一种用于气瓶开启的电爆阀的制作方法

1.本发明涉及电爆阀技术领域。


背景技术：

2.随着航天航空领域的发展，对航天航空动力系统提出了更高的要求。现今，航天航空动力系统正朝着集成化、经济化、轻量化、小型化的趋势发展，航天航空动力系统大量应用高压气瓶，一般高压气瓶开启通过电爆阀实现，目前大多数电爆阀通过胶圈、垫片进行密封，但在飞行器运行过程中，其内部的温度随着运行时间、外部环境的变化产生巨大变化，会经历高温、低温，对胶圈、垫片的性能产生影响，导致电爆阀的密封性不满足要求，同时要求电爆阀中点火器的起爆压力较为苛刻，总体可靠性有待提高。


技术实现要素：

3.本发明所解决的技术问题是提供一种密封性好、耐高温、使用范围更宽泛的用于气瓶开启的电爆阀。
4.本发明采用的技术方案是一种用于气瓶开启的电爆阀，包括三通结构的壳体，壳体内安装有切刀，壳体前安装接嘴，接嘴连接于气瓶，壳体后侧连接点火器，切刀包括端头和柱体，端头上设有薄膜，薄膜焊接在接嘴与壳体连接处，柱体后端面和点火器保持一段距离，切刀的端头直径大于柱体直径，端头后缘为锥形的卡紧面，
5.壳体包括由前至后的刀头腔、卡箍腔和点火腔，刀头腔向下为排气腔，切刀的端头在刀头腔内滑动，切刀的柱体与卡箍腔间隙配合，壳体的刀头腔和卡箍腔相接处设有内锥面，内锥面和切刀端头的锥形卡紧面相适配，内锥面角度小于端头卡紧面角度1
°‑3°
；
6.接嘴上安装有弹性材料制成的弹垫，弹垫和切刀端头的前端面相适配。
7.弹垫呈圆环形，切刀端头前端面呈圆形，切刀向前冲击时圆形的边缘撞击弹垫被向后弹。
8.切刀柱体与壳体卡箍腔的间隙为0.01mm-0.05mm。
9.接嘴为金属材料；弹垫为工程塑料，保证一定弹性，而且耐高温；薄膜为不锈钢材料制成，厚度为0.4mm-0.8mm。
10.点火器安装在壳体后端，此处螺旋状排气槽。
11.本发明的有益效果是，避免了采用胶圈、垫片等非金属的密封结构，使电爆阀满足各种温度下的密封性能，切刀上的薄膜经过点火器起爆力的冲击断裂，同时利用气瓶本身压力，使切刀卡在壳体上，电爆阀通路完全打开。本发明用于气瓶开启的电爆阀，通用化程度高，且有耐高温、耐低温，结构简单，经济性好等特点。
附图说明
12.图1为本发明结构示意图。
13.图2为壳体结构示意图。
14.图3为接嘴结构示意图。
15.图4为弹垫结构示意图。
16.图5为切刀结构剖视图。
17.图6为切刀结构立体示意图。
18.图7为切刀结构另一视角的立体示意图。
19.图8为点火器结构示意图。
20.图中标记为：1-接嘴，2-弹垫，3-切刀，31-端头，32-柱体，33-薄膜，35-卡紧面，4-壳体，41-刀头腔，42-卡箍腔，43-点火腔，44-排气腔，45-内锥面，5-点火器。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明作进一步说明。
22.如图1所示，本发明的电爆阀包括接嘴1、壳体4、切刀3、提供弹力的弹垫2、提供动力的点火器5，壳体4内安装切刀3，壳体4前安装金属材料的接嘴1，接嘴1连接于气瓶，壳体4后侧连接点火器5。
23.切刀3的具体结构如图5至图7所示，包括端头31和柱体32，端头31上设有薄膜33，用于密封高压气瓶中高压气体，通过焊接形式，将薄膜33与接嘴1、壳体4焊接，柱体32后端面和点火器5保持一段距离，切刀的端头直径大于柱体直径，端头31后缘为锥形的卡紧面35。切刀的作用是在点火器启动前，密封气瓶内气体，点火器启动后，挣脱其前端的薄膜33打通通路，并在气瓶压力及弹垫2弹力作用下回弹，卡紧在壳体4上，实现通路完全打开，
24.弹垫2安装在接嘴1内腔，由弹性材料制成的弹垫，位于切刀3前方，弹垫2和切刀3端头31的前端面相适配，弹垫的作用是提供弹力，使切刀回弹。
25.点火器作用是提供高压燃气，推动切刀3快速运动。
26.壳体4作用是电爆阀主体，安装点火器5，使切刀3固定在不影响通路的位置，同时使电爆阀点火器端内外压强一致，并提供切刀运动路径。具体包括如图2所示，由前至后的刀头腔41、卡箍腔42和点火腔43，刀头腔41向下为排气腔44，切刀的端头31在电爆阀开始时在刀头腔41内滑动，切刀3的柱体32与卡箍腔42间隙配合，壳体4的刀头腔41和卡箍腔42相接处设有内锥面45，内锥面45和切刀端头的锥形卡紧面35相适配，内锥面45角度小于端头卡紧面35角度1
°‑3°
；
27.在电爆阀开启瞬间，点火器5产生的高压燃气推动切刀3向前运动，薄膜33破裂，通路打开，在高压气瓶内高压气体作用下，同时由于切刀3冲击接嘴1上的弹垫2，使切刀3向后回弹，切刀3的锥形卡紧面35卡在壳体的内锥面45上，将切刀3固定，保持气路畅通没，高压气瓶中高压气体通过排气腔44释放。为确保卡紧效果，壳体内锥面45和切刀卡紧面35之间的角度只差最好保持在3
°‑5°
，壳体内锥面45,45-50，切刀外锥面50-55。3-5
°
28.为了使点火器5产生的高压燃气推动切刀3向前滑动，柱体32和卡箍腔42的间隙需要保持在一个合适的值，0.01mm-0.05mm，最佳间隙为0.04mm，既可以保证滑动顺畅，又不会漏气过多。
29.其中，点火器5与壳体4连接处，设有螺旋状排气槽，排气槽设置在壳体4上。点火器起爆后，点火器产生的高压燃气通过螺旋槽排出，使点火器在电爆阀壳体中产生的压强降低，降低切刀3向后运动时所受到来自点火腔43的气压。
30.本发明的用于气瓶开启的电爆阀，使用切刀、薄膜开启结构，并通过气瓶压力、弹垫弹力提供动能，使切刀卡紧在壳体上，保证气体通路无阻，避免了采用胶圈、垫片等非金属的密封结构，使电爆阀满足各种温度下的密封性能，整体具有较高的可靠性。可以使电爆阀在高温、低温环境下工作，且结构简单，经济性好，可适用于航天航空动力装置中的大部分气体，且适用压力范围广，通用性强。


技术特征：
1.一种用于气瓶开启的电爆阀，包括三通结构的壳体，壳体内安装有切刀，壳体前安装接嘴，接嘴连接于气瓶，壳体后侧连接点火器，其特征在于：所述切刀包括端头和柱体，端头上设有薄膜，薄膜焊接在接嘴与壳体连接处，柱体后端面和点火器保持一段距离，切刀端头直径大于柱体直径，端头后缘为锥形的卡紧面，壳体包括由前至后的刀头腔、卡箍腔和点火腔，刀头腔向下为排气腔，切刀的端头在刀头腔内滑动，切刀的柱体与卡箍腔间隙配合，壳体的刀头腔和卡箍腔相接处设有内锥面，内锥面和切刀端头的锥形卡紧面相适配，内锥面角度小于端头卡紧面角度1
°‑3°
；接嘴上安装有弹性材料制成的弹垫，弹垫和切刀端头的前端面相适配。2.如权利要求1所述的一种用于气瓶开启的电爆阀，其特征在于：所述弹垫呈圆环形，切刀端头前端面呈圆形，切刀向前冲击时圆形的边缘撞击弹垫被向后弹。3.如权利要求1所述的一种用于气瓶开启的电爆阀，其特征在于：所述切刀柱体与壳体卡箍腔的间隙为0.01mm-0.05mm。4.如权利要求1所述的一种用于气瓶开启的电爆阀，其特征在于：所述接嘴为金属材料。5.如权利要求1所述的一种用于气瓶开启的电爆阀，其特征在于：所述弹垫为工程塑料。6.如权利要求1所述的一种用于气瓶开启的电爆阀，其特征在于：所述薄膜为不锈钢材料制成，厚度为0.4mm-0.8mm。7.如权利要求1所述的一种用于气瓶开启的电爆阀，其特征在于：所述点火器安装在壳体后端，壳体与点火器连接处设有排气槽。8.如权利要求7所述的一种用于气瓶开启的电爆阀，其特征在于：所述排气槽呈螺旋状。

技术总结
本发明公开了一种用于气瓶开启的电爆阀，电爆阀包括与气瓶连接的接嘴、壳体、密封及打通气瓶的切刀、提供弹力的弹垫、提供动力的点火器，接嘴螺纹端与气瓶连接，另一端与切刀、壳体焊接连接固定，弹垫安装在接嘴内部，点火器安装在壳体上，点火器点火推动切刀，切刀运动将切刀上的薄膜冲破，使电爆活门形成通路。本发明的电爆阀通用化程度高，耐高温、耐低温，结构简单，经济性好，可广泛适用于高压气瓶中气体密封及释放。体密封及释放。体密封及释放。


技术研发人员：王维东 廉彬 胡森 苏雷 刘博 王冲 张阔 柏长青
受保护的技术使用者：沈阳航天新光集团有限公司
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/11/11