線設有A中心通孔(234)；閥體(203)的上端設有一個多階沉頭孔，該多階沉頭孔分為三個腔，該三個腔是指A腔(235)、B腔(236)和C腔(237)；閥體(203)的下端設有A沉頭孔(231)，A沉頭孔(231)內設有內螺紋；閥體(203)上設有傳感器接口(232)和排氣口(233)；錐形閥芯(206)的一端穿過閥套(206a)上的通孔、A腔(235)后頂緊在A中心通孔(234)的上端，A中心通孔(234)的下端與濾網(wǎng)(204)接觸；閥套(206a)安裝在B腔(236)中，且閥套(206a)的閥腔中放置有彈簧(208)，該彈簧(208)的一端套裝在錐形閥芯(206)的上端，彈簧(208)的另一端套裝在彈簧壓座(206b)的下端；錐形閥芯(206)與閥套(206a)下端設有的一通孔之間設有A密封圈(3)，C腔(237)內設有內螺紋，壓蓋(209)螺紋連接在閥體(203)的C腔(237)內；閥套(206a)的上端與壓蓋(209)的端面之間設有C密封圈(5)；連接頭(205)上設有外螺紋，連接頭(205)沿中心線方向設有B中心通孔(251)；壓蓋(209)上設有外螺紋，壓蓋(209)沿中心線方向設有螺紋孔，該螺紋孔用于實現(xiàn)調節(jié)桿(201)與壓蓋(209)安裝在一起；調節(jié)桿(201)的桿上設有外螺紋，調節(jié)桿(201)沿中心線方向設有C中心通孔(213)，調節(jié)桿(201)的上端設有C沉頭孔(212)，該C沉頭孔(212)內安裝有D密封圈(6)；調節(jié)桿(201)的下端設有B沉頭孔(211)，B沉頭孔(211)上設有內螺紋，該B沉頭孔(211)內通過螺紋連接有單向閥(207)，該單向閥(207)下端套有B螺母(201a)；調節(jié)桿(201)的螺紋桿上螺紋連接有A螺母(202a)、刻度盤(202)，通過調節(jié)調節(jié)桿(201)使閥套(206a)中的彈簧(208)壓縮來定制壓力控制閥(2)的設定值；單向閥(207)的閥體上設有外螺紋，單向閥(207)沿中心線方向設有D中心通孔(274)，D中心通孔(274)的端部設有球閥(271)，球閥(271)與彈簧壓帽(273)之間設有B彈簧(272)。
調節(jié)桿(201)的螺紋桿上螺紋連接有A螺母(202a)、刻度盤(202),通過 調節(jié)調節(jié)桿(201)使閥套(206a)中的彈簧(208)壓縮來定制壓力控制閥(2) 的設定值；單向閥(207)的閥體上設有外螺紋，單向閥(207)沿中心線方向設有D中心 通孔(274)， D中心通孔(274)的端部設有球閥(271),球閥(271)與彈簧壓 帽(273)之間設有B彈簧(272)。2、根據(jù)權利要求1所述的適用于空天飛行器的恒壓水蒸發(fā)器，其特征在于傳感器 接口 (232)內安裝有壓力傳感器，該壓力傳感器用來采集冷卻水箱(1)中的冷 卻水(13)受熱后產(chǎn)生的蒸氣壓力。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于空天飛行器的恒壓水蒸發(fā)器，該恒壓水蒸發(fā)器由冷卻水箱和壓力控制閥組成，壓力控制閥通過連接頭螺紋連接在冷卻水箱的水箱殼體的頂面上，壓力控制閥包括有閥體、調節(jié)桿、壓蓋、單向閥、閥套、彈簧壓座、彈簧、錐形閥芯、濾網(wǎng)和連接頭。本實用新型的恒壓水蒸發(fā)器克服了空天飛行器上使用的水蒸發(fā)器由于高空工作時水的沸點過低而造成的水的過度消耗問題，當冷卻水箱內的水蒸氣壓力低于設定值時，錐形閥芯關閉；當冷卻水箱內的壓力高于設定值時，錐形閥芯打開，向大氣排氣。
文檔編號F15B21/04GK201407248SQ20092010689
公開日2010年2月17日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權日2009年3月30日
發(fā)明者官長斌, 李成功, 焦宗夏, 佑 黃 申請人:北京航空航天大學