一种用于火箭发动机的卸荷阀芯及火箭发动机

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一种用于火箭发动机的卸荷阀芯及火箭发动机
申请号	CN202210417403.0	申请日	2022-04-20	公开(公告)号	CN115013538A	公开(公告)日	2022-09-06
申请人	航天科工火箭技术有限公司;			发明人	李健; 朱崇涛; 陈苗; 何海涛; 胡锐;
摘要	本发明公开了一种用于火箭发动机的卸荷阀芯及火箭发动机，其中卸荷阀芯通过设置阀体与阀芯，阀体上开设有用于流体进入的入口以及用于流体排出的出口，且出口与入口之间具有第一空间，阀芯活动设于阀体上，阀芯一端设有的封堵端内具有第二空间，封堵端上开设有与第二空间相连通的连通孔，阀芯具有保持入口与出口之间相连通的打开状态，以及通过封堵端封堵出口的封堵状态，当入口内注入流体，流体穿过第一空间从出口排出，当阀芯从打开状态切换至封堵状态时，第一空间内的流体穿过连通孔进入第二空间内，进而降低流体对阀芯运动产生的阻力，降低阀芯运动的动力需求，降低阀门重力的同时，缩小整体结构大小。
权利要求	1.一种用于火箭发动机的卸荷阀芯，其特征在于，其包括：阀体(1)，上开设有用于流体进入的入口(11)以及用于流体排出的出口(12)，所述出口(12)与所述入口(11)之间具有第一空间(13)；阀芯(2)，活动设于所述阀体(1)上，所述阀芯(2)一端具有封堵端(21)，所述封堵端(21)内具有第二空间(22)，所述封堵端(21)上开设有与所述第二空间(22)相连通的连通孔(23)，所述阀芯(2)具有保持所述入口(11)与所述出口(12)之间相连通的打开状态，以及通过所述封堵端(21)封堵所述出口(12)的封堵状态；当所述阀芯(2)从所述打开状态切换至所述封堵状态时，所述第一空间(13)内的流体穿过所述连通孔(23)进入所述第二空间(22)内。 2.如权利要求1所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：所述出口(12)与所述第一空间(13)连接处具有锥面(31)，当所述阀芯(2)处于所述封堵状态时，所述锥面(31)用于与所述封堵端(21)抵持。 3.如权利要求2所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：所述封堵端(21)上设有用于与所述锥面(31)抵持的第一密封机构(32)。 4.如权利要求3所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：第一密封机构(32)为锥形阀门密封副。 5.如权利要求1所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：所述阀体(1)内还设有用于容置所述封堵端(21)的第三空间(14)，所述封堵端(21)一端延伸至所述第三空间(14)内，且所述第三空间(14)与所述第二空间(22)相连通。 6.如权利要求5所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：所述封堵端(21)的外壁与所述第三空间(14)的内壁贴合。 7.如权利要求6所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：沿所述封堵端(21)的移动方向，所述封堵端(21)的高度大于所述第一空间(13)的内部高度。 8.如权利要求7所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：所述封堵端(21)与所述第三空间(14)的内壁之间设有第二动密封结构(33)。 9.如权利要求1所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)，其特征在于：所述阀芯(2)与所述阀体(1)之间设有第三动密封结构(34)。 10.一种火箭发动机，其特征在于：包括如权利要求1‑9中任一项所述的用于火箭发动机的卸荷阀芯(2)。
说明书全文	一种用于火箭发动机的卸荷阀芯及火箭发动机技术领域 [0001] 本申请涉及液体火箭发动机技术领域，特别涉及一种用于火箭发动机的卸荷阀芯及火箭发动机。背景技术 [0002] 液体火箭发动机是依靠液体推进剂的燃烧产生推力的，发动机液体推进剂的供应系统中需要用到各类不同功能的阀门，以控制液体推进剂和增压气体的通断。随着发动机推力的增大，整个发动机系统压力都会相应增高，阀门的口径也会增大，对应阀芯的受力面积也会增大，因此阀门工作中需要承受的压力也更大，伴随阀芯运动进行调节流量的时候，阀芯承受较大压力，阀芯工作的时候需要克服这些压力，这就使驱动阀芯运动的动力需要很大，这不利于阀门的轻小型化和电动化。发明内容 [0003] 针对现有技术中存在的缺陷，本申请提供一种用于火箭发动机的卸荷阀芯及火箭发动机，以解决现有技术中的卸荷阀芯需要配置很大的驱动力才能工作的问题。 [0004] 本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的： [0005] 一种用于火箭发动机的卸荷阀芯，其包括： [0006] 阀体，上开设有用于流体进入的入口以及用于流体排出的出口，所述出口与所述入口之间具有第一空间； [0007] 阀芯，活动设于所述阀体上，所述阀芯一端具有封堵端，所述封堵端内具有第二空间，所述封堵端上开设有与所述第二空间相连通的连通孔，所述阀芯具有保持所述入口与所述出口之间相连通的打开状态，以及通过所述封堵端封堵所述出口的封堵状态； [0008] 当所述阀芯从所述打开状态切换至所述封堵状态时，所述第一空间内的流体穿过所述连通孔进入所述第二空间内。 [0009] 进一步地，所述出口与所述第一空间连接处具有锥面，当所述阀芯处于所述封堵状态时，所述锥面用于与所述封堵端抵持。 [0010] 进一步地，所述封堵端上设有用于与所述锥面抵持的第一密封机构。 [0011] 进一步地，所述第一密封机构为锥形阀门密封副。 [0012] 进一步地，所述阀体内还设有用于容置所述封堵端的第三空间，所述封堵端一端延伸至所述第三空间内，且所述第三空间与所述第二空间相连通。 [0013] 进一步地，所述封堵端的外壁与所述第三空间的内壁贴合。 [0014] 进一步地，沿所述封堵端的移动方向，所述封堵端的高度大于所述第一空间的内部高度。 [0015] 进一步地，所述封堵端与所述第三空间的内壁之间设有第二动密封结构。 [0016] 进一步地，所述阀芯与所述阀体之间设有第三动密封结构。 [0017] 基于相同的发明构思，本发明还提供一种火箭发动机，包括上述用于火箭发动机的卸荷阀芯。 [0018] 与现有技术相比，本发明的优点在于： [0019] 本发明中的卸荷阀芯通过设置阀体与阀芯，阀体上开设有用于流体进入的入口以及用于流体排出的出口，且出口与入口之间具有第一空间，阀芯活动设于阀体上，阀芯一端设有的封堵端内具有第二空间，封堵端上开设有与第二空间相连通的连通孔，阀芯具有保持入口与出口之间相连通的打开状态，以及通过封堵端封堵出口的封堵状态，当入口内注入流体，流体穿过第一空间从出口排出，当阀芯从打开状态切换至封堵状态时，第一空间内的流体穿过连通孔进入第二空间内，进而降低流体对阀芯运动产生的阻力，降低阀芯运动的动力需求，降低阀门重力的同时，缩小整体结构大小。附图说明 [0020] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0021] 图1为本申请实施例提供的卸荷阀芯的结构示意图； [0022] 图中：1、阀体；11、入口；12、出口；13、第一空间；14、第三空间；2、阀芯；21、封堵端；22、第二空间；23、连通孔；31、锥面；32、第一密封机构；33、第二动密封结构；34、第三动密封结构。具体实施方式 [0023] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。 [0024] 实施例1 [0025] 如图1所示，一种用于火箭发动机的卸荷阀芯，其包括阀体1和阀芯2，其中： [0026] 阀体1上开设有用于流体进入的入口11以及用于流体排出的出口12，所述出口12与所述入口11之间具有第一空间13。 [0027] 流体通过入口11进入阀体1的第一空间13内，并在通过第一空间13后，从出口12排出。 [0028] 阀芯2活动设于所述阀体1上，所述阀芯2一端具有封堵端21，所述封堵端21内具有第二空间22，所述封堵端21上开设有与所述第二空间22相连通的连通孔23，所述阀芯2具有保持所述入口11与所述出口12之间相连通的打开状态，以及通过所述封堵端21封堵所述出口12的封堵状态。 [0029] 当阀芯2处于打开状态时，流体通过入口11进入阀体1的第一空间13内，并在通过第一空间13后，顺畅从出口12排出。 [0030] 当阀芯2处于封堵状态时，流体通过入口11进入阀体1的第一空间13内，封堵端21封堵出口12，并阻隔流体从第一空间13内进入到出口12处，限制流体从出口12排出。 [0031] 当所述阀芯2从所述打开状态切换至所述封堵状态时，所述第一空间13内的流体穿过所述连通孔23进入所述第二空间22内。 [0032] 本实施例的工作原理是：该卸荷阀芯通过设置阀体1与阀芯2，阀体1上开设有用于流体进入的入口11以及用于流体排出的出口12，且出口12与入口11之间具有第一空间13，阀芯2活动设于阀体1上，阀芯2一端设有的封堵端21内具有第二空间22，封堵端21上开设有与第二空间22相连通的连通孔23，阀芯2具有保持入口11与出口12之间相连通的打开状态，以及通过封堵端21封堵出口12的封堵状态，当入口11内注入流体，流体穿过第一空间13从出口12排出，当阀芯2从打开状态切换至封堵状态时，第一空间13内的流体穿过连通孔23进入第二空间22内，进而降低流体对阀芯2运动产生的阻力，降低阀芯2运动的动力需求，降低阀门重力的同时，缩小整体结构大小 [0033] 进一步地，在上述实施例的基础上，所述出口12与所述第一空间13连接处具有锥面31，当所述阀芯2处于所述封堵状态时，所述锥面31用于与所述封堵端21抵持，避免阀芯2在靠近出口12时，出现移动位置的误差，导致封堵端21外周出现缝隙，进而导致阀芯2的封堵效果降低。 [0034] 进一步地，在上述实施例的基础上，所述封堵端21上设有用于与所述锥面31抵持的第一密封机构32。 [0035] 进一步地，在上述实施例的基础上，所述第一密封机构32为锥形阀门密封副，以便于与出口12和第一空间13连接处的锥面31相匹配，提高贴合度，提高封堵效果。 [0036] 当阀芯2处于封堵状态时，流体通过入口11进入阀体1的第一空间13内，封堵端21封堵出口12时，提高封堵端21与出口12一侧的接触封堵效果，提高封堵端21与出口12一侧的接触稳定性，以提高密封性，并阻隔流体从第一空间13内进入到出口12处，限制流体从出口12排出。 [0037] 进一步地，在上述实施例的基础上，所述阀体1内还设有用于容置所述封堵端21的第三空间14，所述封堵端21一端延伸至所述第三空间14内，且所述第三空间14与所述第二空间22相连通。 [0038] 阀体1上的第三空间14与封堵端21上的第二空间22相连通，当所述阀芯2从所述打开状态切换至所述封堵状态时，所述第一空间13内的流体穿过所述连通孔23进入所述第二空间22内，且第三空间14对于第二空间22的空间扩展，避免第二空间22容积较小，形成内部压力，便于封堵端21的移动操作。 [0039] 当所述阀芯2从所述封堵状态切换至所述打开状态时，封堵端21靠近第三空间14的一端延伸至第三空间14内，并在阀芯2带动封堵端21移动的过程中，封堵端21与开口分离，第一空间13再次连通入口11与出口12，提高空间利用率，降低阀体1的整体体积。 [0040] 进一步地，在上述实施例的基础上，所述封堵端21的外壁与所述第三空间14的内壁贴合，提高密封性。 [0041] 进一步地，在上述实施例的基础上，沿所述封堵端21的移动方向，所述封堵端21的高度大于所述第一空间13的内部高度。 [0042] 以保持不论阀芯2处于打开状态还是封堵状态，封堵端21的一端始终与第一空间13的内壁相贴合，以使第三空间14内的流体无法穿过封堵端21与第一空间13内壁之间缝隙直接进入第二空间22，提高稳定性与密封性。 [0043] 进一步地，在上述实施例的基础上，所述封堵端21与所述第三空间14的内壁之间设有第二动密封结构33，动密封结构主要是指阀杆密封。不让流体随阀杆运动而泄漏，提高密封性。 [0044] 进一步地，在上述实施例的基础上，所述阀芯2与所述阀体1之间设有第三动密封结构34，提高密封性。 [0045] 实施例2 [0046] 基于同样的发明构思，本发明还提供了一种火箭发动机，包括实施例1中的用于火箭发动机的卸荷阀芯，具体的，在该火箭发动机中，除卸荷阀芯的结构采用上述实施例中卸荷阀芯外，其他装置的结构、连接关系、安装位置等均可参照现有技术的相关公开，此处不做展开说明。 [0047] 应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。 [0048] 应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。 [0049] 应当理解，在本发明的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0050] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0051] 本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。 [0052] 在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。在其他实施例中，可以不以非必要的细节表示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。 [0053] 以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。