一種高精度自動控制減壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于氣體管路控制領域，具體來說，是一種高精度自動控制減壓器。
【背景技術】
[0002]減壓器通過調節閥芯的開度調節減壓器出口的壓力，在上游壓力變化的情況下，保持減壓器出口壓力滿足使用要求。
[0003]在火箭推進領域，減壓器用于將高壓氣瓶內的氣體以要求壓力輸出到貯箱內，減壓器輸出壓力振蕩會導致輸送系統不穩定，影響火箭發動機燃燒，甚至可能由爆炸的危險。
[0004]對于擠壓式固液火箭發動機輸送系統，減壓器控制貯箱壓力，由于液路通過文氏管控制流量，因此減壓器壓力振蕩還會導致流量振蕩，從而引起推力波動，導致試驗失敗。
【發明內容】
[0005]為了解決上述問題，本發明提出一種高精度自動控制減壓器，包括:減壓器殼體、上閥芯、閥芯墊片、下閥芯、閥芯底座、閥蓋、推塊、彈簧、彈簧座、步進電機與膜片。
[0006]所述減壓器殼體為內部設計有氣體通道的筒狀結構，前后部分別設計有高壓腔與低壓腔，均與氣體通道連通；同時在減壓器殼體內氣體通道側壁上設計有環形密封臺肩，密封臺肩位于高壓腔與低壓腔之間。減壓器殼體側壁上開有減壓器入口與減壓器出口，分別與高壓腔和低壓腔連通。
[0007]所述閥芯底座為一端密閉的筒狀結構，同軸螺紋固定在氣體通道內，且閥芯底座側壁周向上與高壓腔間存在縫隙。
[0008]所述下閥芯同軸設置在閥芯底座內，與上閥芯同軸安裝，且上閥芯與下閥芯間安裝有環形閥芯墊片；還需保證當閥芯結構沿軸向后滑動至極限時，閥芯墊片周向上與氣體通道內的密封臺肩緊密接觸。
[0009]所述閥蓋前端與減壓器殼體后端固定，且閥蓋前端與減壓器殼體后端間還設置有膜片；閥蓋內部由前至后安裝有推塊、彈簧與彈簧座；需保證當推塊與環形限位臺接觸時，推塊前端、膜片與閥芯結構中上閥芯后端面間接觸，同時閥芯墊片周向上與氣體通道內的密封臺肩分離。
[0010]所述步進電機固定于閥蓋后端，步進電機的輸出軸端部與彈簧座后端面接觸。
[0011]本發明專利的優點在于:
[0012]1、本發明高精度自動控制減壓器，減壓器出口壓力精度高，滿足高精度使用要求；減壓器使用彈簧作為敏感元件，通過調節預緊力來改變出口壓力，針對變推力等應用，減壓器出口壓力要求能隨著試驗的進行調整，讓試驗能更快更好的達到輸入的要求，實現試驗過程的最優控制。
[0013]2、本發明高精度自動控制減壓器，具有出口壓力調節精度高、穩定性好等優點，可以在試驗過程中，可以根據輸入指令自動調節輸出壓力，可以滿足壓力變化場合的使用要求，在變推力固液火箭發動機試驗中有廣泛的應用前景。
[0014]3、本發明高精度自動控制減壓器，使用穩健的增量PID控制算法，保證減壓器出口壓力調節的穩定。單片機采用增量PID控制算法進行控制，相比位置式控制算法，增量式PID算法只保存當前時刻與前三個時刻的誤差，不容易產生誤差累積，增量式PID只計算增量，誤差或精度不足對控制系統影響較小；切換時，增量算法與原始值無關，易于實現手動到自動的無沖擊切換。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明高精度自動控制減壓器整體結構示意圖。
[0016]圖中:
[0017]1-減壓器殼體2-上閥芯 3-閥芯墊片4-下閥芯
[0018]5-閥芯底座 6-閥蓋7-推塊 8-彈簧
[0019]9-彈簧座 10-步進電機11-膜片具體實施方案
[0020]下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0021]本發明高精度自動控制減壓器，包括減壓器殼體1、上閥芯2、閥芯墊片3、下閥芯4、閥芯底座5、閥蓋6、推塊7、彈簧8、彈簧座9、步進電機1與膜片11，如圖1所示。
[0022]所述減壓器殼體I采用高強度鋁合金制成，為內部同軸設計有氣體通道101的筒狀結構，用來安裝閥芯底座5、上閥芯2與下閥芯4 ;且在減壓器殼體I內前后部分別設計有高壓環形腔102與低壓環形腔103，均與氣體通道101連通；同時在減壓器殼體I內氣體通道101側壁上設計有環形密封臺肩104，密封臺肩104位于高壓環形腔102與低壓環形腔103之間。減壓器殼體I側壁上開有減壓器入口 105與減壓器出口 106，分別與高壓環形腔102和低壓環形腔103連通。本發明中設計減壓器入口 105通徑4mm，壓力O?23MPa ;減壓器出口 106通徑6_，壓力O?5MPa。
[0023]所述閥芯底座5采用銅合金制成，為一端密閉的筒狀結構，同軸螺紋固定在氣體通道101內，并使密閉一端與減壓器殼體I前端端面齊平，且閥芯底座5側壁周向上與高壓環形腔102間存在縫隙，不影響高壓環形腔102與氣體通道101間的連通。
[0024]所述下閥芯4同軸設置在閥芯底座5內，可在閥芯底座5內滑動；下閥芯4通過外壁周向上設計環形限位突緣與閥芯底座5后端端部配合，實現下閥芯4在閥芯底座5內滑動的限位。上閥芯2與下閥芯4同軸固定，且上閥芯2與下閥芯4間設計有氟塑料制成的環形閥芯墊片3，通過上閥芯2與下閥芯4將閥芯墊片3固定，構成整體閥芯結構；同時還需保證，當閥芯結構沿軸向后滑動至極限時，閥芯墊片3周向上與氣體通道101內的密封臺肩104緊密接觸。
[0025]所述閥蓋6為筒狀結構，內部作為彈簧腔；閥蓋6前端與減壓器殼體I后端間通過設計定位臺肩，配合同軸定位，且閥蓋6前端與減壓器殼體I后端間還設置有膜片，通過緊固螺釘將閥蓋6、膜片11與減壓器殼體I固定。彈簧腔內由前至后安裝有推塊7、彈簧8與彈簧座9 ;其中，推塊7通過閥蓋6前端內壁周向上設計的環形限位臺肩限位；同時還實現推塊7后方彈簧8與彈簧座9的定位。推塊7與彈簧座9相對側面中心位置設計