1.本发明涉及控制阀门技术领域，具体为一种由介质压力控制开合的阀门。
背景技术：2.液体火箭发动机的推进剂供应系统中需要用到很多阀门，以便对推进剂的供应进行控制。而现有技术中，在液体火箭发动机推进剂供应系统上往往都是采用控制阀。控制阀反应速度较快，控制效果相对较好。但是液体火箭发动机的推进剂供应系统中，并不是所有控制阀都是要求快速(毫秒级)打开和关闭。因此，对于不需要快速打开和关闭的控制阀，即没有快速响应要求的控制阀，性能并没有被完全利用到。液体火箭发动机的推进剂供应系统中的控制阀使用较多的是电磁阀。但是电磁阀需要利用能源来驱动，还要在结构上设置控制腔，增大了阀门的体积。因此在供应系统的设计时还要考虑控制阀的结构设置的问题，为控制阀设计合理的安装空间。另一方面，电磁阀的制造成本高，这就使得供应系统的成本进一步的提升了。
3.另外，推进剂供应系统中的阀门工作环境往往是低温环境，而低温环境也可能会导致阀门内部温度过低，影响控制阀的电路控制，进而造成供应系统的运行故障。
4.因此本领域技术人员亟需一种结构简单，无需外部能源驱动，能够适应低温环境且运行可靠的阀门。
技术实现要素：5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种由介质压力控制开合的阀门，以解决现有技术中阀门结构复杂、成本高、需要能源驱动以及低温环境运行不可靠的问题。
6.本发明提供了一种由介质压力控制开合的阀门，该阀门包括：固定连接的入口壳体和出口壳体，所述出口壳体内固定设置有导向套，所述导向套侧壁上具有连通所述入口壳体的腔体和所述出口壳体的腔体的内部流道；所述导向套靠近所述出口壳体一端的套内活动安装有阀芯，所述阀芯位于所述导向套外部的一端与所述出口壳体之间形成有密封结构，用于密封所述出口壳体的出口通道；所述导向套靠近所述入口壳体一端的套内还设置有调整座，所述调整座与所述阀芯之间设置有弹簧，用于给所述阀芯施加压紧在所述出口壳体上的弹性压力；所述阀芯靠近所述出口壳体的端部的部分端面与所述出口壳体之间具有间隙，用于介质对所述阀芯的端面施加抵消弹性压力的反向推力；所述阀芯上位于所述导向套内的一端设置有第一密封圈，用于动密封所述阀芯与所述导向套内壁之间的缝隙；所述导向套的侧壁与所述出口壳体的侧壁上同心设置有泄漏孔，用于将泄漏进入到所述导向套内部的介质排出。
7.进一步的，所述阀芯位于所述导向套内的一端的外壁上固定设置有支撑环，沿所述导向套的轴线方向上，所述第一密封圈设置在所述支撑环与所述阀芯上的外壁阶梯之间，用于固定所述第一密封圈在所述阀芯上的位置。
8.进一步的，所述调整座通过锁紧螺母连接在所述导向套上；所述锁紧螺母外壁和
内壁均具有螺纹，所述锁紧螺母外壁的螺纹与所述导向套内壁的螺纹进行配合连接；所述锁紧螺母内壁的螺纹与所述调整座远离所述弹簧的一端上的螺纹配合连接，用于固定以及调整所述调整座与所述导向套之间的相对位置。
9.进一步的，沿所述导向套的轴线方向上，所述锁紧螺母与所述调整座上的外壁阶梯之间设置有第二密封圈，用于密封所述调整座与所述导向套之间的缝隙。
10.进一步的，所述第一密封圈和所述第二密封圈均为弹性蓄能密封圈，所述弹性蓄能密封圈由聚合物材料构成的外壳以及弹性件组成，用于使密封圈紧贴密封处。
11.本发明的实施方式中，所述密封结构包括：第三密封圈和环形密封凸起，其中，所述环形密封凸起位于所述出口壳体内部的所述出口通道外围，所述第三密封圈设置在所述阀芯靠近所述出口壳体一端的端部密封槽内，所述第三密封圈与所述环形密封凸起位置对应，用于组成密封结构，隔绝所述出口壳体内腔与所述出口通道。
12.本发明的实施方式中，所述导向套与所述出口壳体内壁之间螺纹连接。
13.本发明的实施方式中，所述内部流道沿所述导向套的轴线方向贯穿所述导向套的侧壁，且不与所述导向套的内腔连通。
14.本发明的实施方式中，所述调整座靠近所述阀芯的一端固定设置有弹簧座，用于连接所述弹簧的一端；所述阀芯靠近所述调整座的一端具有盲孔，所述弹簧的另外一端伸入所述盲孔内，用于所述弹簧伸缩时进行径向限位。
15.本发明的实施方式中，所述入口壳体与所述出口壳体的连接处设置有第四密封圈，用于防止介质从连接处泄漏。
16.根据上述实施方式可知，本发明提供的一种由介质压力控制开合的阀门具有以下益处：相比较现有技术中的控制类阀门，该阀门不依靠外部能源的驱动，仅仅是根据阀门入口进入的介质的压力即可实现控制阀门开合。相较于控制类阀门，该阀门的开合的过程依靠纯机械结构，保证了阀门运转的可靠性。且纯机械结构的阀门在制造成本上相较于控制类的阀门成本更低。
17.另外，该阀门应用于低温环境，相比较控制类阀门，该阀门为纯机械结构，能够避免低温环境对阀门控制的影响，保证了系统运行的稳定。
18.应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
19.下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。
20.图1为本发明提供的一种由介质压力控制开合的阀门的关闭状态的结构图。
21.图2为本发明提供的一种由介质压力控制开合的阀门的打开状态的结构图。
22.附图标记说明：
23.1-入口壳体、2-出口壳体、3-阀芯、4-导向套、5-调整座、6-弹簧、7-支撑环、8-第一密封圈、9-第二密封圈、10-锁紧螺母、11-第三密封圈、12-环形密封凸起、13-弹簧座、14-出口通道、15-泄漏孔、16-内部流道、17-第四密封圈。
具体实施方式
24.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
25.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
26.本发明提供了一种由介质压力控制开合的阀门，如图1所示为该阀门闭合状态图。本发明的具体实施方式中，该阀门包括：固定连接的入口壳体1和出口壳体2。具体的，入口壳体1与出口壳体2之间通过螺纹套接，且入口壳体1与出口壳体2优选的为金属材质。出口壳体2内固定设置有导向套4，导向套4侧壁上具有连通入口壳体1的腔体和出口壳体2的腔体的内部流道16。保证介质能够从入口壳体1的腔体流入到出口壳体2的腔体内。导向套4靠近出口壳体2一端的套内活动安装有阀芯3，阀芯3能够在导向套4内做直线平移。另外，阀芯3位于导向套4外部的一端与出口壳体2之间形成有密封结构，该密封结构用于密封出口壳体2的出口通道14，防止入口壳体1与出口壳体2组合成的腔体内部的介质从出口通道14泄漏。
27.导向套4靠近入口壳体1一端的套内还设置有调整座5，调整座5与阀芯3之间设置有弹簧6，弹簧6用于给阀芯3施加压紧在出口壳体2上的弹性压力，使得阀芯3与出口壳体2之间的密封结构能够起到密封的作用。
28.阀芯3靠近出口壳体2的端部的部分端面与出口壳体2之间具有间隙，用于介质对阀芯3的端面施加抵消弹性压力的反向推力。即在密封结构之外的阀芯3的端部与出口壳体2之间具有间隙，用于介质压力对阀芯3的端部施加推力。该推力与弹簧6的弹性力相互抵消，直到密封结构不能够起到密封效果，介质从出口通道14流出。如图2所示，图中箭头所指方向即为介质的流动方向。
29.阀芯3上位于导向套4内的一端设置有第一密封圈8，用于动密封阀芯3与导向套4内壁之间的缝隙，防止介质通过阀芯3与导向套4内壁之间的缝隙进入导向套内部。
30.导向套4的侧壁与出口壳体2的侧壁上同心设置有泄漏孔15，用于将泄漏进入到导向套4内部的介质排出。具体的，泄漏孔15分别贯穿导向套4的侧壁与出口壳体2的侧壁，将导向套4内腔与阀门外部连通，将进入导向套4内腔的介质排出阀门壳体之外。设置该泄漏孔15能够保证导向套4、阀芯3以及调整座5组成的腔体的压力与阀门外部的压力相同，确保介质能够在设定压力范围内推动阀芯3移动，保证阀门工作的稳定性。介质在泄漏孔15排出的方向为图2中所示的箭头所指的方向。
31.本发明的具体实施方式中，阀芯3位于导向套4内的一端的外壁上固定设置有支撑环7。具体的，该支撑环7具有内螺纹，阀芯3端部外壁具有与之匹配的外螺纹，支撑环7与阀芯3螺纹连接在一起。
32.进一步的，阀芯3的外壁具有阶梯，沿导向套4的轴线方向上，第一密封圈8设置在支撑环7与临近支撑环7的阀芯3上的外壁阶梯之间，用于固定第一密封圈8在阀芯3上的位置，保证阀芯3相对于导向套4移动时能够起到密封效果，实现结构动密封。
33.具体的，第一密封圈8为弹性蓄能密封圈，弹性蓄能密封圈由聚合物材料构成的外壳以及弹性件组成，用于使密封圈紧贴密封处。本实施例中，第一密封圈8在阀芯3与导向套
4之间采用的是轴向密封的方式，因此第一密封圈8的径向方向需要分别对阀芯3与导向套4进行接触密封。因此该弹性蓄能密封圈在密封处，弹性件处于受压状态，且弹性件沿密封圈的径向向两侧施加弹性力，促使第一密封圈8的内壁紧贴阀芯3的外壁，第一密封圈8的外壁紧贴导向套4的内壁，提升了密封效果。第一密封圈8采用弹性蓄能密封圈是为了适应低温高压的环境，使得密封结构更加的可靠，密封效果更好。
34.本发明的具体实施方式中，调整座5通过锁紧螺母10连接在导向套4上。具体的，锁紧螺母10外壁和内壁均具有螺纹。锁紧螺母10外壁的螺纹与导向套4内壁的螺纹进行配合连接。锁紧螺母10内壁的螺纹与调整座5远离弹簧6的一端上的螺纹配合连接，用于固定以及调整调整座5与导向套4之间的相对位置。
35.进一步的，调整座5的外壁具有阶梯，沿导向套4的轴线方向上，锁紧螺母10与临近锁紧螺母10的调整座5上的外壁阶梯之间设置有第二密封圈9，第二密封圈9用于密封调整座5与导向套4之间的缝隙。
36.具体的，第二密封圈9为弹性蓄能密封圈，弹性蓄能密封圈由聚合物材料构成的外壳以及弹性件组成，用于使密封圈紧贴密封处。本实施例中，第二密封圈9在阀芯3与导向套4之间采用的是轴向密封的方式，因此第二密封圈9的径向方向需要分别对阀芯3与导向套4进行接触密封。因此该弹性蓄能密封圈在密封处，弹性件处于受压状态，且弹性件沿密封圈的径向向两侧施加弹性力，促使第二密封圈9的内壁紧贴阀芯3的外壁，第二密封圈9的外壁紧贴导向套4的内壁，提升了密封效果。第二密封圈9采用弹性蓄能密封圈是为了适应低温高压的环境，使得密封结构更加的可靠，密封效果更好。
37.本发明的具体实施方式中，密封结构包括：第三密封圈11和环形密封凸起12。其中，环形密封凸起12位于出口壳体2内部的出口通道14外围，且环形密封凸起12与出口壳体2一体成型。第三密封圈11设置在阀芯3靠近出口壳体2一端的端部密封槽内。第三密封圈11与环形密封凸起12位置对应，用于组成密封结构，隔绝出口壳体2内腔与出口通道14。
38.本实施例中，环形密封凸起12一方面是为了将出口壳体2与阀芯3之间能够留有间隙，使得腔体内部的介质能够充满阀芯3与出口壳体2之间的间隙，让介质对阀芯3施加轴向的推力，来抵消弹簧6的弹性压力，让阀芯3向后移动，实现阀门的打开。
39.另一方面，设置环形密封凸起12是为了减小环形密封凸起12与第三密封圈11的接触面积，增大单位面积的压力，提升密封效果。
40.另外，第三密封圈11的材质为非金属，优选的，第三密封圈11的材质可以是石墨、橡胶或聚四氟乙烯。材质主要是根据该阀门腔体内部流通的介质来选择材料，避免介质与密封圈发生反应。一般的，密封圈的材质会选择相容性高的，即不与介质产生反应的材料。
41.本发明的具体实施方式中，导向套4与出口壳体2内壁之间采用螺纹连接的方式进行固定连接。
42.本发明的具体实施方式中，导向套4上的内部流道16沿导向套4的轴线方向贯穿导向套4的侧壁，且不与导向套4的内腔连通，实现连通入口壳体1的腔体以及出口壳体2的腔体，让介质能够在入口壳体1与出口壳体2之间自由流通。
43.本发明的具体实施方式中，调整座5靠近阀芯3的一端固定设置有弹簧座13，弹簧座13用于连接弹簧6的一端。另外，阀芯3靠近调整座5的一端具有盲孔，弹簧6的另外一端伸入盲孔内，用于弹簧6伸缩时进行径向限位。本实施例中，盲孔的位置位于阀芯3的轴心处，
以保证弹簧施加给阀芯3的弹力压力均匀，确保第三密封圈11与环形密封凸起12的密封比较均匀，不会发生泄漏的情况。
44.本发明的具体实施方式中，入口壳体1与出口壳体2的连接处设置有第四密封圈17，用于防止介质从连接处泄漏。
45.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
技术特征：1.一种由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，该阀门包括：固定连接的入口壳体(1)和出口壳体(2)，所述出口壳体(2)内固定设置有导向套(4)，所述导向套(4)侧壁上具有连通所述入口壳体(1)的腔体和所述出口壳体(2)的腔体的内部流道(16)；所述导向套(4)靠近所述出口壳体(2)一端的套内活动安装有阀芯(3)，所述阀芯(3)位于所述导向套(4)外部的一端与所述出口壳体(2)之间形成有密封结构，用于密封所述出口壳体(2)的出口通道(14)；所述导向套(4)靠近所述入口壳体(1)一端的套内还设置有调整座(5)，所述调整座(5)与所述阀芯(3)之间设置有弹簧(6)，用于给所述阀芯(3)施加压紧在所述出口壳体(2)上的弹性压力；所述阀芯(3)靠近所述出口壳体(2)的端部的部分端面与所述出口壳体(2)之间具有间隙，用于介质对所述阀芯(3)的端面施加抵消弹性压力的反向推力；所述阀芯(3)上位于所述导向套(4)内的一端设置有第一密封圈(8)，用于动密封所述阀芯(3)与所述导向套(4)内壁之间的缝隙；所述导向套(4)的侧壁与所述出口壳体(2)的侧壁上同心设置有泄漏孔(15)，用于将泄漏进入到所述导向套(4)内部的介质排出。2.根据权利要求1所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述阀芯(3)位于所述导向套(4)内的一端的外壁上固定设置有支撑环(7)，沿所述导向套(4)的轴线方向上，所述第一密封圈(8)设置在所述支撑环(7)与所述阀芯(3)上的外壁阶梯之间，用于固定所述第一密封圈(8)在所述阀芯(3)上的位置。3.根据权利要求2所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述调整座(5)通过锁紧螺母(10)连接在所述导向套(4)上；所述锁紧螺母(10)外壁和内壁均具有螺纹，所述锁紧螺母(10)外壁的螺纹与所述导向套(4)内壁的螺纹进行配合连接；所述锁紧螺母(10)内壁的螺纹与所述调整座(5)远离所述弹簧(6)的一端上的螺纹配合连接，用于固定以及调整所述调整座(5)与所述导向套(4)之间的相对位置。4.根据权利要求3所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，沿所述导向套(4)的轴线方向上，所述锁紧螺母(10)与所述调整座(5)上的外壁阶梯之间设置有第二密封圈(9)，用于密封所述调整座(5)与所述导向套(4)之间的缝隙。5.根据权利要求4所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述第一密封圈(8)和所述第二密封圈(9)均为弹性蓄能密封圈，所述弹性蓄能密封圈由聚合物材料构成的外壳以及弹性件组成，用于使密封圈紧贴密封处。6.根据权利要求1所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述密封结构包括：第三密封圈(11)和环形密封凸起(12)，其中，所述环形密封凸起(12)位于所述出口壳体(2)内部的所述出口通道(14)外围，所述第三密封圈(11)设置在所述阀芯(3)靠近所述出口壳体(2)一端的端部密封槽内，所述第三密封圈(11)与所述环形密封凸起(12)位置对应，用于组成密封结构，隔绝所述出口壳体(2)内腔与所述出口通道(14)。7.根据权利要求1所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述导向套(4)与所述出口壳体(2)内壁之间螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述内部流道(16)沿所述导向套(4)的轴线方向贯穿所述导向套(4)的侧壁，且不与所述导向套(4)的内腔连通。9.根据权利要求1所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述调整座(5)靠近所述阀芯(3)的一端固定设置有弹簧座(13)，用于连接所述弹簧(6)的一端；所述阀芯(3)靠近所述调整座(5)的一端具有盲孔，所述弹簧(6)的另外一端伸入所述盲孔内，用于所述弹簧(6)伸缩时进行径向限位。10.根据权利要求1所述的由介质压力控制开合的阀门，其特征在于，所述入口壳体(1)与所述出口壳体(2)的连接处设置有第四密封圈(17)，用于防止介质从连接处泄漏。
技术总结本发明提供一种由介质压力控制开合的阀门，该阀门包括：固定连接的入口壳体和出口壳体，出口壳体内固定设置有导向套，导向套靠近出口壳体一端的套内活动安装有阀芯，阀芯位于导向套外部的一端与出口壳体之间形成有密封结构，用于密封出口壳体的出口通道。导向套靠近入口壳体一端的套内还设置有调整座，调整座与阀芯之间设置有弹簧，用于给阀芯施加压紧在出口壳体上的弹性压力。阀芯靠近出口壳体的端部的部分端面与出口壳体之间具有间隙，用于介质对阀芯的端面施加抵消弹性压力的反向推力。该阀门不依靠外部能源的驱动，仅仅是根据阀门内部介质的压力即可实现控制阀门开合。开合的过程依靠纯机械结构，保证了阀门运转的可靠性。性。性。
技术研发人员：王喜良
受保护的技术使用者：蓝箭航天空间科技股份有限公司
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/12/5
