阅读说明：本技术 一种膜片阀 (Diaphragm valve ) 是由 李敏行 余武江 张宇 王丛飞 张立强 曹荣 王健 高健 崔景芝 丁建春 王太平 于 2021-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种膜片阀,其特征在于包括壳体、接管嘴、膜片组件和阻拦装置；壳体、接管嘴均为带有台阶孔的管状结构,壳体与接管嘴相互对接构成电池阀壳体,具体为：壳体小端为膜片阀入口,接管嘴大端壳体大端内,接管嘴小端为膜片阀出口；膜片组件位于壳体大端台阶孔与接管嘴大端端面之间；阀门工作前承受膜片阀出口到入口的压力,作用为隔离燃气发生器与贮气气瓶之间的高温燃气,保护上游元件；工作时承受膜片阀入口到出口的一定压力后膜片组件裂开,阀门变为流通状态,向下游提供气体,若膜片脱落,可被阻拦装置拦截,不影响阀门下游。(The invention relates to a diaphragm valve which is characterized by comprising a shell, a filler neck, a diaphragm assembly and a stopping device; casing, filler neck are the tubular structure who has the step hole, and casing and filler neck dock each other and constitute the battery valve casing, specifically do: the small end of the shell is a diaphragm valve inlet, the large end of the filler neck is arranged in the large end of the shell, and the small end of the filler neck is a diaphragm valve outlet; the diaphragm assembly is positioned between the step hole at the large end of the shell and the end surface of the large end of the filler neck; before the valve works, the pressure from the outlet to the inlet of the diaphragm valve is borne, and the valve is used for isolating high-temperature fuel gas between the fuel gas generator and the gas storage cylinder and protecting upstream elements; when the diaphragm valve works, after bearing a certain pressure from the inlet to the outlet of the diaphragm valve, the diaphragm assembly cracks, the valve becomes a circulation state, gas is provided to the downstream, and if the diaphragm falls off, the gas can be intercepted by the arresting device without influencing the downstream of the valve.)

一种膜片阀

技术领域

本发明属于阀门设计领域，具体涉及一种膜片阀。

背景技术

贮气式固体燃气姿控系统具备贮存和使用维护便利，燃气利用率高，冲量输出可控制等优势，综合性能良好，在姿控系统上有着优异的应用前景。膜片阀为燃气姿控系统重要单机，通常安装于燃气发生器与贮气气瓶之间，出口承压时保证密封隔离高温燃气，入口承受一定压力时打开保证气体流通。针对于正在研制的某型固体燃气姿控系统，需要一种工作温度达1000℃、反向承压高达30MPa的膜片阀，具有高温下准确控制膜片打开压力、反向承受高压不破坏、膜片打开后不阻挡阀门流通等难点。目前国内现有膜片阀不能满足要求。因此，有必要开展耐高温膜片阀的研究工作，以满足系统使用需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供一种用于气体介质的高温膜片阀，解决高温下准确控制膜片打开压力、反向承受高压不破坏、膜片打开后不阻挡阀门流通难题。

本发明解决技术的方案是：一种膜片阀，该膜片阀包括壳体、接管嘴、膜片组件和阻拦装置；

壳体、接管嘴均为带有台阶孔的管状结构，壳体与接管嘴相互对接构成膜片阀壳体，具体为：壳体小端为膜片阀入口，接管嘴大端壳体大端内，接管嘴小端为膜片阀出口；膜片组件位于壳体大端台阶孔与接管嘴大端端面之间；

阀门工作前承受膜片阀出口到入口的压力，作用为隔离燃气发生器与贮气气瓶之间的高温燃气，保护上游元件；工作时承受膜片阀入口到出口的一定压力后膜片组件裂开，阀门变为流通状态，向下游提供气体，若膜片脱落，可被阻拦装置拦截，不影响阀门下游。

所述膜片组件包括栅板、膜片和垫圈；

栅板位于壳体台阶孔的端面上，膜片紧贴栅板，膜片与接管嘴大端端面之间设有垫圈，膜片单面设有刻痕，刻痕所在面承受一定压力时，膜片裂开。

所述栅板、膜片和垫圈通过焊接成为一个整体。

所述膜片采用高温合金GH4202材料制成。

优选地，上述膜片阀还包括压紧垫片；

压紧垫片位于壳体台阶孔端面的凹槽内，用于实现栅板与壳体台阶孔端面之间的密封。

所述压紧垫片为石墨云母垫圈制成。

所述栅板为圆孔结构栅板，设有多个圆孔，圆孔绕栅板中心均匀分布。

所述膜片采用平板型膜片，刻痕形式采用单铰式。

所述阻拦装置为锥形结构，锥底部分靠近接管嘴小端，锥顶部分靠近膜片，使膜片脱落后阀门的流通面积仍能大于阀门接口通径面积。

所述垫圈为高温合金GH4202材料制成。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)、本发明提出了一种带反向支撑栅板的膜片组件，可有效防止膜片在反向压力下破裂；

(2)、本发明在阀门内设置阻拦装置，可以防止膜片脱落后阻挡流通；

(3)、本发明阻拦装置为锥形结构，可使阀门的流通面积在膜片脱落后仍能满足大于阀门接口通径面积。

(4)、本发明膜片组件为一体焊接结构，且为平板型单铰式高温合金膜片，可以适用于1000℃高温环境，可实现阀门在高温下准确的打开压力和良好的气密性。

附图说明

图1为本发明实施例一种膜片阀剖面图；

图2为本发明实施例支撑栅板结构图；

图3为本发明实施例阻拦装置结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明提供了一种膜片阀，该膜片阀包括壳体1、接管嘴5、膜片组件和阻拦装置7；

壳体1、接管嘴5均为带有台阶孔的管状结构，壳体1与接管嘴5相互对接构成电池阀壳体，具体为：壳体1小端为膜片阀入口，接管嘴5大端壳体1大端内，接管嘴5小端为膜片阀出口；膜片组件位于壳体1大端台阶孔与接管嘴5大端端面之间；

阀门工作前承受膜片阀出口到入口的压力，作用为隔离燃气发生器与贮气气瓶之间的高温燃气，保护上游元件；工作时承受膜片阀入口到出口的一定压力后膜片组件裂开，阀门变为流通状态，向下游提供气体，若膜片3脱落，可被阻拦装置7拦截，不影响阀门下游。

优选地，所述膜片组件包括栅板2、膜片3和垫圈4；

栅板2位于壳体1台阶孔的端面上，膜片3紧贴栅板2，膜片3与接管嘴5大端端面之间设有垫圈4，膜片3单面设有刻痕，刻痕所在面承受一定压力时，膜片裂开。

优选地，所述栅板2、膜片3和垫圈4通过焊接成为一个整体，保证栅板2、膜片3和垫圈4之间的密封性。

优选地，所述膜片3采用高温合金GH4202材料制成，保证阀门在高温下的结构强度。

上述膜片阀包括还包括压紧垫片6；

压紧垫片6位于壳体1台阶孔端面的凹槽内，用于实现栅板2与壳体1台阶孔端面之间的密封。

优选地，所述压紧垫片6为石墨云母垫圈制成。

优选地，所述栅板2为圆孔结构栅板，设有多个圆孔，圆孔绕栅板中心均匀分布。挡栅结构保证膜片在反向压力下不会破坏。如图2所示。

优选地，所述膜片采用平板型膜片，刻痕形式采用单铰式，可同时满足产品在高温高压环境下的强度与高温下的破裂压力稳定性。

优选地，所述阻拦装置7为镂空锥形结构，锥底部分靠近接管嘴5小端，锥顶部分靠近膜片3，使膜片脱落后阀门的流通面积仍能大于阀门接口通径面积。如图3所示。

优选地，所述垫圈4为石墨垫圈。保证在高温下的气密性能。

实施例：

本发明某一具体实施例中，膜片阀主要由壳体、栅板、膜片、垫圈、接管嘴、阻拦装置等组成。膜片阀工作温度1000℃，为满足高温条件下足够的强度、韧性、材料组织的稳定性及与介质的相容性，材料采用高温合金GH4202。

栅板2、膜片3和垫圈4通过焊接成为一个整体，栅板2在高温下可支撑膜片在反向高压下不破裂。阀门通过壳体1与接管嘴5压紧垫片6，压紧垫片6采用石墨云母垫圈，保证阀门在高温下的外气密性及入口与出口间的内气密性。阀门出口承受压力时，通过圆孔结构栅板2提供反向支撑，保证膜片3在反向高压下不会破坏。阀门正向承受一定压力时，膜片沿刻痕破裂打开，气体可沿阀门流通至出口，为保证膜片破裂后的流通面积及破裂压力的稳定性，膜片采用平板型膜片，刻痕形式采用单铰式。若膜片3脱落，可被阻拦装置7拦截，不会影响下游系统，同时阻拦装置7的锥形结构可使膜片脱落后阀门的流通面积仍能大于阀门接口通径面积。

本发明有一下3个特点：

1、提出适用于1000℃高温的膜片阀结构形式，可实现阀门在高温下准确的打开压力和良好的气密性；

2、提出一种带反向支撑栅板的高温合金从组件，可有效防止膜片在反向压力下破裂；

3、提出一种锥形结构的阻拦装置，可使阀门的流通面积在膜片脱落后仍能满足大于阀门接口通径面积。

利用本发明提出的高温膜片阀结构，在关闭状态下可实现反向承受1000℃高温30MPa压力下良好的密封性，出、入口压差提升到约8MPa压力时，膜片破裂开启，使上下游连通，并能防止膜片意外脱落造成的堵塞现象，可保证阀门有效流通面积。

该结构能用于高温及常温下各种气体介质的隔离类阀门，可广泛应用于各类火箭、导弹燃气姿控系统。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。