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　　介绍了火箭发动机试验系统高压液氢截止阀的结构特点,及其材料选用、密封和绝热结构等技术问题的处理方法。针对其使用中出现阀杆与阀体之间咬合而无法动作的问题进行了全面的分析,并提出了解决方案。
　　
　　1、概述
　　
　　低温截止阀是一种工作在低温气氢或液氢介质中,用来接通或切断管路介质的装置。本文介绍一种用于氢氧发动机试验台上的低温截止阀,针对在使用过程中出现阀门无法动作的问题,进行了故障分析,通过改进结构,使阀门正常运行于试验系统中。
　　
　　2、结构特点
　　
　　2.1、技术参数
　　
　　低温截止阀的技术参数如下。
　　
　　工作介质低温气氢、液氢
　　
　　公称通径65mm
　　
　　最高使用压力25MPa
　　
　　最低使用温度液氢温度
　　
　　驱动方式气动(气缸双向通气)
　　
　　操作气源氮气,5±012MPa
　　
　　连接方式法兰式
　　
　　2.2、结构
　　
　　低温截止阀由阀体、阀瓣、阀杆和汽缸等组成。阀体、阀盖和阀杆等均采用不锈钢,阀瓣采用铜。上下两段阀杆中间用环氧酚醛层压玻璃钢布板实现绝热,法兰密封面采用铝垫片,填料使用聚四氟乙烯,汽缸使用双特密封,以减小摩擦力,阀门整体采用聚氨酯发泡保温。
　　
　　介绍了火箭发动机试验系统高压液氢截止阀的结构特点,及其材料选用、密封和绝热结构等技术问题的处理方法。针对其使用中出现阀杆与阀体之间咬合而无法动作的问题进行了全面的分析,并提出了解决方案。
　　
　　1、概述
　　
　　低温截止阀是一种工作在低温气氢或液氢介质中,用来接通或切断管路介质的装置。本文介绍一种用于氢氧发动机试验台上的低温截止阀,针对在使用过程中出现阀门无法动作的问题,进行了故障分析,通过改进结构,使阀门正常运行于试验系统中。
　　
　　2、结构特点
　　
　　2.1、技术参数
　　
　　低温截止阀的技术参数如下。
　　
　　工作介质低温气氢、液氢
　　
　　公称通径65mm
　　
　　最高使用压力25MPa
　　
　　最低使用温度液氢温度
　　
　　驱动方式气动(气缸双向通气)
　　
　　操作气源氮气,5±012MPa
　　
　　连接方式法兰式
　　
　　2.2、结构
　　
　　低温截止阀由阀体、阀瓣、阀杆和汽缸等组成。阀体、阀盖和阀杆等均采用不锈钢,阀瓣采用铜。上下两段阀杆中间用环氧酚醛层压玻璃钢布板实现绝热,法兰密封面采用铝垫片,填料使用聚四氟乙烯,汽缸使用双特密封,以减小摩擦力,阀门整体采用聚氨酯发泡保温。
　　
　　4、故障分析
　　
　　低温截止阀应用于试验系统后,出现了无法动作的故障。在对该阀解体后发现,阀杆与阀盖出现了咬合,阀杆表面的中心线对称位置处有两处较深的划痕,与之相配的阀盖下法兰相应位置上也有两处划痕。经过分析,引起故障的原因有两方面。
　　
　　(1)存储期
　　
　　阀门存放期间水平放置并处于开启状态,阀杆与阀瓣形成悬臂梁结构,悬臂长147mm,悬臂重418kg。由于重力作用引起下阀杆弯曲,使得下阀杆和阀盖法兰孔同轴度偏差增大。原设计中同轴度最大偏差为0.1mm,拆除后实测同轴度偏差约为0.4mm。由于两零件材料均为OCr18Ni9不锈钢,低温下无法进行润滑,动作时由于同轴度偏差大产生咬合现象。
　　
　　(2)加工期
　　
　　经检查,阀盖上的销钉槽没有按图纸加工(图1)。将图纸中的方形槽加工成圆弧形槽,影响了销钉和销钉槽的正常配合,下阀杆承受侧向力,从而导致下阀杆和阀盖产生干涉。
　　
　　5、改进
　　
　　针对分析中存在的问题,对低温截止阀结构做了改进。
　　
　　(1)阀杆与阀盖配合部分在下阀杆<51mm处压入一个H62铜套(图2),不锈钢OCr18Ni9硬度160HB,黄铜H62硬度56HB,采用这种方式可避免同种材料直接接触而产生咬合现象。将阀盖下法兰孔<51mm加工至<57mm,与下阀杆相应处采用间隙配合(H8/f7),既保证了配合件具有较小的动摩擦力,又起到了导向作用。
　　
　　(2)阀杆防转装置销钉和销钉槽配合的作用是避免阀杆旋转。由于该阀的阀瓣、阀杆、汽缸和活塞等为回转体,其阀杆是否旋转对其密封和启闭性能不会产生影响。为了避免由于销钉和销钉槽配合不当而使下阀杆承受侧向力,取消了销钉。
　　
　　6、结语
　　
　　改进后的截止阀在实际使用中动作性能良好。一般情况下,低温阀门运动副在间隙适当时,可以采用不锈钢,但是长期使用在有侧向力或者轴变形工况时易产生咬合,因此尽量不用。另外,阀门要竖直放置和使用,长期不用时,应使阀门处于关闭状态。

(来源：全球阀门网)