[发明专利]一种凸轮机构的电动梭阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动阀门，可用于航天环控生保系统的再生式CO2去除系统和再生式微量有害气体去除系统的吸附和解析。

背景技术

航天环控生保系统为航天器上的人员提供生命保障所需的空气，同时净化、吸收航天员在太空产生的废气以及内部装置产生的微量有害气体。该系统包含各种物理、化学反应装置和各种手动、电动阀门，在航天器的整个生命周期一直工作，每个工作流程均通过相应阀门的开关，来完成气路系统的切换。

目前，手动选择阀较多采用球阀，其结构简单，流阻小，密封性能好，但流路的切换必须提供长转轴的移动路径，或者在90度换向路径的情况下必须能够反向操作。例如，公开号为CN1639491A，名称为“三通球阀”的中国专利公开了一种阀门，包括阀体、传动元件、换向元件、基座件和密封垫等，阀球和阀体通过密封垫实现流道密封。其中，换向元件具有三个在共同的平面上以120度间隔的盲孔，使阀门在两个端口之间切换的转轴不需要在一个方向被转动后再在相反的方向上被转动，而是只在一个方向上驱动转轴，每转动60度，球阀从一个端口切换到另一个端口。但是，换向元件与密封垫之间的密封性与装配时的预紧力有直接关系，为了提高密封性能，需要加大密封垫的预紧力，必然会增加换向件与密封垫之间的滑动摩擦力，以提高阀门切换操作的转动力矩。同时，长周期运行后，密封垫会发生磨损，密封性能下降，同时产生多余物，因此无法满足航天气路系统的洁净度要求。

在环控生保系统中，需要一种生命周期覆盖地面、发射、在轨、返回阶段等多种力学环境的电动阀门，不仅需要质积比小、电驱动、转动力矩小、工作寿命长，而且能适应空间环境和洁净度等多指标的阀门，普通的手动选择阀门已经无法满足这一特定要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于航天环控生保系统的凸轮机构的电动梭阀，该阀门采用电机单向驱动，具有结构简单，密封性能好，驱动力矩小，不产生多余物，使用寿命长的特点。

本发明的技术解决方案是：一种凸轮机构的电动梭阀，包括三通阀体、法兰端盖、导杆、阀芯、密封压盖、阀杆、第一轴承、固定环、连接框架、第二轴承；所述的三通阀体为两位三通结构，设有三个呈倒T形分布的孔形成位于顶部的入口以及位于两侧的出口，法兰端盖固定连接在出口处，密封压盖固定连接在入口处；阀芯位于法兰端盖与三通阀体的连接处，导杆穿过阀芯并与阀芯固定连接为一体；阀杆穿过密封压盖并深入三通阀体内部通过第一轴承和第二轴承装配在三通阀体内部；阀杆中部加工有偏心圆凸轮；导杆的位于三通阀体内部的一端通过固定环与连接框架固定连接，使得两个导杆抵住所述凸轮并形成一体化联动结构；通过阀杆的旋转带动所述的凸轮转动，由此使得一侧的阀芯远离法兰端盖使得入口和一侧的出口连通；通过导杆往复运动压紧阀芯与法兰端盖实现流路切换。

电动梭阀还包括第一密封填料、第二密封填料、碟簧和上压盖，第一密封填料和第二密封填料位于阀杆与密封压盖之间，并通过碟簧和上压盖压紧，进行密封预紧和密封力补偿；所述的第一密封填料和第二密封填料均为楔形密封填料，材料为聚四氟乙烯。

所述的导杆与阀芯之间安装有碟簧，通过导杆与阀芯的相对运动压缩碟簧实现密封力补偿。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明中，凸轮机构的从动件为移动式阀杆，连接框架把两个从动件连为一体，实现了两个从动件的联动，避免了使用弹簧回弹机构，从而简化了阀门结构，提高了整体的可靠性。同时，该结构使得采用电机单向驱动阀杆即可完成流路的切换，结构简单；

(2)本发明中，阀芯和导杆之间使用碟簧进行密封力补偿。在阀芯处，通过串联使用几个碟簧，可以增大碟簧的压缩行程，从而降低凸轮机构的磨损量对密封性能的影响，提高了阀门的工作寿命；

(3)本发明阀门的内密封采用端面密封结构，橡胶端面与法兰端盖之间形成首个密封，阀芯下端锥面与法兰端盖内锥面形成第二个密封。该端面密封结构避免了密封件与换向件的滑动摩擦，减小了阀杆的驱动力矩。同时，密封件不会发生磨损，不产生多余物，提高了阀门的工作寿命；

(4)本发明中，动密封填料材料选用聚四氟乙烯材料，表面进行抛光处理，有效降低了阀杆处的摩擦阻力。在阀杆凸轮外立面以及导杆端面上进行润滑处理，可以形成一层固体润滑膜，有效降低凸轮与阀芯之间的滑动摩擦力，减小阀门的驱动力矩，从而降低电机的功耗。

附图说明

图1为本发明电动梭阀的立体图；

图2为本发明电动梭阀的整体剖面图；

图3为本发明电动梭阀的俯视图；