[发明专利]单线圈自卸荷式双组元电磁阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种自卸荷式双组元电磁阀结构。

背景技术

在某型号武器用末修姿控发动机研制中，针对某种中等推力量级末速修正用发动机控制阀，提出了功率低、无驱动电路、小型化、高压(7MPa)、响应时间不大于5ms的设计要求。

现有的双组元快响应控制阀不符合系统要求，其结构方面存在以下特点：

1、采用两个电磁线圈分别驱动两种介质路的通断元件，结构重量较大；

2、在高压及快响应使用领域，为实现卸荷需要在两路分别设置卸荷结构，卸荷结构多带来动密封环节多及介质卸荷通路多的问题，带来结构复杂，重量较大的缺点。

发明内容

为解决现有的双组元快响应控制阀结构复杂，重量及尺寸较大的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑且能自卸荷的控制阀门结构，能够适应高压、快响应、低功率、小型化等应用场合的使用需求。

本发明的技术解决方案为：

一种单线圈自卸荷式双组元电磁阀，包括电磁线圈驱动装置、阀体1、位于阀体1内的阀芯8及设置于阀体1上的A介质入口通道6、B介质入口通道12及介质出口11，所述阀体1与阀芯8之间的空腔形成介质腔，其特殊之处在于：

所述电磁线圈驱动装置及阀芯的数量均为1个；

所述阀芯8包括密封面A81和密封面B82，密封面A81和密封面B82位于A介质入口通道6和B介质入口通道12之间，其中密封面B82位于阀芯8靠近B介质入口通道6的端部，密封面A81位于阀芯靠近A介质入口通道6处且与密封面B82之间有间距，所述介质出口11位于与两个密封面之间的位置，两个密封面通过与阀体的配合实现A介质入口通道6、B介质入口通道12与介质出口11的密封与开通；

所述电磁线圈驱动装置用于驱动阀芯的移动，当阀芯8朝向A介质通道6方向移动时，两个密封面同时打开，介质A和介质B分别通过A介质入口通道和B介质通道通道流入介质出口11；当阀芯8朝向B介质通道方向移动时，两个密封面与阀体8之间密封，阻挡介质A和介质B流入介质出口11。

以上为本发明的基本结构，该结构的基本原理是：

通过对两路推进剂密封位置(A、B)的优化匹配设计，利用两路推进剂在阀芯上介质力方向的互异实现自卸荷，能够大幅减小介质力带来的负载力，有利于降低电磁铁的驱动负载，利于实现阀门的快响应设计。

密封状态下，单阀芯同时密封两路，两路介质同时作用于阀芯，由于两路介质力共抵的特点，利用两路密封位置(A、B)的微小差异及与两路介质压力的差异，实现两路介质力的自卸荷，达到大幅减小阀芯初始受力的目的，从而降低阀门电功率或提高响应性能。

基于该基本结构，本发明还做出以下优化改进：

上述阀体1、阀芯8及A介质入口通道6、B介质入口通道12同轴设置，A介质入口通道6、B介质入口通道12位于阀芯8两端。进出口同轴设置可充分利用发动机总装布局轴向空间，节约径向空间，有利于总装布局优化。

上述阀体1包括阀体A3和阀体B1，所述A介质入口通道6设置于阀体A3上，所述B介质入口通道12设置于阀体B1上。可充分利用湿态电磁铁内的结构空间布置介质入口接管嘴。上述阀芯包括阀芯前段83及阀芯后段84，所述阀芯前段83位于阀体B1中，所述阀芯后段84位于阀体A3中，所述密封面B82设置于阀芯前段83的端面与阀体B1采用锥面密封，所述密封面A81设置于阀芯后段84的前端与阀体A3采用菌状密封。菌状密封可采用金属-金属或非金属-金属密封结构，锥面密封采用非金属-金属密封结构，菌状密封材料硬度应高于(或相当)锥面密封密封材料。

本发明的阀芯结构及密封结构的优点是：将单阀芯双密封插入式结构前端需小于中段固有结构特点与菌状密封、锥面密封的结构特点有机结合，在空间较大的中段设置所需空间大的菌状密封，在前端设置所需空间小的锥面密封；同时利用锥面密封变形量较锥面密封变形量大的特点，自身形成一定的变形补偿，适当降低双端密封的工艺难度；对于较大的阀门而言，锥面密封采用较软的材料能进一步提高双端密封的工艺性。

当介质A和介质B能够共存时，介质出口11为1个；当介质A和介质B不能够共存时，介质出口11为2个，两个密封面之间的介质腔中还设置有密封装置，所述密封装置用于阻挡介质A和介质B的混合。

当介质出口为2个时，两个介质出口11并排设置且从阀体B1侧面引出。

上述密封装置为至少一道橡胶O形圈，以保证阀门工作的安全；对于两路介质能够共存的场合，橡胶O形圈可采用一道或取消。