[实用新型]一种用于液体火箭发动机的球阀

说明书

本实用新型提供了一种用于液体火箭发动机的球阀，包含壳体、球体、驱动装置、阀座和膜盒组件，其中，所述壳体内设有供液体介质流通的通道，所述球体通过所述驱动装置带动旋转，以使所述球体上的通道体与所述通道彼此导通或关闭，从而实现液体介质的流通或截止。所述阀座和所述膜盒组件位于所述壳体的介质入口端，所述阀座嵌套在所述膜盒组件内侧，所述膜盒组件的外侧与所述壳体固定连接，所述膜盒组件具有气动控制腔，通过向所述气动控制腔充、放气以实现所述膜盒组件在所述通道轴向方向的伸长或收缩，带动所述阀座沿轴向移动用以调节所述底座与所述球体之间的间隙。本申请的球阀结构，可以避免球阀内部的阀座密封面与球体表面摩擦，安全可靠。

技术领域

本实用新型涉及动力系统阀门技术领域，尤其涉及用于液体火箭发动机的球阀。

背景技术

随着航天产业的快速发展，火箭领域所涉及的各项技术也实现了突飞猛进。阀门是实现液体火箭发动机启动和关机的重要部件。低温液体火箭发动机的介质为超低温推进剂，介质温区通常在20K～120K左右，压力在10MPa以上。阀门操作气通常为压力20MPa左右的高压气。

球阀是液体火箭发动机推进剂供应系统的重要部件。球阀能够按照指令打开和关闭。在球阀打开和切断燃料的初始时刻，因其内的球体与阀座直接接触，球体在转动时会导致阀座密封面与球体表面摩擦，造成球体和阀座之间的磨损。在此情况下，长时间使用会降低阀座密封性能，大幅缩短球阀使用寿命，且密封性能的降低也会直接影响燃料供给，进一步影响发动机的安全。另外，由于阀座密封面与球体表面直接接触，驱动球阀转动的驱动机构需要输出更大的驱动力，导致设备结构更复杂。

亟需提供一种球阀，以在不影响密封效果的情况下，提高球阀的使用寿命，同时降低设备复杂程度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于液体火箭发动机的球阀，通过对球阀内部进行优化，可以有效避免球阀内部的阀座密封面与球体表面摩擦，在不影响密封效果的情况下，提高球阀的使用寿命，降低设备复杂程度，同时降低设备复杂程度，从而提高液体火箭发动机工作可靠性及效率。

本实用新型的提供一种用于液体火箭发动机的球阀，包含壳体、球体、驱动装置、阀座和膜盒组件，其中，

所述壳体内设有供液体介质流通的通道，所述球体通过所述驱动装置带动旋转，以使所述球体上的通道体与所述通道彼此导通或关闭，从而实现液体介质的流通或截止；

所述阀座和所述膜盒组件位于所述壳体的介质入口端，所述阀座嵌套在所述膜盒组件内侧，所述膜盒组件的外侧与所述壳体固定连接，所述膜盒组件具有气动控制腔，通过向所述气动控制腔充、放气以实现所述膜盒组件在所述通道轴向方向的伸长或收缩，带动所述阀座沿轴向移动用以调节所述底座与所述球体之间的间隙。

进一步的，所述壳体入口端设有用于对所述膜盒组件限位的固定盖，所述固定盖上表面与所述膜盒组件下表面之间具有供所述膜盒组件轴向移动的空间。

进一步的，所述固定盖周向外表面与所述壳体的内表面相互紧贴，且两者通过螺纹连接。

进一步的,所述膜盒组件包含上盖板、中盖板、下盖板和所述膜片结构，所述膜片结构包含大膜片组和小膜片组，其中，

所述上盖板与所述中盖板相互连接形成第一空间，所述上盖板和所述中盖板靠近所述通道的轴线端分别与所述小膜片组和所述大膜片组连接，所述小膜片组和所述大膜片组另一端分别与所述下盖板上表面连接，所述小膜片组、所述大膜片组、所述下盖板形成第二空间，所述第一空间和所述第二空间构成彼此连通的所述气动控制腔。

进一步的,所述上盖板靠近所述球体的一侧设有支撑台，所述支撑台用于所述阀座向所述固定盖一侧移动时起到导向作用，且所述阀座靠近所述固定盖端与所述下盖板连接，气体经过所述第一空间和所述第二空间后作用在所述下盖板上，使得所述下盖板带动所述阀座移动以使所述阀座与所述球体分离。