隨著中國航天技術(shù)的不斷深入發(fā)展，載人航天技術(shù)、繞月探月乃至登月的實現(xiàn)，大型運載火箭得到快速發(fā)展，同時系統(tǒng)中的基礎(chǔ)元器件——閥門制造業(yè)也得到了空前的發(fā)展。其中重量在0.4kg以下，進口壓力≤1.6MPa，出口壓力在(0.02MPa～0.1MPa)±(2%～5%)范圍內(nèi)的小型、低壓、高精密減壓閥，在各種管路系統(tǒng)中的需求越來越大，要求減壓閥能夠?qū)崿F(xiàn)在嚴酷的空間工作環(huán)境下，將系統(tǒng)介質(zhì)的壓力、流量穩(wěn)定在一定的精度范圍內(nèi)。本文下面內(nèi)容主要對此種小型、低壓、高精密減壓閥做了設(shè)計總結(jié)。

1、結(jié)構(gòu)選擇

　　1.1、選擇原則

　　分析任務(wù)書的設(shè)計指標要求，找出技術(shù)難點及解決途徑。盡量采用國內(nèi)外已經(jīng)研制成功的減壓器結(jié)構(gòu)方案，在已有減壓器結(jié)構(gòu)方案無法滿足設(shè)計要求時，再考慮新的結(jié)構(gòu)方案。在新的結(jié)構(gòu)方案中，盡量采用成熟技術(shù)。

　　1.2、結(jié)構(gòu)選擇

　　根據(jù)對減壓器的用途，使用條件和設(shè)計指標的分析，選擇合適的減壓器結(jié)構(gòu)方案。以滿足使用要求為前提，同時兼顧減壓器的工藝性及成本，盡量采用簡單結(jié)構(gòu)。從表1可以看出小型、低壓、高精度減壓器結(jié)構(gòu)類別選擇反向卸荷式，即可以滿足設(shè)計要求，其結(jié)構(gòu)原理見圖1，主要有殼體、節(jié)流元件、卸荷元件、敏感元件、彈簧等組成。

表1 小型、低壓、高精度減壓器性能與結(jié)構(gòu)比較

圖1 反向卸荷式減壓閥結(jié)構(gòu)原理圖

　　1.3、材料選擇

　　所用材料應滿足與工作介質(zhì)的相容性要求。對于節(jié)流副元件——閥芯和閥座、敏感元件——膜片等重要零件應考慮加工性、耐磨性、抗蝕性及工作溫度、振動、沖擊等條件的影響。在滿足使用要求的前提下，考慮整套產(chǎn)品的經(jīng)濟性。減壓器主要零件材料推薦，見表2。

表2 小型、低壓、高精度減壓器主要零件材料

　　1.4、過濾元件的設(shè)計

　　過濾元件一般都裝在減壓器入口處，保證進入減壓器的工質(zhì)的潔凈度，使減壓器能夠正常工作。設(shè)計準則是滿足對過濾精度的要求;流通面積要比管道大;流經(jīng)過濾元件的壓降盡可能小;有一定的承壓能力和抗沖擊性;質(zhì)量盡可能小。常用過濾元件的種類及性能見表3。

表3 常用過濾元件的種類及性能

　　1.5、安全機構(gòu)的設(shè)計

　　安全機構(gòu)都是以安全閥的形式出現(xiàn)。設(shè)計時應考慮：有較好的密封性;有足夠的排量;良好的關(guān)閉特性;工作應靈活可靠;開啟壓力是出口壓力的1.15～1.25倍。

3、結(jié)論

　　對該類元件的設(shè)計進行了總結(jié)，并在實際工作中進行了試驗驗證，能夠較好的滿足重量在0.4kg以下，進口壓力≤1.6MPa，出口壓力在(0.02～0.1MPa)±(2%～5%)范圍內(nèi)的減壓器設(shè)計要求。