本發(fā)明屬于火箭發(fā)動機增壓輸送系統(tǒng)領(lǐng)域，具體來說，是一種帶過濾功能的膜片閥，適用于中小型過氧化氫固液火箭發(fā)動機輸送系統(tǒng)，也適用于其它火箭發(fā)動機輸送系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在火箭推進系統(tǒng)中，為保證輸送流體的壓力和流量，必須有閥門附件進行控制。對于飛行用閥門附件，必須保證性能、可靠性、質(zhì)量輕、體積小。

過氧化氫具有自分解特性，相容性材料較少，不能長時間存貯于密閉容器中。故對長時間接觸閥門要求嚴(yán)格。

膜片閥是在閥門內(nèi)部，安裝一指定壓力下的破裂膜片，平常保持常閉狀態(tài)，閥前達到指定壓力時膜片破裂，管路導(dǎo)通，具有結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠性好的優(yōu)點。

中小型固液火箭發(fā)動機常采用過氧化氫作為氧化劑，通常在后方廠房加注完全后運輸至發(fā)射陣地，因此要求與過氧化氫接觸閥門附件相容性好、密封性好。因此在氧化劑供應(yīng)主路上采用膜片閥與貯箱出口直接相連。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種過濾式膜片閥，用于氧化劑主供應(yīng)管路，一是保證運輸、存貯等過程的可靠密封；二是在輸送系統(tǒng)進入工作狀態(tài)，貯箱壓力升高、膜片破裂，氧化劑經(jīng)過濾網(wǎng)進入燃燒室。本發(fā)明適用于中小型過氧化氫固液火箭發(fā)動機輸送系統(tǒng)，也適用于其它火箭輸送系統(tǒng)。

本發(fā)明過濾式膜片閥，殼體入口端至出口端依次為入口嘴安裝段、膜片安裝段、膜片貼壁段、過濾網(wǎng)安裝段與出口嘴安裝段。其中，入口嘴安裝段、膜片安裝段、過濾網(wǎng)安裝段與出口嘴安裝段分別安裝入口嘴、膜片、過濾網(wǎng)與出口嘴。

上述膜片朝向入口嘴一面為刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圓弧槽，使膜片在大于破裂壓力下沿圓弧槽破裂，并貼在膜片貼壁段壁面。

本發(fā)明過濾式膜片閥的入口嘴直接連接貯箱主供應(yīng)路出口，在貯箱未達到指定壓力前，保證可靠密封；而當(dāng)貯箱達到指定壓力時，膜片破裂形成通路，經(jīng)過濾網(wǎng)組件后供給推進劑。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明過濾式膜片閥，適用于中小型過氧化氫固液火箭發(fā)動機輸送系統(tǒng)，平常與過氧化氫接觸的只有入口嘴、膜片、膜片密封墊，具有密封性好、相容性好、可靠性好等優(yōu)點。

2、本發(fā)明過濾式膜片閥，膜片與過濾網(wǎng)集成在一個殼體內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕等優(yōu)點，適用于飛行。

3、本發(fā)明過濾式膜片閥，內(nèi)流場優(yōu)化設(shè)計后，具有流動阻力小的優(yōu)點。

4、本發(fā)明過濾式膜片閥，膜片未整圈刻槽，使得膜片破裂后貼于管路內(nèi)壁，避免了破裂膜片堵塞管路。

5、本發(fā)明過濾式膜片閥，膜片下方就是過濾網(wǎng)，降低了破裂膜片碎片對其余管路附件的影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明過濾式膜片閥整體裝配圖；

圖2為本發(fā)明過濾式膜片閥殼體結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明過濾式膜片閥中膜片上刻槽示意圖。

圖中：

1-殼體2-入口嘴3-膜片

4-過濾網(wǎng)組件5-出口嘴6-膜片密封墊

101-入口嘴安裝段102-膜片安裝段103-膜片貼壁段

104-過渡段105-過濾網(wǎng)安裝段106-出口嘴連接段

301-圓弧槽302-未刻槽部分

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。

本發(fā)明過濾式膜片閥，包括殼體1、入口嘴2、膜片3、過濾網(wǎng)組件4與出口嘴5，如圖1所示。

所述殼體1為筒狀結(jié)構(gòu)，殼體1內(nèi)部由入口端至出口端依次設(shè)計為入口嘴安裝段101、膜片安裝段102、膜片貼壁段103、過渡段104、過濾網(wǎng)安裝段105與出口嘴安裝段106。其中，膜片安裝段103內(nèi)安裝有膜片3與兩個膜片密封墊6，膜片3通過膜片安裝段103與膜片貼壁段103間形成的環(huán)形臺肩定位。兩個膜片密封墊6為環(huán)形，分別置于膜片3兩側(cè)；膜片密封墊6材料選用與過氧化氫相容的聚四氟乙烯。膜片密封墊6的外徑小于膜片3安放處環(huán)形臺肩的直徑0.2～0.5mm，密封墊內(nèi)徑小于膜片貼壁段103直徑0.2～0.5mm。入口嘴安裝段101內(nèi)螺紋安裝有入口嘴2，入口嘴2用于連接貯箱出口端，且由入口嘴2壓緊膜片3與兩個膜片密封墊6，實現(xiàn)膜片與入口嘴、殼體間的密封。入口嘴2要求選用與過氧化氫相容的材料，并進行鈍化處理。入口嘴2入口端螺紋連接貯箱，且設(shè)有密封墊安裝臺階，用于安裝聚四氟乙烯材料的密封墊，實現(xiàn)過濾式膜片閥與貯箱間的密封。上述膜片3用于低于指定壓力時的可靠密封、達到指定壓力時破裂后形成通路；膜片3選用與過氧化氫相容的鋁合金，其朝向入口嘴一面為刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圓弧槽301，圓弧槽所對應(yīng)圓的直徑小于膜片貼壁段103直徑1～2mm，圓弧槽的弧心角設(shè)計為315～345°，優(yōu)選330°，即在刻槽面周向上具有一段未刻槽部分302；由此使得膜片3在一定壓力會在圓弧槽處破裂，小于破裂壓力情況下保證可靠密封。在膜片3破裂后，破裂部分與膜片貼壁段103內(nèi)壁貼合，減小壓力損失。

所述過渡段104為中部具有周向上的環(huán)形突起收縮段，環(huán)形突起截面為錐形，錐角設(shè)計為15～60度，由此使殼體1內(nèi)部流道過渡平緩，減小液流壓降損失。

所述過濾網(wǎng)安裝段105用于安裝過濾網(wǎng)組件4，實現(xiàn)推進劑的過濾；過濾網(wǎng)組件4包括濾網(wǎng)骨架401與濾網(wǎng)402；其中，濾網(wǎng)骨架401為筒狀結(jié)構(gòu)，同軸設(shè)置于過濾網(wǎng)安裝段105內(nèi)，且朝向入口嘴2一端封閉。濾網(wǎng)骨架401側(cè)壁周向上開孔，內(nèi)外表面分別焊接指定目數(shù)的14～40μ濾網(wǎng)402。濾網(wǎng)骨架401與過濾網(wǎng)安裝段105出口端間周向臺肩配合定位，且濾網(wǎng)骨架401外壁與過濾網(wǎng)安裝段105內(nèi)壁間具有間隙，形成推進劑流道；由此，增大液體流通面積。推進劑首先進入到推進劑流道，然后經(jīng)濾網(wǎng)骨架401外壁濾網(wǎng)402過濾后由開孔到達濾網(wǎng)骨架401內(nèi)壁濾網(wǎng)402再次過濾，最終進入濾網(wǎng)骨架401內(nèi)部流向出口嘴5。上述濾網(wǎng)骨架401與過濾網(wǎng)安裝段105出口端間設(shè)計有近似三角形截面的環(huán)形槽，用來安裝聚四氟乙烯材料的密封墊，實現(xiàn)過濾網(wǎng)組件4、殼體1、出口嘴5之間的密封。

所述出口嘴安裝段107內(nèi)螺紋安裝出口嘴5，由出口嘴5的入口端壓緊過濾網(wǎng)組件4以及過濾網(wǎng)安裝段105出口端處的密封墊；出口嘴5的出口端用于連接管路。所述出口嘴5左右為標(biāo)準(zhǔn)的焊接嘴結(jié)構(gòu)，用于與過濾式膜片閥出口管路的連接與密封。上述出口嘴5的進口端端面設(shè)計有一圈三角形截面環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)同樣安裝有聚四氟乙烯材料的密封墊，且該密封墊還與過濾網(wǎng)安裝段105出口端處的密封墊間壓緊，進一步實現(xiàn)過濾網(wǎng)組件4、殼體1、出口嘴5之間的密封。

本發(fā)明過濾式膜片閥的入口嘴2直接連接貯箱主供應(yīng)路出口，在貯箱未達到指定壓力前，保證可靠密封；而當(dāng)貯箱達到指定壓力時，膜片3破裂形成通路，經(jīng)過濾網(wǎng)組件4后供給推進劑。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種過濾式膜片閥，其殼體入口端至出口端依次為入口嘴安裝段、膜片安裝段、膜片貼壁段、過渡段、過濾網(wǎng)安裝段與出口嘴安裝段。其中，入口嘴安裝段、膜片安裝段、過濾網(wǎng)安裝段與出口嘴安裝段分別安裝入口嘴、膜片、過濾網(wǎng)組件與出口嘴。膜片朝向入口嘴一面為刻槽面，刻槽面周向上刻有三角形截面的圓弧槽，膜片在大于破裂壓力下沿圓弧槽破裂貼在膜片貼壁段壁面；過渡段為中部具有環(huán)形突起收縮段；過濾網(wǎng)組件具有筒狀結(jié)構(gòu)濾網(wǎng)骨架，朝向入口嘴一端封閉；濾網(wǎng)骨架側(cè)壁周向上開孔；且外壁與過濾網(wǎng)安裝段內(nèi)壁間具有間隙，形成推進劑流道。本發(fā)明的優(yōu)點為：密封性好、相容性好、可靠性好，適用于中小型過氧化氫固液火箭發(fā)動機輸送系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡國飆;朱浩;張源俊;何凌飛;于瑞鵬
受保護的技術(shù)使用者：北京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.01.19
技術(shù)公布日：2017.08.15