隨著航天科技的發(fā)展，低溫氣動調節(jié)閥將獲得越來越廣泛的應用。下面我們一起來了解一下低溫氣動調節(jié)閥在航天科技應用中的要求及結構設計。
低溫氣動調節(jié)閥直接用于運載火箭，所以產品設計在滿足用戶要求的技術指標、環(huán)境條件、外形及接口條件下，還要求結構上工藝性好、質量小、體積小、可靠性高。根據低溫氣動調節(jié)閥總體技術指標要求，必須采用氣動控制閥與單向閥的復合式結構。在軸向主閥體內采用升降式結構，彈簧力作用在主活門上，保證主活門的預緊力及主活門的復位；主密封部位采用金屬“R”型面與氟塑料平面配合的軟密封結構；打開方式為控制氣通過導桿傳導力打開主活門放氣，撤掉控制氣主活門通過彈簧自動關閉。結構圖如圖1所示。
4 結構設計
低溫氣動調節(jié)閥采用氣動控制就存在導向密封，方式有活塞密封及波紋管密封，活塞密封必須有“O”形圈，低溫氣動調節(jié)閥的使用溫度為190K～313K，相當于-83～+40℃。經查找有關資料，橡膠的使用溫度的下限為-70℃，已超過本產品的使用溫度下限，所以“O”形圈結構無法采用，因此，用“O”型橡膠圈密封的活塞作動器基本上不能使用，故只有采用金屬波紋管作為動密封，金屬波紋管作為動密封使用溫度范圍為-253～+600℃，完全滿足要求。為調節(jié)波紋管組件的長度，裝配時要求頂桿可以根據具體要求長度進行加工，以保證頂桿頭距閥芯端面有0～0.5mm的間隙。頂桿直徑為7～10mm，而頂桿頭直徑為3mm，頂桿銑成多棱，既保證波紋管內部通氣又給波紋管組件導向。確保在任何情況下，閥芯開度為0.7mm，因此低溫氣動調節(jié)閥工作時，雙波紋管組件總的壓縮行程是0.7～1.2mm。另外，據以往經驗，頂桿頭直徑為3mm，材料為F151、FS46作為密封材料是可行的。在-83～+40℃溫度范圍使用，配合間隙為H9/e9即可防止低溫卡死。
充氣活門采用升降式單向活門結構，彈簧力作用在付活門上，保證付活門的預緊力及付活門的復位；密封部位采用金屬“R”型面與氟塑料平面配合的軟密封結構，彈簧設計滿足不大于0.5MPa的打開壓差。活門密封結構示意圖如圖2所示。
由于軟鋁墊片硬密封結構不能滿足低溫密封結構，而聚四氟乙烯膨脹系數大，隨著溫度降低，氟塑料收縮量很大，會使密封性能下降，容易引起泄漏。為保證低溫狀態(tài)下的密封可靠性，產品的外密封部位均采用軟鋁墊片表面噴涂形式，其密封形式已經過大氫氧試驗站用氫氧排氣閥的試驗驗證，使用溫度最低可至-190℃以下。
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