[发明专利]一种结构简单的高可靠微型自锁阀

说明书

一种结构简单的高可靠微型自锁阀，包括阀体组件、外导磁体、开线圈、关线圈、衔铁组件、磁钢、弹簧和阀座；阀体组件包括左阀体和右阀体；衔铁组件包括衔铁和密封垫；磁钢通过阀体、衔铁组件、外导磁体和阀座形成双闭环永磁磁路；通过开关线圈实现双闭合磁路的磁场叠加或抵消，控制微型自锁阀开启和关闭。本发明优点在于：微型自锁阀仅有两条焊缝，阀体部分仅有一条焊缝，结构简单、体积小、生产周期短、成本低。

技术领域

本发明涉及一种结构简单的高可靠微型自锁阀，尤其适用于电推进氙气供给系统和微推进流体管理系统。

背景技术

随着微推进系统的发展，对微型电动阀门的需求日益增加，特别是微型自锁阀，因其低功耗等优点被广泛应用在微推进系统的流体控制中。此外，随着商业航天的兴起，对微推进系统及其部件的成本和周期提出了更加严苛的要求。

为了实现自锁阀的磁路功能，传统自锁阀的阀体(或称壳体)一般由多段不锈钢环及软磁合金环通过电子束焊接而成，造成产品结构复杂、重量大、成本高、加工周期长等问题，严重制约着微型自锁阀在商业航天中的广泛应用。

中国专利CN106895194公开了一种小型化高压自锁阀，其包括阀座、阀体、永磁块、阀芯、线圈、隔磁垫片、过滤器、进口接头和罩壳，形成双向闭合磁路。所述的小型化高压自锁阀为焊接一体式结构，但是仅阀体就需要4条焊缝把5个零件(含2个隔磁环)组合起来，导致生产工艺复杂、结构尺寸较大，重量很难突破80g的要求。

中国专利CN107401630A公开了一种微型自锁阀及其控制方法，其包括阀座、阀芯、导磁基座、隔磁环、导磁套筒、永磁块、线圈、导磁垫圈组成，采用单工作磁路设计以及并联线圈(或单线圈正反控制)。其壳体是由2条焊缝将导磁基座、隔磁环、导磁套筒三个零件焊接在一起，降低了生产工序和产品质量。由于微型自锁阀在微推进系统中的使用数量很大，上述微型自锁阀的工艺复杂程度和产品质量(30g左右)依然无法满足商业微小卫星对微型自锁阀成本、生产周期及质量等方面的要求；此外，上述微型自锁阀采用单工作磁路设计，只能依靠弹簧力(相比于双向闭合磁路，没有电磁辅助关闭力)提供自锁阀关闭的动力和关闭位置锁位力，产品可靠性不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明提出了一种结构简单的高可靠微型自锁阀。该微型自锁阀采用全焊接结构，其阀体部分只有1条焊缝(将左阀体和右阀体连接在一起)，整个微型自锁阀只有2条焊缝，最终形成双向闭合磁路。本发明结构简单，最大限度实现了产品的微型化，而且生产工序少、成本低。

本发明通过如下技术方案予以实现：一种结构简单的高可靠微型自锁阀，包括阀体组件、外导磁体、开线圈、关线圈、衔铁组件、磁钢、弹簧和阀座；

阀体组件包括左阀体和右阀体；右阀体包括两段直径不同圆筒结构，左阀体安装在右阀体小端，左阀体中心开有通孔；衔铁组件安装在右阀体内，一端与右阀体内壁上的台阶结构之间安装弹簧；阀体组件安装在外导磁体内，阀座安装在外导磁体的端口处，靠近右阀体大端；开线圈、关线圈套在阀体组件颈部，位于外导磁体和阀体组件之间，开线圈位于内侧，关线圈位于外侧；磁钢为半圆环形，两个磁钢对接形成磁钢圆环，套在阀体组件颈部，位于开线圈和右阀体外壁上的台阶结构之间。

所述衔铁组件包括衔铁和密封垫，衔铁一端端面加工有密封垫安装槽并沿径向开有第一通孔，另一端端面中心处开有第二通孔，与第一通孔连通；密封垫采用F46热压成型方式固定在密封垫安装槽内。

左阀体和右阀体通过一条焊缝连接在一起。

所述的左阀体为软磁合金材料。

所述右阀体为不锈钢材料。

所述开线圈和关线圈采用同轴、内外层绕制方式。