全文摘要
本实用新型公开了一种能高速充压、泄压的高压阀，包含阀体，在阀体内设有进气腔、充气腔、副阀芯及主阀芯，在阀体一端设有阀体盖板，另一端设有气缸、气缸安装座及阀体安装座；其中，副阀芯设置在进气腔内并紧固在副阀芯连接轴上；副阀芯连接轴一端伸入到充气腔内并与主阀芯连接，另一端穿过进气腔并伸出阀体盖板；主阀芯一端伸设在充气腔中并与副阀芯连接轴连接，另一端伸出阀体并通过浮动接头与气缸连接；气缸安装在气缸安装座的一端，气缸安装座的另一端与阀体连接，气缸安装座连同阀体及气缸一起安装在阀体安装座上。本实用新型的优点有：结构紧凑，响应时间可调又精准，通用程度高，可用于不同范围要求的液动、气动等动力需求领域。
主设计要求
1.一种能高速充压、泄压的高压阀，包含阀体(1)，其特征在于：在所述阀体(1)内设有进气腔(1.1)、充气腔(1.2)、副阀芯(6)及主阀芯(7)，在所述阀体(1)一端设有阀体盖板(2)，另一端设有气缸(9)、气缸安装座(10)及阀体安装座(11)；所述副阀芯(6)设置在所述进气腔(1.1)内并紧固在副阀芯连接轴(3)上；所述副阀芯连接轴(3)一端伸入到所述充气腔(1.2)内并与所述主阀芯(7)连接，另一端穿过进气腔(1.1)并伸出阀体盖板(2)；所述主阀芯(7)一端伸设在所述充气腔(1.2)中并与所述副阀芯连接轴(3)连接，另一端伸出阀体(1)并通过浮动接头(8)与所述气缸(9)连接，所述气缸(9)安装在所述气缸安装座(10)的一端，所述气缸安装座(10)的另一端与所述阀体(1)连接，所述气缸安装座(10)连同阀体(1)及气缸(9)一起安装在所述阀体安装座(11)上。
设计方案
1.一种能高速充压、泄压的高压阀，包含阀体(1)，其特征在于：在所述阀体(1)内设有进气腔(1.1)、充气腔(1.2)、副阀芯(6)及主阀芯(7)，在所述阀体(1)一端设有阀体盖板(2)，另一端设有气缸(9)、气缸安装座(10)及阀体安装座(11)；
所述副阀芯(6)设置在所述进气腔(1.1)内并紧固在副阀芯连接轴(3)上；
所述副阀芯连接轴(3)一端伸入到所述充气腔(1.2)内并与所述主阀芯(7)连接，另一端穿过进气腔(1.1)并伸出阀体盖板(2)；
所述主阀芯(7)一端伸设在所述充气腔(1.2)中并与所述副阀芯连接轴(3)连接，另一端伸出阀体(1)并通过浮动接头(8)与所述气缸(9)连接，所述气缸(9)安装在所述气缸安装座(10)的一端，所述气缸安装座(10)的另一端与所述阀体(1)连接，所述气缸安装座(10)连同阀体(1)及气缸(9)一起安装在所述阀体安装座(11)上。
2.根据权利要求1所述的能高速充压、泄压的高压阀，其特征在于：所述进气腔(1.1)与充气腔(1.2)之间通过阀体(1)内设有的分隔板(1.3)分隔开，在所述分隔板(1.3)中部还开设有能让所述副阀芯连接轴(3)活动穿行的通孔(1.3a),所述通孔(1.3a)的两端分别与所述进气腔(1.1)和充气腔(1.2)连通。
3.根据权利要求2所述的能高速充压、泄压的高压阀，其特征在于：在所述阀体(1)上还设有若干充气口(1.4)及若干进气口(1.5)，每个所述充气口(1.4)均与所述进气腔(1.1)连通，每个所述进气口(1.5)均与所述充气腔(1.2)连通。
4.根据权利要求1至3任一项所述的能高速充压、泄压的高压阀，其特征在于：在所述副阀芯连接轴(3)上还装配有直线轴承(4)及调节螺母(5)，所述直线轴承(4)通过螺钉紧固在所述阀体盖板(2)上，所述副阀芯连接轴(3)穿设在所述直线轴承(4)中，所述调节螺母(5)设置在所述阀体盖板(2)的空腔(2.1)内，并螺纹套设在副阀芯连接轴(3)上。
5.根据权利要求2至3任一项所述的能高速充压、泄压的高压阀，其特征在于：在所述副阀芯(6)内还装配有压缩弹簧(12)，所述压缩弹簧(12)一端嵌设在所述副阀芯(6)内，另一端嵌设在所述分隔板(1.3)内。
6.根据权利要求1至3任一项所述的能高速充压、泄压的高压阀，其特征在于：在所述阀体(1)与阀体盖板(2)、副阀芯(6)及主阀芯(7)相互配合处均还设有若干O形密封圈(13)。
7.根据权利要求6所述的能高速充压、泄压的高压阀，其特征在于：所述阀体(1)为两端开口设计的筒体结构，其一端开口与所述进气腔(1.1)连通，另一端开口与所述充气腔(1.2)连通。
8.根据权利要求6所述的能高速充压、泄压的高压阀，其特征在于：所述阀体盖板(2)为中空结构且与大气相通。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种高压阀，属动力与气动工程技术领域，具体的说是涉及一种能高速充压、泄压的高压阀，用于实现大流量压缩气体快速充气、瞬间稳压、快速放气过程，来模拟飞机遇到危险时驾驶员座椅瞬间弹射动力需求。
背景技术
弹射座椅(Ejection seat)是飞行员用的座椅，可在紧急情况下将飞行员弹离飞行器并使其安全着陆的航空救生设备。在飞机遇难时，通常是先依靠座椅下的动力装置将飞行员弹射出机舱，然后再张开降落伞使飞行员安全降落在座椅型救生装置。由此可知，其弹射座椅下的动力装置响应时间的快慢是至关重要。一般为保证飞机员能顺利逃生，通常要求弹射座椅的动力装置要在10-25ms内完成弹射响应，故当我们在模拟飞机遇到危险时驾驶员座椅瞬间弹射试验时，也应当在10-25ms内完成弹射动作响应。而要模拟飞机遇到危险时驾驶员座椅(即弹射座椅)瞬间弹射情况，通常需要为弹射座椅提供大量的高压压缩空气来满足其弹射动力的要求，而这个弹射动力一般需要要求大流量压缩空气快速充入、瞬间稳压再快速排出，稳压、换向动作需在10-25ms内完成，大流量高压压缩气体也需要在200ms内实现充气、放气过程。但现有动力工程中，常用的换向阀组均为一阀芯一腔体结构，对外分别连接进口和出口，且进出口通用互换，例如，在换向时，换向阀组的阀芯在外部动力驱使下，从一个位置移动到另一位置，使原介质通道进口切换成出口，而原出口切换为进口，其工作原理是：通过阀芯的移动定位来实现介质的沟通、切断或换向。
在使用时这种一阀芯一腔体结构形式的换向阀组，通常会存在以下缺陷：即在阀芯位置切换过程中，介质流动方向存在柔性减速、换向及反向加速的过程，导致整体切换动作过程的延迟时间较长，无法满足10-25毫秒级瞬时稳压及快速切换要求。
实用新型内容
针对背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种响应时间快、无延迟、可精准实现通道10-25毫秒级瞬间换向的能高速充压、泄压的高压阀，用于实现大流量压缩气体快速充气、瞬间稳压、快速放气过程，模拟飞机遇到危险时驾驶员座椅瞬间弹射动力需求。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种能高速充压、泄压的高压阀，包含阀体，在所述阀体内设有进气腔、充气腔、副阀芯及主阀芯，在所述阀体一端设有阀体盖板，另一端设有气缸、气缸安装座及阀体安装座；
所述副阀芯设置在所述进气腔内并紧固在副阀芯连接轴上；
所述副阀芯连接轴一端伸入到所述充气腔内并与所述主阀芯连接，另一端穿过进气腔并伸出阀体盖板；
所述主阀芯一端伸设在所述充气腔中并与所述副阀芯连接轴连接，另一端伸出阀体并通过浮动接头与所述气缸连接，所述气缸安装在所述气缸安装座的一端，所述气缸安装座的另一端与所述阀体连接，所述气缸安装座连同阀体及气缸一起安装在所述阀体安装座上。
在上述技术方案中，所述进气腔与充气腔之间通过阀体内设有的分隔板分隔开，在所述分隔板中部还开设有能让所述副阀芯连接轴活动穿行的通孔,所述通孔的两端分别与所述进气腔和充气腔连通。
在上述技术方案中，在所述阀体上还设有若干充气口及若干进气口，每个所述充气口均与所述进气腔连通，每个所述进气口均与所述充气腔连通；在实际工作时，阀体的充气口与驾驶员弹射座椅连通，阀体的进气口与外部给气源连通。
在上述技术方案中，在所述副阀芯连接轴上还装配有直线轴承及调节螺母，所述直线轴承通过螺钉紧固在所述阀体盖板上，所述副阀芯连接轴穿设在所述直线轴承中，所述调节螺母设置在所述阀体盖板的空腔内，并螺纹套设在副阀芯连接轴上。
在上述技术方案中，在所述副阀芯内还装配有压缩弹簧，所述压缩弹簧一端嵌设在所述副阀芯内，另一端嵌设在所述分隔板内。
在上述技术方案中，在所述阀体与阀体盖板、副阀芯及主阀芯相互配合处均还设有若干O形密封圈。
在上述技术方案中，所述阀体为两端开口设计的筒体结构，其一端开口与所述进气腔连通，另一端开口与所述充气腔连通。
在上述技术方案中，所述阀体盖板为中空结构且与大气相通。
本实用新型提供的能高速充压、泄压的高压阀的工作原理为：
设定充气前，气缸的活塞杆全部伸出为初始位置，通过气缸缩回运动，刚性带动两级阀芯(即主阀芯和副阀芯)移动，先通过打开主阀芯，连通充气口及进气口，实现对驾驶员弹射座椅的快速充气，并升压达到驾驶员弹射座椅弹射所需求的高气压动力要求，其次通过控制气缸运行速度来实现气体通道的瞬间切换，进而实现10-25ms瞬时稳压；最后，待稳压后，将气缸的活塞杆持续缩回并带动副阀芯打开，使进气通道封闭，排气通道开启，实现高压气快速排放。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)通过气缸伸缩运动，来控制两级阀芯的动作，实现高速充气、稳压及放气过程，即先通过气缸伸缩运动带动主阀芯打开，实现快速充气、升压，然后再通过控制气缸运行速度来实现气体通道瞬间切换，进而实现10-25ms瞬时稳压，待稳压后在继续通过气缸伸缩运动带动副阀芯打开，实现快速放气；整个充气、稳压、放气过程，气缸仅作单方向持续运动，刚性带动主、副阀芯先后移动，响应时间快、无延迟，只需通过控制气缸的运行速度即可精准实现气体通道在10-25毫秒级间瞬间换向；
(2)整体阀组结构紧凑，原理清晰，控制响应时间可调又精准，通用程度比较高，可用于不同范围要求的液动、气动等动力需求领域。
附图说明
图1为本实用新型高压阀的一种实施例；
图2为图1中高压阀的阀体内部结构示意图；
图3为图1中高压阀充气前的状态示意图；
图4为图3中A节点放大示意图；
图5为图1中高压阀充气时的状态示意图；
图6为图5中B节点处放大示意图；
图7为图1中高压阀放气时的状态示意图；
图8为图7中C节点处放大示意图；
图中：1、阀体；1.1、进气腔；1.2、充气腔；1.3、分隔板；1.4、充气口；1.5、进气口；
2、阀体盖板；2.1、空腔；3、副阀芯连接轴；4、直线轴承；5、调节螺母；6、副阀芯；7、主阀芯；8、浮动接头；9、气缸；10、气缸安装座；11、阀体安装座；12、压缩弹簧；13、O形密封圈。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。
如图1所示，为本实用新型能高速充压、泄压的高压阀的一种实施例，在本实施例中，该高压阀主要由阀体1、阀体盖板2、副阀芯连接轴3、副阀芯6、主阀芯7、气缸9、气缸安装座10及阀体安装座11构成；其中：
阀体盖板2安装在阀体1上端，气缸9、气缸安装座10及阀体安装座11均安装在阀体1下端；
副阀芯6设置在阀体1内设有的进气腔1.1中，并紧固在副阀芯连接轴3上，副阀芯连接轴3下端伸入到阀体1内设有的充气腔1.2中，并与主阀芯7连接，副阀芯连接轴3上端穿过阀体1的进气腔1.1并伸出阀体盖板2；
主阀芯7上端伸设在阀体1的充气腔1.2中，并与副阀芯连接轴3下端连接，主阀芯7下端伸出阀体1下端并通过浮动接头8与气缸9连接，气缸9安装在气缸安装座10的下端，气缸安装座10的上端与阀体1连接，气缸安装座10连同阀体1及气缸9一起安装在阀体安装座11上。
如图2所示，在本实施例中，阀体1内设有的进气腔1.1与充气腔1.2两者之间通过阀体1内设有的分隔板1.3分隔开，在该分隔板1.3中部还开设有能让副阀芯连接轴3活动穿行的通孔1.3a,该通孔1.3a的两端分别与进气腔1.1和充气腔1.2连通。
如图2所示，在阀体1上还设有两个充气口1.4及两个进气口1.5，每个充气口1.4均与进气腔1.1连通，每个进气口1.5均与充气腔1.2连通；在实际使用是，其充气口1.4对应与驾驶员弹射座椅连通，进气口1.5对应与外部给气源连通。
如图1所示，在副阀芯连接轴3的轴向上还装配有直线轴承4和和调节螺母5，其中，直线轴承4通过螺钉紧固在阀体盖板2上，副阀芯连接轴3穿设在直线轴承4中，调节螺母5设置在阀体盖板2的空腔2.1内，并螺纹套设在副阀芯连接轴3上，该空腔2.1与大气相通。
其中，直线轴承4主要是用于定位副阀芯连接轴3，以确保两级阀芯(即为副阀芯6和主阀芯7，在气缸9的收缩运动下，保证直线运动；
其中，调节螺母5主要是用于调节其与副阀芯6之间的距离。
在实际工作过程中，可通过对调节螺母5位置调整，来控制其在气缸9的伸缩运动下实现与副阀芯6相接触时间的快慢，进而实现对本实用新型高压阀不同充、放气时间的调整。
如图4、图6及图8所示，在副阀芯6内还装配有压缩弹簧12，压缩弹簧12一端嵌设在副阀芯6内，另一端嵌设在分隔板1.3内。
另外，为确保主、副阀芯在运行过程中，充气、稳压、放气时无漏气情况，如图1所示，在阀体1与阀体盖板2、副阀芯6及主阀芯7相互配合处均还设有若干O形密封圈13。
如图2所示，阀体1为两端开口设计的筒体结构，其一端开口与进气腔1.1连通，另一端开口与充气腔1.2连通。
如图1、图3、图5和图7所示，阀体盖板2是一个中空结构且与大气相通。本实施例提供的能高速充压、泄压的高压阀的充气、放气的具体工作过程如下：
充气前，先将气缸9的活塞杆全部伸出，即设定为初始状态，参阅图3和图4所示；
然后通过气缸9的活塞杆缩回运动，拉动浮动接头8带动阀体1的两级阀芯(即主阀芯7和副阀芯6)移动，此时会先带动主阀芯7打开，使阀体1的充气口1.4和进气口1.5连通，参阅图5和图6所示，然后外部给气源会将高压气体通过阀体1的进气口1.5输送到阀体1的充气腔1.2及进气腔1.1中，再由阀体1的进气腔1.1通过阀体1的充气口1.4输送到驾驶员弹射座椅中，实现对驾驶员弹射座椅的快速充气并升压达到弹射所需要的高气压动力要求，接着再通过控制气缸9的运行速度，实现高压阀在10-25ms间瞬时稳压；
待高压阀内的高压气体达到稳压状态后，再将气缸9的活塞杆继续作缩回运动，拉动副阀芯连接轴3上的调节螺母5向副阀芯6靠近，并克服副阀芯6内压缩弹簧12的弹性阻力，使副阀芯6打开；
当副阀芯6打开时，进气通道(如图5和图6箭头所示)被关闭，排气通道(如图7和图8箭头所示)被打开，此时驾驶员弹射座椅中的高压气体会由阀体1的充气口1.4反向流回到进气腔1.1内，然后由进气腔1.1流向阀体盖板2上设有的出气口(阀体盖板2与阀体1进气腔1.1相对接处)快速排放，参阅图7和图8所示。
另注：图中箭头所示，表示高压气体流向。
最后说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920306701.6
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209540111U
授权时间:20191025
主分类号:F16K 11/16
专利分类号:F16K11/16;F16K31/122;F16K24/00
范畴分类:27F;
申请人:武汉旭昊科技有限公司
第一申请人:武汉旭昊科技有限公司
申请人地址:430074 湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路13号-1华中科技大学科技园现代服务业基地1号研发楼4层11、12号
发明人:汤秀华
第一发明人:汤秀华
当前权利人:武汉旭昊科技有限公司
代理人:余丽霞
代理机构:42239
代理机构编号:武汉维创品智专利代理事务所(特殊普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：高压论文;