單線圈自卸荷式雙組元電磁閥制造技術

一種單線圈小型化自卸荷式雙組元電磁閥結構，由基體(集成閥體)、閥芯、彈簧、線圈、墊片、隔磁墊、橡膠O形圈等組成。發明專利技術的電磁閥用于控制發動機的啟動及關機控制。通過對兩路推進劑密封位置的優化匹配設計，通過同軸閥芯利用兩路推進劑在閥芯上介質力方向的互異實現自卸荷，能夠大幅減小介質力帶來的負載力，有利于降低電磁鐵的驅動負載，利于實現閥門的快響應設計。由于雙路閥芯與卸荷結構的高度集成以及單線圈驅動雙路供應，可大幅提高雙組元控制閥的小型化程度。自卸荷的結構也使得閥門的壓力適應能力大幅提升，基于該原理的閥門其高壓適應性改進也將變得十分簡單，只需將彈簧力與工作壓力相匹配即可適應新的壓力工況。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種自卸荷式雙組元電磁閥結構。
技術介紹
在某型號武器用末修姿控發動機研制中，針對某種中等推力量級末速修正用發動機控制閥，提出了功率低、無驅動電路、小型化、高壓(7MPa)、響應時間不大于5ms的設計要求。現有的雙組元快響應控制閥不符合系統要求，其結構方面存在以下特點：1、采用兩個電磁線圈分別驅動兩種介質路的通斷元件，結構重量較大；2、在高壓及快響應使用領域，為實現卸荷需要在兩路分別設置卸荷結構，卸荷結構多帶來動密封環節多及介質卸荷通路多的問題，帶來結構復雜，重量較大的缺點。
技術實現思路
為解決現有的雙組元快響應控制閥結構復雜，重量及尺寸較大的技術問題，本專利技術提供一種結構簡單緊湊且能自卸荷的控制閥門結構，能夠適應高壓、快響應、低功率、小型化等應用場合的使用需求。本專利技術的技術解決方案為：一種單線圈自卸荷式雙組元電磁閥，包括電磁線圈驅動裝置、閥體1、位于閥體1內的閥芯8及設置于閥體1上的A介質入口通道6、B介質入口通道12及介質出口11，所述閥體1與閥芯8之間的空腔形成介質腔，其特殊之處在于：所述電磁線圈驅動裝置及閥芯的數量均為1個；所述閥芯8包括密封面A81和密封面B82，密封面A81和密封面B82位于A介質入口通道6和B介質入口通道12之間，其中密封面B82位于閥芯8靠近B介質入口通道6的端部，密封面A81位于閥芯靠近A介質入口通道6處且與密封面B82之間有間距，所述介質出口11位于與兩個密封面之間的位置，兩個密封面通過與閥體的配合實現A介質入口通道6、B介質入口通道12與介質出口11的密封與開通；所述電磁線圈驅動裝置用于驅動閥芯的移動，當閥芯8朝向A介質通道6方向移動時，兩個密封面同時打開，介質A和介質B分別通過A介質入口通道和B介質通道通道流入介質出口11；當閥芯8朝向B介質通道方向移動時，兩個密封面與閥體8之間密封，阻擋介質A和介質B流入介質出口11。以上為本專利技術的基本結構，該結構的基本原理是：通過對兩路推進劑密封位置(A、B)的優化匹配設計，利用兩路推進劑在閥芯上介質力方向的互異實現自卸荷，能夠大幅減小介質力帶來的負載力，有利于降低電磁鐵的驅動負載，利于實現閥門的快響應設計。密封狀態下，單閥芯同時密封兩路，兩路介質同時作用于閥芯，由于兩路介質力共抵的特點，利用兩路密封位置(A、B)的微小差異及與兩路介質壓力的差異，實現兩路介質力的自卸荷，達到大幅減小閥芯初始受力的目的，從而降低閥門電功率或提高響應性能。基于該基本結構，本專利技術還做出以下優化改進：上述閥體1、閥芯8及A介質入口通道6、B介質入口通道12同軸設置，A介質入口通道6、B介質入口通道12位于閥芯8兩端。進出口同軸設置可充分利用發動機總裝布局軸向空間，節約徑向空間，有利于總裝布局優化。上述閥體1包括閥體A3和閥體B1，所述A介質入口通道6設置于閥體A3上，所述B介質入口通道12設置于閥體B1上。可充分利用濕態電磁鐵內的結構空間布置介質入口接管嘴。上述閥芯包括閥芯前段83及閥芯后段84，所述閥芯前段83位于閥體B1中，所述閥芯后段84位于閥體A3中，所述密封面B82設置于閥芯前段83的端面與閥體B1采用錐面密封，所述密封面A81設置于閥芯后段84的前端與閥體A3采用菌狀密封。菌狀密封可采用金屬-金屬或非金屬-金屬密封結構，錐面密封采用非金屬-金屬密封結構，菌狀密封材料硬度應高于(或相當)錐面密封密封材料。本專利技術的閥芯結構及密封結構的優點是：將單閥芯雙密封插入式結構前端需小于中段固有結構特點與菌狀密封、錐面密封的結構特點有機結合，在空間較大的中段設置所需空間大的菌狀密封，在前端設置所需空間小的錐面密封；同時利用錐面密封變形量較錐面密封變形量大的特點，自身形成一定的變形補償，適當降低雙端密封的工藝難度；對于較大的閥門而言，錐面密封采用較軟的材料能進一步提高雙端密封的工藝性。當介質A和介質B能夠共存時，介質出口11為1個；當介質A和介質B不能夠共存時，介質出口11為2個，兩個密封面之間的介質腔中還設置有密封裝置，所述密封裝置用于阻擋介質A和介質B的混合。當介質出口為2個時，兩個介質出口11并排設置且從閥體B1側面引出。上述密封裝置為至少一道橡膠O形圈，以保證閥門工作的安全；對于兩路介質能夠共存的場合，橡膠O形圈可采用一道或取消。上述密封裝置還包括位于橡膠O形圈背壓區的泄出通道。當發生蒸氣泄漏時，能夠及時排出兩道密封間的泄漏介質，保證閥門工作安全性。作為加快閥門響應的措施，上述單線圈自卸荷式雙組元電磁閥還包括彈簧，所述閥芯的后段的端面向內開設有與閥芯同軸的盲孔，所述閥體A與閥芯后段與介質A通道同軸處開設有臺階孔，所述彈簧的一端位于盲孔內，所述彈簧的另一端抵在臺階孔處。所述彈簧可以選用碟形彈簧；在閥門行程較小的場合，上述碟形彈簧可采用平墊片或電磁銜鐵端面凸臺代替。上述電磁線圈驅動裝置包括線圈，所述線圈設置于閥體A中，所述閥體A為導磁體。上述閥體A和閥體B之間通過止口配合，兩者之間還設置有密封墊及調整結構。本專利技術與現有技術相比的優點在于：本專利技術的一種單線圈小型化自卸荷式雙組元電磁閥結構，通過介質力互抵，簡化了閥門結構、減輕了閥門重量同時縮小了閥門尺寸，降低了電磁線圈的驅動負載，實現了低功率快響應功能，并大幅提高了閥門對工作壓力的適應能力，具體體現在：1、本專利技術通過雙通道介質作用力互抵的結構方式，可降低電磁鐵驅動反力，有利于快響應電磁鐵的設計，并能夠減小電磁鐵的重量，在實現閥門快響應的同時，產品輕質化程度也大幅提高；2、本專利技術通過雙通道介質作用力互抵的結構方式進行自卸荷，精簡了現有控制閥的卸荷結構，使得閥門結構簡單；3、本專利技術通過1個閥芯驅動兩路控制，從而使得雙組元控制閥只需用一個線圈來驅動，大幅提高了雙路的動作一致性；并從結構上節省一個電磁線圈、一個閥芯，使得控制閥結構重量大幅減輕，實現產品小型化程度的大幅提高，同時控制閥結構更為緊湊；4、本專利技術采用兩介質路同軸的布局結構，有利于系統管路的連接；采用側出式出口結構，使得出口流路間距能夠大幅減小，有利于減小發動機積液腔容積，加快閥后充填速度，提高發動機響應。5、本專利技術除可應用于液體火箭發動機外，在衛星在軌執行系統、地面試驗系統、自動化流體管路系統的相關閥門中均可推廣應用，可有效提高閥門的響應及輕質化小型化水平。附圖說明圖1為單線圈小型化自卸荷式本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單線圈自卸荷式雙組元電磁閥，包括電磁線圈驅動裝置、閥體、位于閥體內的閥芯(8)及設置于閥體上的A介質入口通道(6)、B介質入口通道(12)及介質出口(11)，所述閥體與閥芯(8)之間的空腔形成介質腔，其特征在于：所述電磁線圈驅動裝置及閥芯的數量均為1個；所述閥芯(8)包括密封面A(81)和密封面B(82)，密封面A(81)和密封面B(82)位于A介質入口通道(6)和B介質入口通道(12)之間，其中密封面B(82)位于閥芯(8)靠近B介質入口通道(6)的端部，密封面A(81)位于閥芯靠近A介質入口通道(6)處且與密封面B(82)之間有間距，所述介質出口(11)位于與兩個密封面之間的位置，兩個密封面通過與閥體的配合實現A介質入口通道(6)、B介質入口通道(12)與介質出口(11)的密封與開通；所述電磁線圈驅動裝置用于驅動閥芯的移動，當閥芯(8)朝向A介質通道(6)方向移動時，兩個密封面同時打開，介質A和介質B分別通過A介質入口通道和B介質通道通道流入介質出口(11)；當閥芯(8)朝向B介質通道方向移動時，兩個密封面與閥體(8)之間密封，阻擋介質A和介質B流入介質出口(11)。

【技術特征摘要】
1.一種單線圈自卸荷式雙組元電磁閥，包括電磁線圈驅動裝置、閥體、位
于閥體內的閥芯(8)及設置于閥體上的A介質入口通道(6)、B介質入口通道
(12)及介質出口(11)，所述閥體與閥芯(8)之間的空腔形成介質腔，其特
征在于：
所述電磁線圈驅動裝置及閥芯的數量均為1個；
所述閥芯(8)包括密封面A(81)和密封面B(82)，密封面A(81)和密
封面B(82)位于A介質入口通道(6)和B介質入口通道(12)之間，其中密
封面B(82)位于閥芯(8)靠近B介質入口通道(6)的端部，密封面A(81)
位于閥芯靠近A介質入口通道(6)處且與密封面B(82)之間有間距，所述介
質出口(11)位于與兩個密封面之間的位置，兩個密封面通過與閥體的配合實
現A介質入口通道(6)、B介質入口通道(12)與介質出口(11)的密封與開
通；
所述電磁線圈驅動裝置用于驅動閥芯的移動，當閥芯(8)朝向A介質通道
(6)方向移動時，兩個密封面同時打開，介質A和介質B分別通過A介質入口
通道和B介質通道通道流入介質出口(11)；當閥芯(8)朝向B介質通道方向
移動時，兩個密封面與閥體(8)之間密封，阻擋介質A和介質B流入介質出口
(11)。
2.根據權利要求1所述的單線圈自卸荷式雙組元電磁閥，其特征在于：所
述閥體、閥芯(8)及A介質入口通道(6)、B介質入口通道(12)同軸設置，
A介質入口通道(6)、B介質入口通道(12)位于閥芯(8)兩端。
3.根據權利要求1或2所述的單線圈自卸荷式雙組元電磁閥，其特征在于：
所述閥體包括閥體A(3)和閥體B(1)，所述A介質入口通道(6)設置于閥體
A(3)上，所述B介質入口通道(12)設置于閥體B(1)上。
4.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏學峰，李平，董萬峰，曾維亮，孫亮，羅大亮，宋會玲，
申請(專利權)人：西安航天動力研究所，
類型：發明
國別省市：陜西;61