单线圈单吸盘多通道并联的直动式多组元电磁阀制造技术

本发明专利技术公开了一种多组元火箭发动机用单线圈单吸盘多通道并联的直动式多组元电磁阀，阀体上部布置电磁驱动线圈，内部则布置作动和介质流道部分，各组元介质通路沿阀体周对称布置；电磁驱动线圈端面磁极中间设置一个释放环，保证增加吸合后衔铁与磁极之间的非工作气隙，有利于实现快速释放；所有阀杆均通过螺套连接在衔铁台阶孔上，并可以旋转螺纹调节行程，各路阀杆通过复位密封弹簧压紧在阀座上，保证介质通路的密闭。本发明专利技术通过电磁驱动线圈通电产生磁场，线圈端面磁极吸合盘式衔铁，拉动多个阀杆开启介质流路。本发明专利技术的直动式多组元电磁阀结构，线圈数量少、结构质量轻，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
单线圈单吸盘多通道并联的直动式多组元电磁阀
本专利技术属于发动机
，涉及一种用于液体火箭发动机动力系统的电气控制阀门。
技术介绍
轨姿控动力系统作为导弹武器的重要组成部分，推力装置是轨姿控动力系统动力装置，一般由控制阀和推力室组成。新的机动突防弹头技术对推力装置控制阀提出了更轻、更快的要求；微小型动能拦截器作为新世纪具有战略影响的高新武器，是当今反卫星及弹道导弹防御的最有效手段，也要求控制阀结构小、质量轻、响应快，并简化电气控制系统。现有直动式电磁阀一般是单通道的，每个推力装置上需要配置与介质相同数量的电磁阀，推力装置整体结构大、质量重，并且每台直动式电磁阀需要配置一套电源控制系统，发动机电气系统复杂。
技术实现思路
为满足诸如机动弹头、拦截器等武器系统的小型化、轻质化、快响应要求，降低液体轨姿控发动机布局难度和结构质量，本专利技术提出了一种具有结构小、质量轻、响应快的新型直动式多组元电磁阀方案。本专利技术的技术解决方案是：本专利技术所提供的单线圈单吸盘多通道并联的直动式多组元电磁阀，包括电磁驱动线圈1、衔铁2、阀体3、阀芯组件及复位组件，所述衔铁2的一端为吸合端，所述衔铁2的另一端为连接端，所述衔铁2的吸合端正对电磁驱动线圈1的磁极面，其特殊之处在于：所述阀芯组件的数量为多组，每组阀芯组件均包括阀杆4、定位环12及一对具有内螺纹的螺套7；所述阀杆4的一端设置有与螺套7内螺纹相匹配的外螺纹，所述阀杆4的另一端为密封端，所述定位环12位于阀杆4的杆身上；所述衔铁2上设置有与阀芯组件数量相同的阀杆安装孔，所述阀杆安装孔为台阶通孔，靠近吸合端的孔的直径大于靠近连接段孔的直径；所述阀杆4带有外螺纹的一端位于阀杆安装孔中，并通过一对拧的螺套4与衔铁2间隙配合，所述阀杆4与衔铁2位置相对固定；所述阀体3内设置有多组与多个阀杆一一对应的介质通道，每一组介质通过包括一个介质入口通道14和一个介质出口通道15，所述阀体上还设置有直径依次增大的阀杆过孔、弹簧套安装孔及衔铁安装孔，所述介质出口通道15阀杆过孔、弹簧套安装孔及衔铁安装孔同轴设置且贯穿壳体；所述复位组件包括多个弹簧套6和多个复位密封弹簧5，弹簧套6和复位密封弹簧5的数量与阀杆4数量相同，多个弹簧套6及多个复位密封弹簧5分别对应套装于多个阀杆4上，复位密封弹簧5的一端顶住弹簧套6，复位密封弹簧5的另一端顶住定位环12，所述弹簧套6外表面设置有外螺纹，所述弹簧套安装孔的内表面设置有内螺纹，所述弹簧套6与弹簧套安装孔螺纹连接；在阀门关闭状态下，衔铁2与电磁驱动线圈的磁极面之间具有间隙，衔铁2位于衔铁安装孔内，位于定位环12以下的阀杆4位于阀杆过孔内，阀杆4与阀杆过孔处还设置有密封元件8，阀杆4上的密封端13与介质出口通道15形成密封。以上为本专利技术的基本结构，基于该基本结构，本专利技术还做出以下优化限定：上述电磁驱动线圈还包括释放环10，所述释放环部分嵌入磁极面，部分露出磁极面。上述电磁驱动线圈1的线圈采用漆包线。上述衔铁2为盘式衔铁。盘式衔铁用于本专利技术的优点是便于多个阀杆连接到衔铁上，同时盘式衔铁轴向尺寸小，有利于减小电磁阀整体结构尺寸。上述阀杆4的数量为2个或3个或4个，当阀杆的数量为2个时，2个阀杆关于衔铁中轴线对称分布；当阀杆的数量为3个或4个时，各阀杆4绕衔铁中轴线圆周分布。阀杆的结构布局均为绕衔铁中轴线圆周均布，使本专利技术中盘式衔铁驱动时的受力对称，保证电磁吸力分配到各阀杆上的驱动力相等。上述阀杆4上的密封端13与介质出口通道15形成密封锥面密封。锥面密封用于本专利技术的优点是既能保证阀杆自复位性，又能保证较高的密封比压性能。上述介质入口通道14与介质出口通道15相互垂直设置。该结构限定的优点是有利于多个介质入口通道的对称布局。上述密封元件8为O形密封圈。上述释放环10突出磁极端面的高度为0.1mm。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、多组元控制阀要求结构小、质量轻、响应快，并能简化电气控制系统。本专利技术设计中采用单个线圈驱动控制并联多通道的开关，在结构上采用单个衔铁驱动多个阀杆的结构设计，实现了单台直动电磁阀控制多组元推力室多路推进剂同步供给，使推力装置性能得到很大的技术提升，电气控制系统减半，总装结构布局简化。2、由于本专利技术采用多路独立密封结构，各路阀杆上各设置一个复位密封弹簧，有效解决多路阀杆密封干涉和运动件刚性连接的问题，提高多路密封可靠性、降低装试工艺难度。3、本专利技术中电磁驱动线圈采用少匝数低电感参数、端面磁极和盘式衔铁匹配气隙，实现了直动式多组元电磁阀的快响应技术，响应速度达到5ms内量级。4、本专利技术除可应用于液体火箭发动机动力系统液体推进剂供给控制外，也可用于其它气体动力系统供给控制，在航天、机械等相关领域均可推广使用。附图说明图1为本专利技术的整体装配图，也是实施例1的构成示意图；图2为本专利技术的电磁驱动线圈原理示意图，也是实施例2的构成示意图；图3为本专利技术的双路阀杆行程调节机构原理示意图，也是实施例4的构成示意图；图4为本专利技术的三路阀杆行程调节机构原理示意图，也是实施例5的构成示意图；图5为本专利技术的四路阀杆行程调节机构原理示意图，也是实施例6的构成示意图。其中附图标记为：电磁驱动线圈1、一个盘式衔铁2、一个阀体3、多个阀杆4、多个复位密封弹簧5、多个弹簧套6、多组螺套7和多个O形密封件8、漆包线9、释放环10和导线11。具体实施方式本专利技术由一个电磁驱动线圈、一个盘式衔铁、一个阀体、多个阀杆、多个复位密封弹簧、多个弹簧套、多组螺套和多个O形密封件组成直动式多组元电磁阀，通过电磁线圈的通断电实现两路通道的开关。其中，阀杆、复位密封弹簧、弹簧套、螺套组和O形密封件的数量与电磁阀需要的组元通路数量一直，每个组元通路配置一套。本专利技术的工作原理和工作过程是：该电磁阀电磁驱动线圈未通电时，电磁驱动线圈不产生吸力，在各路弹簧力的作用下，各路阀杆分别压紧在阀体阀座上，介质密闭在阀口上游，此时多路均处于断流状态；而当电磁驱动线圈通电产生电磁力后，线圈端面磁极吸合盘式衔铁，盘式衔铁拉动多个阀杆克服弹簧力，阀口开启，介质流质出口。本专利技术的实现还在于：电磁驱动线圈为多组元电磁阀的驱动部分，布置在阀体上部，主要由线圈骨架、释放环、漆包线和导线组成，其特点为端面磁极。为加快电磁驱动线圈的响应性能，本专利技术中线圈骨架上绕制的漆包线选用了少匝数、低电感的设计参数，在端面磁极中间一个释放环，其突出磁极端面一定高度，增加吸合后衔铁与磁极之间的非工作气隙，使释放时的吸力不会过大，有利于实现快速释放。本专利技术的实现还在于：多路阀杆行程调节机构，主要由衔铁、阀杆、一组螺套组成。衔铁上设计多个对称的台阶孔，阀杆用上下一组螺套连接在衔铁台阶孔上，并通过旋转阀杆与螺套配合螺纹实现多路行程调节，螺套对拧锁紧固定；同时阀杆通过螺套与衔铁间隙配合，有助于多个阀杆与出口通道之间的密封。本专利技术的实现还在于：多路介质通道的密封结构，主要由阀体、阀杆、复位密封弹簧、弹簧套和O形密封件组成，且各组元介质通路沿阀体周对称布置。O形密封件安装在阀体密封槽内，阀杆插入阀体中心孔内，复位密封弹簧套在阀杆上部，通过弹簧套旋入阀体内压缩复位密封弹簧，使用阀杆压紧在阀座上，保证介质通路的密闭。下面结合附图通过实施例对本专利技术详细说明：实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
单线圈单吸盘多通道并联的直动式多组元电磁阀，包括电磁驱动线圈(1、衔铁(2)、阀体(3)、阀芯组件及复位组件，所述衔铁(2)的一端为吸合端，所述衔铁(2)的另一端为连接端，所述衔铁(2)的吸合端正对电磁驱动线圈(1)的磁极面，其特征在于：所述阀芯组件的数量为多组，每组阀芯组件均包括阀杆(4)、定位环(12)及一对具有内螺纹的螺套(7)；所述阀杆(4)的一端设置有与螺套(7)内螺纹相匹配的外螺纹，所述阀杆(4)的另一端为密封端，所述定位环(12)位于阀杆(4)的杆身上；所述衔铁(2)上设置有与阀芯组件数量相同的阀杆安装孔，所述阀杆安装孔为台阶通孔，靠近吸合端的孔的直径大于靠近连接段孔的之间；所述阀杆(4)带有外螺纹的一端位于阀杆安装孔中，并通过一对拧的螺套(4)与衔铁(2)间隙配合，所述阀杆(4)与衔铁(2)位置相对固定；所述阀体(3)内设置有多组与多个阀杆一一对应的介质通道，每一组介质通过包括一个介质入口通道(14)和一个介质出口通道(15)，所述阀体上还设置有直径依次增大的阀杆过孔、弹簧套安装孔及衔铁安装孔，所述介质出口通道(15)、阀杆过孔、弹簧套安装孔及衔铁安装孔同轴设置且贯穿阀体(3)；所述复位组件包括多个弹簧套(6)和多个复位密封弹簧(5)，弹簧套(6)和复位密封弹簧(5)的数量与阀杆(4)数量相同，多个弹簧套(6)及多个复位密封弹簧(5)分别对应套装于多个阀杆(4)上，复位密封弹簧(5)的一端顶住弹簧套(6)，复位密封弹簧(5)的另一端顶住定位环(12)，所述弹簧套(6)外表面设置有外螺纹，所述弹簧套安装孔的内表面设置有内螺纹，所述弹簧套(6与弹簧套安装孔螺纹连接；在阀门关闭状态下，衔铁(2)与电磁驱动线圈的磁极面之间具有间隙，衔铁(2)位于衔铁安装孔内，位于定位环(12)以下的阀杆(4)位于阀杆过孔内，阀杆(4)与阀杆过孔处还设置有密封元件(8)，阀杆(4)上的密封端(13)与介质出口通道(15)形成密封。...

【技术特征摘要】
1.单线圈单吸盘多通道并联的直动式多组元电磁阀，包括电磁驱动线圈(1)、衔铁(2)、阀体(3)、阀芯组件及复位组件，所述衔铁(2)的一端为吸合端，所述衔铁(2)的另一端为连接端，所述衔铁(2)的吸合端正对电磁驱动线圈(1)的磁极面，其特征在于：所述阀芯组件的数量为多组，每组阀芯组件均包括阀杆(4)、定位环(12)及一对具有内螺纹的螺套(7)；所述阀杆(4)的一端设置有与螺套(7)内螺纹相匹配的外螺纹，所述阀杆(4)的另一端为密封端，所述定位环(12)位于阀杆(4)的杆身上；所述衔铁(2)上设置有与阀芯组件数量相同的阀杆安装孔，所述阀杆安装孔为台阶通孔，靠近吸合端的孔的直径大于靠近连接段孔的直径；所述阀杆(4)带有外螺纹的一端位于阀杆安装孔中，并通过一对拧的螺套(7)与衔铁(2)间隙配合，所述阀杆(4)与衔铁(2)位置相对固定；所述阀体(3)内设置有多组与多个阀杆一一对应的介质通道，每一组介质通过包括一个介质入口通道(14)和一个介质出口通道(15)，所述阀体上还设置有直径依次增大的阀杆过孔、弹簧套安装孔及衔铁安装孔，所述介质出口通道(15)、阀杆过孔、弹簧套安装孔及衔铁安装孔同轴设置且贯穿阀体(3)；所述复位组件包括多个弹簧套(6)和多个复位密封弹簧(5)，弹簧套(6)和复位密封弹簧(5)的数量与阀杆(4)数量相同，多个弹簧套(6)及多个复位密封弹簧(5)分别对应套装于多个阀杆(4)上，复位密封弹簧(5)的一端顶住弹簧套(6)，复位密封弹簧(5)的另一端顶住定位环(12)，所述弹簧套(6)外表面设置有外螺纹，所述弹簧套安装孔的内表面设置有内螺纹，所述弹簧套(6)与弹簧套安装孔螺纹连接；在阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建国，曾维亮，孙亮，罗大亮，袁洪滨，宋会玲，魏学峰，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61