一种适用于超临界RP-3的可替换多芯调节阀芯及调节阀

本发明涉及调节阀领域，具体是一种适用于超临界rp-3航空煤油的可替换多芯调节阀芯及安装有该调节阀芯的迷宫式调节阀。

背景技术：

1、迷宫式调节阀用于调节管道系统中调节流体的流量、压力和温度，在航空航天工程，迷宫调节阀用于控制航空发动机燃料流量、导弹推进剂流量等关键参数，确保设备性能和安全。航空燃油泵作为超燃冲压发动机的供油动力源，其供油系统的压力可以达到30mpa，为了满足航空燃油泵在高温高压下的性能测试，同时由于rp-3航空煤油在超临界状态下特殊的物理和化学性质，迷宫式调节阀起到了相当重要的作用。现有迷宫阀芯的缺点在于维护成本过高，基于阀芯冲蚀后无法更换，且易受污染和堵塞。

2、迷宫式调节阀因内部高速流体通过迷宫流道时产生的阻力使得其压力流速降低，同时为了提高航空燃油泵的空化性能和运行的可靠性，针对rp-3在超临界状态下特殊的物理和化学性质，防止高压差、高温等极端工况引起的空化、气蚀等问题，空化、气蚀势必会造成阀芯等组件的损坏。同时目前迷宫式调节阀内部的迷宫式盘片及用于固定迷宫式盘片的支架安装方法复杂，安装拆卸难度较大。为此，亟需一种适用于高温高压的调节阀芯来解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的超临界状态下rp-3航空煤油在迷宫流道内发生的空化、气蚀等问题，本发明提供一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯及调节阀，大大降低了rp-3流体的介质压力，对空化、气蚀有很好的抑制作用，同时可以通过更换可替换阀芯组件来解决由于空化、气蚀造成的阀芯损坏问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：

3、本发明首先提供一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，包括阀芯壳体14以及若干可替换阀芯组件10；在阀芯壳体14上均布开设有若干径向壳体流道，阀芯壳体14的每个流道内装配一个可替换阀芯组件10；所述可替换阀芯组件10包括可替换阀芯组件本体11，可替换阀芯组件本体11内部设有油腔，可替换阀芯组件本体11上自阀芯进油至出油口方向设有多级流道，每一级流道都包括两个对称设置的流体入口和两个对称设置的流体出口，且各流体入口及流体出口分别与所述油腔联通。

4、进一步地，所述可替换阀芯组件本体11上设有五级流道：第一级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体11前侧壁上的一号流体入口1-1和开设在后侧壁上的二号流入口1-2、以及对称开设在上侧壁上的一号流体出口2-1和开设在下侧壁上的二号流体出口2-2；第二级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体11上侧壁上的三号流体入口3-1和开设在下侧壁上的四号流入口3-2、以及对称开设在前侧壁上的三号流体出口4-1和开设在后侧壁上的四号流体出口4-2；第三级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体11前侧壁上的五号流体入口5-1和开设在后侧壁上的六号流入口5-2、以及对称开设在上侧壁上的五号流体出口6-1和开设在下侧壁上的六号流体出口6-2；第四级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体11上侧壁上的七号流体入口7-1和开设在下侧壁上的八号流入口7-2、以及对称开设在前侧壁上的七号流体出口8-1和开设在后侧壁上的八号流体出口8-2；第五级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体11前侧壁上的九号流体入口9-1和开设在后侧壁上的十号流入口9-2、以及对称开设在上侧壁上的九号流体出口10-1和开设在下侧壁上的十号流体出口10-2。

5、进一步地，所所述可替换阀芯组件本体11各侧壁上分别设有若干凹槽12，所述流体入口及流体出口分别位于对应的凹槽12内。

6、进一步地，所所述凹槽与所述可替换阀芯本体前后两端面分别形成有矩形进油口和矩形出油口，矩形进油口及矩形出油口与所述阀芯壳体的流道壁之间均留有间隙。

7、进一步地，所所述阀芯壳体14为圆盘结构。

8、进一步地，所所述阀芯壳体14的壳体流道径向外侧为流道进油口15，壳体流道径向内侧为流道出油口16；阀芯壳体14中心设有阀芯壳体中心孔17，各壳体流道的流道出油口16与阀芯壳体中心孔17联通。

9、进一步地，所所述可替换阀芯组件本体11前端一体成型有凸缘13，可替换阀芯组件10通过凸缘13与所述阀芯壳体14的流道出油口16紧密连接完成装配。

10、本发明同时提供一种迷宫式调节阀，其包括所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯。

11、进一步地，所述迷宫式调节阀还包括阀体18、阀座19、阀芯20、套筒24、阀杆25以及阀盖26；阀体18与阀盖26通过双头螺柱27固定连接，阀体18设有阀体进油口22以及阀体出油口21，阀体出油口上方固定连接有阀座19，阀盖26内部中心位置装有活动的阀杆25，阀杆25与阀盖26在孔壁衔接处密封，在阀体18内部上端与阀盖26相连接的位置装有套筒24，套筒24下端装有所述可替换多芯调节阀芯，阀芯20与可替换多芯调节阀芯的中心孔相配合。

12、本发明具有以下有益效果：

13、本发明提供一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，在阀芯壳体上均布若干径向流道，每个流道内安装有一个可替换阀芯组件，当其中一个多芯组件损坏时，可直接对其拆卸更换，对于后期的维护检修更加方便。可替换阀芯组件设有自阀芯进油口至阀芯出油口方向设有多级流道，每一级流道都包括两个对称设置的流体入口和流体出口，rp-3流体从两个不同方向的流体入口流入油腔后，流体会发生汇聚碰撞，在此过程中，消耗了流体的部分能量，这个过程还会持续多个阶段，有利于流体的多重降压，极大地减小了对于高温高压对阀芯组件冲刷造成的空化、气蚀等问题。

14、所述可替换阀芯组件侧壁上分别设有凹槽，凹槽与可替换阀芯本体两端面分别形成矩形进油口和矩形出油口，矩形进油口及矩形出油口与阀芯壳体流道壁之间均留有间隙，以便流体的流出。

1.一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，其特征在于，包括阀芯壳体(14)以及若干可替换阀芯组件(10)；在阀芯壳体(14)上均布开设有若干径向壳体流道，阀芯壳体(14)的每个流道内装配一个可替换阀芯组件(10)；所述可替换阀芯组件(10)包括可替换阀芯组件本体(11)，可替换阀芯组件本体(11)内部设有油腔，可替换阀芯组件本体(11)上自阀芯进油至出油口方向设有多级流道，每一级流道都包括两个对称设置的流体入口和两个对称设置的流体出口，且各流体入口及流体出口分别与所述油腔联通。

2.如权利要求1所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，其特征在于，所述可替换阀芯组件本体(11)上设有五级流道：第一级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体(11)前侧壁上的一号流体入口(1-1)和开设在后侧壁上的二号流入口(1-2)、以及对称开设在上侧壁上的一号流体出口(2-1)和开设在下侧壁上的二号流体出口(2-2)；第二级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体(11)上侧壁上的三号流体入口(3-1)和开设在下侧壁上的四号流入口(3-2)、以及对称开设在前侧壁上的三号流体出口(4-1)和开设在后侧壁上的四号流体出口(4-2)；第三级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体(11)前侧壁上的五号流体入口(5-1)和开设在后侧壁上的六号流入口(5-2)、以及对称开设在上侧壁上的五号流体出口(6-1)和开设在下侧壁上的六号流体出口(6-2)；第四级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体(11)上侧壁上的七号流体入口(7-1)和开设在下侧壁上的八号流入口(7-2)、以及对称开设在前侧壁上的七号流体出口(8-1)和开设在后侧壁上的八号流体出口(8-2)；第五级流道包括对称开设在可替换阀芯组件本体(11)前侧壁上的九号流体入口(9-1)和开设在后侧壁上的十号流入口(9-2)、以及对称开设在上侧壁上的九号流体出口(10-1)和开设在下侧壁上的十号流体出口(10-2)。

3.如权利要求1所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，其特征在于，所述可替换阀芯组件本体(11)各侧壁上分别设有若干凹槽(12)，所述流体入口及流体出口分别位于对应的凹槽(12)内。

4.如权利要求3所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，其特征在于，所述凹槽与所述可替换阀芯本体前后两端面分别形成有矩形进油口和矩形出油口，矩形进油口及矩形出油口与所述阀芯壳体的流道壁之间均留有间隙。

5.如权利要求1所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，其特征在于，所述阀芯壳体(14)为圆盘结构。

6.如权利要求1所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，其特征在于，所述阀芯壳体(14)的壳体流道径向外侧为流道进油口(15)，壳体流道径向内侧为流道出油口(16)；阀芯壳体(14)中心设有阀芯壳体中心孔(17)，各壳体流道的流道出油口(16)与阀芯壳体中心孔(17)联通。

7.如权利要求6所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯，其特征在于，所述可替换阀芯组件本体(11)前端一体成型有凸缘(13)，可替换阀芯组件(10)通过凸缘(13)与所述阀芯壳体(14)的流道出油口(16)紧密连接完成装配。

8.一种迷宫式调节阀，其特征在于，其包括如权利要求1-7中任意一项所述的一种适用于超临界rp-3的可替换多芯调节阀芯。

9.如权利要求8所述的一种迷宫式调节阀，其特征在于，所述迷宫式调节阀还包括阀体(18)、阀座(19)、阀芯(20)、套筒(24)、阀杆(25)以及阀盖(26)；阀体(18)与阀盖(26)通过双头螺柱27固定连接，阀体(18)设有阀体进油口(22)以及阀体出油口(21)，阀体出油口上方固定连接有阀座(19)，阀盖(26)内部中心位置装有活动的阀杆(25)，阀杆(25)与阀盖(26)在孔壁衔接处密封，在阀体(18)内部上端与阀盖(26)相连接的位置装有套筒(24)，套筒(24)下端装有所述可替换多芯调节阀芯，阀芯(20)与可替换多芯调节阀芯的中心孔相配合。