[发明专利]阶梯密封结构及适用于大压力跨度的阀体结构

说明书

本发明提供了一种阶梯密封结构及适用于大压力跨度的阀体结构，阶梯密封结构包括座体以及配合芯，所述座体上设置有凸出端面以及座体流道，所述凸出端面沿座体流道的周向布置且凸出端面沿座体的径向向外依次设置有第一刃口、第二刃口，沿凸出端面凸出的方向上第一刃口凸出到第二刃口的外部；当所述配合芯受到朝向座体的第一压力挤压时，配合芯与第一刃口密封贴合；当配合芯受到朝向座体的第二压力挤压时，配合芯与第一刃口、第二刃口均密封贴合，第二压力大于第一压力，本发明采用阶梯双刃口形式，与配合芯一起形成软对硬阶梯双刃口密封结构，适用于大跨度压力工况，结构简单，设计巧妙，解决了整阀体积大、重量大的缺陷。

技术领域

本发明涉及流体密封结构领域，具体地，涉及一种阶梯密封结构及适用于大压力跨度的阀体结构。

背景技术

在航天阀门的使用过程中，经常会出现一些压力范围大的工况。比如某航天器的工作压力范围为4.5MPa～35MPa。在传统的设计中，通常采用普通的平面密封。密封力由弹簧力和气压力提供。为了在高压段使非金属变形量控制在弹性变化以内，阀座刃口就必须设计得较宽，但低压时阀门密封副的密封比压就很低，无法有效密封；某航天器充气阀已多次出现低压泄漏情况。若为了满足低压时密封比压满足要求，高压时的密封比压就会远高于非金属的许用密封比压力，密封结构可能遭到破坏。为了减小气压力对密封比压的影响，就要大大提高弹簧力。这就会带来弹簧体积及整阀体积增加，从而带来重量增加。

专利文献CN211693499U公开了一种球瓶用径向结合轴向双密封结构，所述球瓶的瓶体内侧壁与球瓶的检修口内侧壁相接处设置有凸肩，所述瓶体内设置有可移动的用于密封检修口的内密封件，所述内密封件设置有与所述凸肩匹配的锥形密封部和阶梯密封部。本实用新型通过设置自下而上、由内至外用于密封检修口的内密封件，当瓶体内充满高压气体后，瓶体内的高压气体由内而外对内密封件施加压力，将内密封件压紧贴合凸肩，但该设计不适用于频繁开关的大压力跨度的密封结构。

为避免现有技术的不足，并彻底解决传统结构存在的问题，需要设计一种新型的密封结构。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种阶梯密封结构及适用于大压力跨度的阀体结构。

根据本发明提供的一种阶梯密封结构，包括座体以及配合芯；

所述座体上设置有凸出端面以及座体流道，所述凸出端面沿所述座体流道的周向布置且所述凸出端面沿所述座体的径向向外依次设置有第一刃口、第二刃口，沿所述凸出端面凸出的方向上所述第一刃口凸出到所述第二刃口的外部；

当所述配合芯受到朝向所述座体的第一压力挤压时，所述配合芯与所述第一刃口密封贴合；当所述配合芯受到朝向所述座体的第二压力挤压时，所述配合芯与所述第一刃口、第二刃口均密封贴合，其中，第二压力大于第一压力。

优选地，沿所述座体的径向方向上所述第一刃口的宽度小于所述第二刃口的宽度。

优选地，所述第二压力的最大取值为35MPa，所述第一压力的最小取值为4.5MPa。

优选地，所述凸出端面采用钛合金材质制作，所述配合芯采用聚三氟氯乙稀材质制作。

优选地，所述配合芯的许用密封比压为45MPa。

优选地，所述第一刃口与第二刃口的连接处平滑过渡。

根据本发明提供的一种适用于大压力跨度的阀体结构，包括前底座、阀体、阀芯组件、弹性体、后底座以及权利要求至任一项所述的阶梯密封结构；

所述前底座、后底座分别安装在所述阀体的前端、后端并共同围绕形成容置空间，所述座体、阀芯组件依次设置在所述容置空间中；

所述配合芯设置在所述阀芯组件朝向所述座体的一端，所述阀芯组件朝向后底座的一端设置有容纳腔室，所述弹性体安装在所述容纳腔室中并延伸到所述容纳腔室的外部连接所述后底座。