[发明专利]一种快速响应电磁阀

说明书

本发明涉及一种快速响应电磁阀，包括壳体、弹簧、电磁铁、密封圈、顶杆、卸荷阀芯、主活阀、壳体阀座，未通电时，主活阀上部腔体与电磁阀入口连通，充满燃气，将主活阀及卸荷活阀压紧于阀座，保证密封；通电后，顶杆向上运动，带动卸荷活阀向上，主活阀上部气体通过主活阀下端排气孔排出，在电磁阀入口燃气的推动下，主活阀向上运动，电磁阀出口和入口连通；断电后，弹簧推动顶杆向下运动，卸荷活阀与主活阀接触，主活阀下端排气孔密闭；气体通过主活阀与壳体凹槽内壁间的间隙及侧壁进气孔向主活阀上部充气，主活阀及卸荷活阀向下移动，将主活阀及卸荷活阀压紧于阀座，保证密封。本发明采用小阀芯带动大阀芯的动作原理，实现了主阀的快速响应。

技术领域

本发明涉及一种快速响应电磁阀，运用于航天运载火箭/导弹武器的姿控动力系统。本发明属于气动元件技术领域。

背景技术

目前姿控系统中需要采用高温电磁阀控制高温燃气，但是目前国内外所用的电磁阀主要适用于常温、深低温介质工况，缺少适用于1000℃超高温工况的大口径电磁阀。

超高温大口径电磁阀设计主要有两个难点：

(1)实现大口径电磁阀的快速响应，以往电磁阀为实现快速响应一般为直动式结构，随着阀座口径的增大，吸力为指数增长，传统直动式电磁阀中电磁铁部位结构重量过大，同时存在长时间工作发热问题；如果采用先导式主阀结构，无法实现零压力控制。

(2)防热设计。由于电磁铁的适用温度为200℃以下，阀座部位的高温燃气冲刷使得壳体迅速升温，如果防热设计较差，会导致电磁铁部位温升超过允许温度，影响电磁阀动作性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种快速响应电磁阀，满足姿控系统对电磁阀快速调节的工作要求。

本发明的技术方案是：一种快速响应电磁阀，该电磁阀包括壳体、弹簧、电磁铁、密封圈、顶杆、卸荷阀芯、主活阀、壳体阀座，其中：

壳体底部设有凹槽，凹槽侧面设置电磁阀的入口，凹槽底部为充当电磁阀阀座，设置为电磁阀的出口，隔热装置为带有中心通孔的圆柱型结构，放置凹槽上方，电磁铁也为带有中心通孔的圆柱型结构，电磁铁的中心通孔内径小于隔热装置的中心通孔内径，电磁铁下端放置在隔热装置上方，电磁铁顶住壳体，实现固定和限位，电磁铁的中心轴线与隔热装置中心轴线以及凹槽中心轴线重合，顶杆位于并贯穿电磁铁和隔热装置的中心通孔，顶杆上端通过弹簧顶住壳体，中部与隔热装置中心通孔内壁之间设置密封圈，另一端在壳体凹槽内部与卸荷阀芯勾接在一起，卸荷阀芯位于主活阀腔体内，与主活阀间隙配合，主活阀腔体侧面设有进气孔对准电磁阀入口，底部设有排气孔对准电磁阀的出口。

未通电时，主活阀上部腔体与电磁阀入口连通，充满燃气，将主活阀及卸荷活阀压紧于阀座，保证密封。

通电后，顶杆向上运动，带动卸荷活阀向上，主活阀上部气体通过主活阀下端排气孔排出，在电磁阀入口燃气的推动下，主活阀向上运动，电磁阀出口和入口连通；

断电后，弹簧推动顶杆向下运动，卸荷活阀与主活阀接触，主活阀下端排气孔密闭；气体通过主活阀与壳体凹槽内壁间的间隙及侧壁进气孔向主活阀上部充气，主活阀及卸荷活阀向下移动，将主活阀及卸荷活阀压紧于阀座，保证密封。

所述顶杆上方设有隔热垫，隔热垫用隔离电磁铁与壳体之间的热传导。

所述密封圈为采用石墨材料制成，能够耐受800℃以上高温工况。

所述隔热装置采用高硅氧制成。

电磁阀的通径大于25mm。

所述主活阀的进气孔孔径小于排气孔孔径，保证主活阀上面腔的进气的速度小于排气速度，保证主活阀上部的气体能够排除。

本发明与现有技术相比的有益效果是：