[发明专利]一种用于空天发动机燃料供给系统的计量电磁阀及工作方法

说明书

本发明公开了一种用于空天发动机燃料供给系统的计量电磁阀，包括阀体，阀体具有上腔室和下腔室；在下腔室内设置有一压差控制阀芯，压差控制阀芯在轴向上由左到右将下腔室分为三个独立的空间，依次为动力腔、燃料流出腔和流通腔。压差控制阀芯用于：在燃料出口的压力变小时，向动力腔侧移动，使动力腔内的燃料流入燃料流出腔内，减小第一连通通道与燃料出口的节流面积，提高燃料出口的压力；在燃料出口的压力变大时，压差控制阀芯向右移动，增大第一连通通道与燃料出口的节流面积，燃料流出腔内的燃料流入动力腔，降低燃料出口的压力。该用于空天发动机燃料供给系统的计量电磁阀实时调整燃料出口的压力，使燃料出口和燃料进口的压力持续相同。

技术领域

本发明属于航空航天发动机液体燃料控制技术领域，具体涉及一种用于空天发动机燃料供给系统的计量电磁阀及工作方法。

背景技术

航空航天发动机工作过程中需要调控液体燃料流量，在燃料介质的供给对象工况较为简单时，常用电磁阀对介质进行计量控制，由于工况简单，电磁阀进出口压力基本恒定时，流量仅与电磁阀通电时间有关，通过控制电磁阀通电时间即可对流体进行计量；当燃料介质的供给对象工况较为复杂时，一般采用结构复杂的介质调节器或通过电磁阀与流量传感器闭环控制完成流体的控制，然而介质流量调节器方案的可靠性相对较低、响应相对较慢且重量较大；电磁阀与流量传感器闭环控制方案的响应速度和控制精度难以保证。

挤压式液体火箭发动机燃料供给系统由于结构简单，是常用的火箭发动机供给系统，但其工作原理导致计量装置进口压力恒定，而出口压力随着发动机工况发生变化，电磁阀进出口压力不恒定，因此急需实现适用于挤压式供给系统，且在复杂工况下能够在尽量小的质量下能够高精度、高可靠性、高响应速度的完成对液体燃料流量的控制计量功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于空天发动机燃料供给系统的计量电磁阀，通过压差控制阀芯，实时调整燃料出口的压力，使燃料出口和燃料进口的压力持续相同，保证了燃料供给的稳定性；并通过对电磁装置的通电方式的改变，满足不同的燃料流量，且控制精度高，响应速度快。

本发明采用以下技术方案：一种用于空天发动机燃料供给系统的计量电磁阀，包括阀体，阀体具有上腔室和下腔室，上腔室内用于缓存燃料；

在阀体内，且位于上腔室和下腔室间连通有第一连通通道和第二连通通道；

在下腔室内设置有一压差控制阀芯，压差控制阀芯在轴向上由左到右将下腔室分为三个独立的空间，依次为动力腔、燃料流出腔和流通腔；其中，动力腔和燃料流出腔均与第一连通通道相连通，燃料流出腔上开通有燃料出口；流通腔与第二连通通道相连通，且流通腔上开通有燃料进口；

压差控制阀芯用于：在燃料出口的压力变小时，向动力腔侧移动，使动力腔内的燃料流入燃料流出腔内，减小第一连通通道与燃料出口的节流面积，提高燃料出口的压力；在燃料出口的压力变大时，压差控制阀芯向右移动，增大第一连通通道与燃料出口的节流面积，燃料流出腔内的燃料流入动力腔，降低燃料出口的压力。

进一步地，在上腔室的左右两端沿轴向设置有左铁芯和右铁芯，左铁芯和右铁芯外端部位于上腔室外，并与电磁装置相连接；内端部均位于上腔室内，内端间形成一通空腔，连通空腔与第一连通通道和第二连通通道均相连通；左铁芯和右铁芯均与电磁装置相连接；

在阀体内，且位于右铁芯的上方开设有第三连通通道，第三连通通道的入口端与连通空腔相连通、且开通受右铁芯工作状态而不同，第三连通通道的出口端与第一连通通道相连通；

左铁芯用于：在未通电状态时，用来封堵上腔室与第一连通通道之间的通路；处于通电状态时，向左移动，打开上腔室与第一连通通道之间的通路；

右铁芯用于：在未通电状态时，用来封堵第三连通通道的入口端；在通电状态流量燃料时，向右移动，打开第三连通通道的入口端。

进一步地，在动力腔内设置有一压差弹簧，压差弹簧设置在下腔室和压差控制阀芯的左端部之间。