一種微小氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微小氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)，尤其適用于航天器推進(jìn)系統(tǒng)微小氣體流量的調(diào)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)不能滿足航天領(lǐng)域的高精度氣體流量調(diào)節(jié)要求，現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用較廣的由比例電磁鐵驅(qū)動的傳統(tǒng)流量調(diào)節(jié)機構(gòu)在調(diào)節(jié)精度、輸出穩(wěn)定性和泄漏率指標(biāo)等方面存在一定的問題，不能滿足航天器推進(jìn)系統(tǒng)微小氣體流量的調(diào)節(jié)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:提供了一種微小氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)，實現(xiàn)了氣體流量的連續(xù)調(diào)節(jié)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0005]一種微小氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，包括針閥、密封座、噴嘴、閥座；閥座上設(shè)置有階梯型的貫通孔，分別為第一階梯孔和第二階梯孔，第一階梯孔的直徑小于第二階梯孔的直徑，噴嘴包括小圓柱部分和大圓柱部分，沿其軸線設(shè)置有貫通的第一閥孔，噴嘴從閥座的所述第二階梯孔一端裝入閥座，安裝后，噴嘴的小圓部分外壁與閥座的第一階梯孔配合，大圓柱部分與閥座的第二階梯孔配合；密封座沿其軸線設(shè)置有中心孔，其從閥座的第二階梯孔一端裝入閥座，端面與噴嘴的大圓柱部分外端面緊密貼合，其中心孔與噴嘴的第一閥孔相通，形成氣體流通通道，密封座的外壁與閥座的第二階梯孔緊密配合；所述針閥包括大端和小端，小端的直徑小于密封座中心孔的直徑，且大端到小端呈平滑過渡，通過調(diào)節(jié)針閥插入密封座中心孔的深度，可實現(xiàn)通過氣體流量的調(diào)節(jié)。
[0006]所述閥座設(shè)置的階梯型貫通孔還包括第三階梯孔，位于相對于所述第一階梯孔的一端，且第三階梯孔的內(nèi)徑大于第二階梯孔，第三階梯孔內(nèi)設(shè)置有內(nèi)螺紋，壓板上設(shè)置有外螺紋，通過將壓板旋入第三階梯孔的內(nèi)螺紋，壓板端部對密封座的端面施加壓力，使其與噴嘴緊密配合，確保密封性。
[0007]圍繞所述密封座的外壁設(shè)置有環(huán)形凹陷，在所述環(huán)形凹陷上設(shè)置有O型圈，用于防止氣體從密封座與閥座形成的縫隙間泄漏。
[0008]所述噴嘴的小圓部分外壁與閥座的第一階梯孔為間隙配合。
[0009]所述噴嘴的大圓柱部分外壁與閥座的第二階梯孔為緊密配合。
[0010]所述針閥為圓錐形，其大端直徑與噴嘴5第一閥孔直徑之比大于I。
[0011]所述針閥半圓錐角α范圍為7.5°?10°。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0013](I)本發(fā)明在針閥與噴嘴之間設(shè)置了硬質(zhì)橡膠材料的密封座，保證了非工作狀態(tài)下的密封效果；同時采用壓板將密封座和噴嘴壓緊在閥座上，密封座與噴嘴上的凸環(huán)構(gòu)成了密封副，保證了針閥開啟時工作氣流完全流經(jīng)噴嘴內(nèi)孔噴出，不會由密封座與噴嘴之間的間隙損耗；在密封座側(cè)面開槽，放置O型圈，保證工作介質(zhì)不會由密封墊與閥座之間的間隙泄漏；漏率彡1X10 2PaL/s，滿足推進(jìn)系統(tǒng)的漏率指標(biāo)要求。
[0014](2)由于微小流量調(diào)節(jié)機構(gòu)的閥口通徑僅有0.28mm,采用小角度針閥作為運動部件，可以提高氣體流量調(diào)節(jié)的有效距離，實現(xiàn)了微小流量的穩(wěn)定輸出。通過采用本發(fā)明的氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)可實現(xiàn)3mg/s-20mg/s (氮氣)流量范圍內(nèi)的連續(xù)、穩(wěn)定、快速調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明流量調(diào)節(jié)機構(gòu)簡圖；
[0016]圖2為本發(fā)明流量調(diào)節(jié)機構(gòu)部分零件三維簡圖；
[0017]圖3a為針閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3b為針閥開啟節(jié)流面積與閥口面積比值和行程關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明的一種微小氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)主要是為了實現(xiàn)氣體流量的連續(xù)調(diào)節(jié)，為了實現(xiàn)調(diào)節(jié)功能，設(shè)計了針閥，為了能夠有效調(diào)節(jié)，針閥的圓錐角應(yīng)該越小越好，這樣有效調(diào)節(jié)能力越強，特別是在使用比例電磁鐵進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下，更應(yīng)使針閥調(diào)節(jié)距離加大，進(jìn)而滿足連續(xù)調(diào)節(jié)要求；本發(fā)明還通過密封座與噴嘴的配合，防止氣體泄漏，包括在密封座與閥座之間設(shè)置密封圈(O形圈)，在最外側(cè)通過壓板將密封座與噴嘴壓緊，保證密封性能。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明詳細(xì)說明:
[0020]圖1為本發(fā)明流量調(diào)節(jié)機構(gòu)縱向剖視圖，圖2為內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維示意圖，從圖1、圖2中可以看出，流量調(diào)節(jié)機構(gòu)包括針閥1、0形圈4、密封座3、壓板2、噴嘴5、閥座6 ;閥座6上設(shè)置有階梯型的貫通孔，依次分別為第一階梯孔6-1、第二階梯孔6-2和第三階梯孔6-3，第一階梯孔6-1的直徑小于第二階梯孔6-2的直徑，第二階梯孔6-2的直徑小于第三階梯孔6-3的直徑，也可以沒有第三階梯孔6-3，但第三階梯孔6-3主要是為了通過壓板將密封座3和噴嘴5壓緊安裝，即為了壓裝方便而設(shè)計；噴嘴5包括小圓柱部分和大圓柱部分，沿其軸線設(shè)置有貫通的第一閥孔，噴嘴5從閥座6的所述第二階梯孔6-2 —端裝入閥座6 (若有第三階梯孔，則噴嘴5分別穿過第三階梯孔6-3和第二階梯孔后安裝)，安裝后，噴嘴5的小圓部分外壁與閥座6的第一階梯6-2孔間隙配合，為了防止過定位，大圓柱部分與閥座6的第二階梯6-2孔配合，保證定位精度；密封座3沿其軸線設(shè)置有中心孔，其從閥座6的第二階梯孔6-2 —端裝入閥座6 (若有第三階梯孔，則穿過第三階梯孔6-3后安裝)，密封座3的一個端面與噴嘴5的大圓柱部分外端面緊密貼合，其中心孔與噴嘴5的第一閥孔同軸，形成氣體流通通道，密封座3的外壁與閥座6的第二階梯孔6-2緊密配合；所述針閥I包括大端和小端，其中，優(yōu)選的，大端的直徑大于所述第一閥孔的直徑，這樣才能實現(xiàn)氣體流量從零到最大的連續(xù)調(diào)節(jié)，但小端的直徑必須小于第一閥孔的直徑，且大端到小端呈平滑過渡，通過調(diào)節(jié)針閥I插入密封座中心孔的深度，可實現(xiàn)通過第一閥孔氣體流量的調(diào)節(jié)。環(huán)繞密封座3的外壁還設(shè)置有環(huán)形凹陷，在環(huán)形密封座3的外壁與閥座5的第二階梯孔6-2內(nèi)壁緊密貼合，為了防止氣體從縫隙中泄漏，在所述環(huán)形凹陷處還設(shè)置有O形圈4，其為橡膠材料，因為金屬與金屬接觸無法保證氣密性。本發(fā)明設(shè)計的針閥I為長錐形，應(yīng)該保證針閥I大端直徑與噴嘴5第一閥口直徑之比大于I，這樣才能實現(xiàn)對氣體流量調(diào)節(jié)從O到最大，調(diào)整范圍最寬。壓板2為中空結(jié)構(gòu)，外壁設(shè)置有外螺紋，在噴嘴5與密封座3安裝后，將壓板2置于閥座6的第三階梯孔，并旋入該內(nèi)螺紋，通過逐漸旋緊，可實現(xiàn)壓板2對密封座3端面的壓緊，確保安裝到位。
[0021]本發(fā)明的氣體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)的安裝、配合及工作過程如下:
[0022]安裝時，首先將噴嘴5裝入閥座6中，噴嘴5的大尺寸外圓與閥座6配合內(nèi)孔采用精密配合，保證兩零件的同軸度；噴嘴5的小