一种高压先导式自锁阀制造技术

本发明专利技术涉及一种自锁阀，特别涉及一种高压先导式自锁阀，解决了现有阀门通径小、结构复杂、重量大，难以满足要求阀门重复使用的航天动力系统使用要求的问题。该自锁阀主阀体水平腔室左端为主阀入口，水平腔室下方设与其贯通且上端面为平面的第一竖直腔室，第一竖直腔室下端为主阀出口；水平腔室上方设与其贯通且与第一竖直腔室同轴的第二竖直腔室；第二竖直腔室包括自下而上依次排布且径向尺寸减少的活塞腔、卸荷杆腔及弹簧限位腔；活塞腔和卸荷杆腔间台阶面上设第一环形凹槽；主阀芯设在第二竖直腔室中；压缩弹簧夹装在卸荷孔台阶面与弹簧限位腔上端面间；副阀体下端插入主阀体右侧盲孔，水平腔室与副阀入口连通；第一环形凹槽与副阀出口连通。

【技术实现步骤摘要】
一种高压先导式自锁阀
本专利技术涉及一种自锁阀，特别涉及一种高压先导式自锁阀。
技术介绍
液体火箭发动机通常为一次性工作产品，其介质供应系统或冷气发动机系统的高压气体隔离阀也通常为一次性工作的电爆阀。而对于有多次启动或重复使用要求的动力系统，电爆阀则不再适用。目前具有可重复使用要求的高压气路隔离阀一般选用高压自锁阀。高压自锁阀具有可工作次数多、功耗低、工作可靠等优点，但由于其结构限制，航天领域应用的自锁阀通径一般不大于Φ5mm；在其它领域，未发现高压、大通径自锁阀的相关资料。与之相似的非自锁类高压、大通径电磁阀公开资料少，且已公开的产品结构复杂，重量大，难以达到航天型号使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压先导式自锁阀，以解决现有阀门通径小、结构复杂、重量大，难以满足要求阀门具有多次启动或重复使用功能的航天动力系统使用要求的技术问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种高压先导式自锁阀，包括主阀和副阀；所述主阀包括主阀体、主阀芯及压缩弹簧；所述副阀为两位三通双稳态自锁阀，其包括副阀体、副阀芯、第一线圈绕组及第二线圈绕组；所述副阀体上，设有阀芯腔室，在阀芯腔室下方设有副阀入口通道和副阀出口通道，在阀芯腔室上方设有副阀排放通道；所述副阀芯设置在阀芯腔室中；所述第一线圈绕组和第二线圈绕组同轴、上下设置，且均设置在阀芯腔室外部，与阀芯腔室同轴；在第一线圈绕组和第二线圈绕组分别通电下，所述副阀芯在关闭副阀入口通道和关闭副阀排放通道两个稳定状态之间切换；其特殊之处在于：所述主阀体上沿左右方向设有水平腔室，水平腔室左端头为主阀入口；在主阀体上水平腔室下方，设置有与水平腔室垂直贯通的第一竖直腔室，第一竖直腔室上端面为水平面，其下端头为主阀出口；在主阀体上水平腔室上方，设置有与水平腔室垂直贯通的第二竖直腔室，第二竖直腔室与所述第一竖直腔室同轴；第二竖直腔室包括同轴自下而上依次排布的，且径向尺寸依次减少的活塞腔、卸荷杆腔以及弹簧限位腔；在活塞腔和卸荷杆腔之间的台阶面上设置有第一环形凹槽；所述主阀芯包括自下而上依次排布的活塞段和卸荷杆段；主阀芯上端面上设有同轴且上下贯通的沉孔型卸荷孔；所述主阀芯设置在主阀体上的所述第二竖直腔室中，其活塞段与活塞腔密封配合，卸荷杆段与卸荷杆腔密封配合，下端面与所述第一竖直腔室上端面相配合，其高度小于第一竖直腔室上端面与第二竖直腔室中弹簧限位腔上端面之间的距离；所述压缩弹簧设置在主阀芯上的所述卸荷孔的大端中，夹装在卸荷孔的台阶面与第二竖直腔室中弹簧限位腔的上端面之间；所述主阀体上表面靠近右侧一端，设置有竖直的盲孔，所述副阀体下端插入主阀体上的盲孔中，与主阀体密封固连；在主阀体上水平腔室的右端外侧，设置有连通水平腔室右端和位于所述盲孔中的副阀入口通道下端端头副阀入口的第一连通腔室；在主阀体上，设置有连通第二竖直腔室中所述第一环形凹槽与副阀出口通道下端端头副阀出口的第二连通腔室。进一步地，在所述主阀芯的活塞段的外圆柱面上设置有第二环形凹槽，在第二环形凹槽处设置有第一密封件。进一步地，所述主阀芯下端面上设置有第三环形凹槽，第三环形凹槽被通过主阀芯轴线的平面剖切后，其截面形状为台阶型，且台阶型截面的大端位于下方；在第三环形凹槽处镶嵌有第二密封件。进一步地，所述第二密封件包括O型橡胶圈以及塑料环；所述O型橡胶圈和塑料环分别设置在第三环形凹槽内的上部小端和下部大端。进一步地，在所述副阀芯下端面上，与副阀入口通道配合的位置处，设置有第一燕尾槽，所述第一燕尾槽内设有第三密封件；在所述副阀芯上端面上，与副阀排放通道配合的位置处，设置有第二燕尾槽，所述第二燕尾槽内设有第四密封件。进一步地，在所述第二竖直腔室的卸荷杆腔内表面上，设置有第四环形凹槽，在所述第四环形凹槽内设置有第五密封件。进一步地，所述副阀体上副阀出口通道为L型，其下端端头的副阀出口位于所述副阀体的左侧；在所述主阀体上的盲孔的内表面上，设置有两个与盲孔同轴的、沿上下方向平行设置的第五环形凹槽，两个所述第五环形凹槽分别位于副阀体上副阀出口的上下两侧；在两个所述第五环形凹槽中均设置有第六密封件。进一步地，还包括过滤组件；所述过滤组件设置在副阀入口处。进一步地，所述过滤组件包括铁环和焊接在铁环上的滤网；在副阀入口的端面上，设置有与副阀入口通道同轴的第六环形凹槽，所述过滤组件镶嵌在第六环形凹槽内。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的高压先导式自锁阀，包括主阀和副阀；其采用先导式控制阀结构，通过控制主阀芯背压压力来控制主阀的打开与关闭，副阀入口与主阀入口相通，不需要其它的控制介质，因而可以有效解决现有高压自锁阀通径小的问题；其次，在主阀体上第二竖直腔室中设置有卸荷杆腔，在主阀芯上设置有卸荷杆段和卸荷孔，卸荷杆腔和卸荷杆段的径向尺寸基本近似相等，实现了主阀芯全卸荷，因而，其适用于高压介质的隔离；再者，其副阀为两位三通双稳态自锁阀，第一线圈绕组和第二线圈绕组分别通电，可控制副阀芯在关闭副阀入口通道和关闭副阀排放通道两个稳定状态之间进行切换，从而利用介质力和压缩弹簧的弹力使主阀芯打开和关闭，关闭状态的密封力由压缩弹簧提供，不受入口压力变化的影响，实现双稳态功能，利用脉冲信号切换工作状态，具有低能耗，动作寿命长的特点，因而，其可满足多次启动或重复使用的功能要求；并且其结构简单，重量轻；因此，本专利技术的高压先导式自锁阀，解决了现有阀门通径小、结构复杂、重量大，难以满足要求阀门具有多次启动或重复使用功能的航天动力系统使用要求的技术问题。本专利技术提供的高压先导式自锁阀，是一种工作压力高、通径大、具有自锁功能、工作可靠、密封性好、可重复使用、重量小、不需额外控制介质的隔离阀；本专利技术与现有隔离阀相比优点在于：寿命长、可重复使用，不需要火工品，简化了系统结构。(2)本专利技术的高压先导式自锁阀，在主阀芯下端面上设置有第三环形凹槽，第三环形凹槽处镶嵌有第二密封件；在副阀芯上端面上，与副阀排放通道配合的位置处，设置有第二燕尾槽，第二燕尾槽内设有第四密封件；这样，当阀门关闭时，副阀与主阀均为反向密封，在长时间待机关闭状态下，密封可靠性比正向密封更高。(3)本专利技术的高压先导式自锁阀，在主阀芯下端面上设置的第三环形凹槽的小端内设置有O型橡胶圈，其可有效防止设置在第三环形凹槽大端的塑料环窜漏，提高了内密封的可靠性。(4)本专利技术的高压先导式自锁阀，在副阀入口处设置有过滤组件，其可提高副阀工作的可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例高压先导式自锁阀关闭状态的结构示意图；图2是本专利技术实施例中主阀芯的结构示意图；图3是本专利技术实施例高压先导式自锁阀打开状态的结构示意图。图中各标号的说明如下：11-主阀体，111-水平腔室，112-主阀入口，113-第一竖直腔室上端面，114-第一竖直腔室，115-主阀出口，116-第二竖直腔室，1161-活塞腔，1162-卸荷杆腔，1163-弹簧限位腔，1164-第一环形凹槽；117-盲孔，118-第一连通腔室，119-第二连通腔室，12-主阀芯，121-活塞段，1211-第二环形凹槽，122-卸荷杆段，123-卸荷孔，124-第三环形凹槽，13-压缩弹簧，21-副阀体，211-阀芯腔室；212-副阀入口通道，2121-副阀入口，213-副阀出口通道，2131-副阀出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压先导式自锁阀，包括主阀和副阀；所述主阀包括主阀体(11)、主阀芯(12)及压缩弹簧(13)；所述副阀为两位三通双稳态自锁阀，其包括副阀体(21)、副阀芯(22)、第一线圈绕组(23)及第二线圈绕组(24)；所述副阀体(21)上，设有阀芯腔室(211)，在阀芯腔室(211)下方设有副阀入口通道(212)和副阀出口通道(213)，在阀芯腔室(211)上方设有副阀排放通道(214)；所述副阀芯(22)设置在阀芯腔室(211)中；所述第一线圈绕组(23)和第二线圈绕组(24)同轴、上下设置，且均设置在阀芯腔室(211)外部，与阀芯腔室(211)同轴；在第一线圈绕组(23)和第二线圈绕组(24)分别通电下，所述副阀芯(22)在关闭副阀入口通道(212)和关闭副阀排放通道(214)两个稳定状态之间切换；其特征在于：所述主阀体(11)上沿左右方向设有水平腔室(111)，水平腔室(111)左端头为主阀入口(112)；在主阀体(11)上水平腔室(111)下方，设置有与水平腔室(111)垂直贯通的第一竖直腔室(114)，第一竖直腔室上端面(113)为水平面，其下端头为主阀出口(115)；在主阀体(11)上水平腔室(111)上方，设置有与水平腔室(111)垂直贯通的第二竖直腔室(116)，第二竖直腔室(116)与所述第一竖直腔室(114)同轴；第二竖直腔室(116)包括同轴自下而上依次排布的，且径向尺寸依次减少的活塞腔(1161)、卸荷杆腔(1162)以及弹簧限位腔(1163)；在活塞腔(1161)和卸荷杆腔(1162)之间的台阶面上设置有第一环形凹槽(1164)；所述主阀芯(12)包括自下而上依次排布的活塞段(121)和卸荷杆段(122)；主阀芯(12)上端面上设有同轴且上下贯通的沉孔型卸荷孔(123)；所述主阀芯(12)设置在主阀体(11)上的所述第二竖直腔室(116)中，其活塞段(121)与活塞腔(1161)密封配合，卸荷杆段(122)与卸荷杆腔(1162)密封配合，下端面与所述第一竖直腔室上端面(113)相配合，其高度小于第一竖直腔室上端面(113)与第二竖直腔室(116)中弹簧限位腔(1163)上端面之间的距离；所述压缩弹簧(13)设置在主阀芯(12)上的所述卸荷孔(123)的大端中，夹装在卸荷孔(123)的台阶面与第二竖直腔室(116)中弹簧限位腔(1163)的上端面之间；所述主阀体(11)上表面靠近右侧一端，设置有竖直的盲孔(117)，所述副阀体(21)下端插入主阀体(11)上的盲孔(117)中，与主阀体(11)密封固连；在主阀体(11)上水平腔室(111)的右端外侧，设置有连通水平腔室(111)右端和位于所述盲孔中的副阀入口通道(212)下端端头副阀入口(2121)的第一连通腔室(118)；在主阀体(11)上，设置有连通第二竖直腔室(116)中所述第一环形凹槽(1164)与副阀出口通道(213)下端端头副阀出口(2131)的第二连通腔室(119)。...

【技术特征摘要】
1.一种高压先导式自锁阀，包括主阀和副阀；所述主阀包括主阀体(11)、主阀芯(12)及压缩弹簧(13)；所述副阀为两位三通双稳态自锁阀，其包括副阀体(21)、副阀芯(22)、第一线圈绕组(23)及第二线圈绕组(24)；所述副阀体(21)上，设有阀芯腔室(211)，在阀芯腔室(211)下方设有副阀入口通道(212)和副阀出口通道(213)，在阀芯腔室(211)上方设有副阀排放通道(214)；所述副阀芯(22)设置在阀芯腔室(211)中；所述第一线圈绕组(23)和第二线圈绕组(24)同轴、上下设置，且均设置在阀芯腔室(211)外部，与阀芯腔室(211)同轴；在第一线圈绕组(23)和第二线圈绕组(24)分别通电下，所述副阀芯(22)在关闭副阀入口通道(212)和关闭副阀排放通道(214)两个稳定状态之间切换；其特征在于：所述主阀体(11)上沿左右方向设有水平腔室(111)，水平腔室(111)左端头为主阀入口(112)；在主阀体(11)上水平腔室(111)下方，设置有与水平腔室(111)垂直贯通的第一竖直腔室(114)，第一竖直腔室上端面(113)为水平面，其下端头为主阀出口(115)；在主阀体(11)上水平腔室(111)上方，设置有与水平腔室(111)垂直贯通的第二竖直腔室(116)，第二竖直腔室(116)与所述第一竖直腔室(114)同轴；第二竖直腔室(116)包括同轴自下而上依次排布的，且径向尺寸依次减少的活塞腔(1161)、卸荷杆腔(1162)以及弹簧限位腔(1163)；在活塞腔(1161)和卸荷杆腔(1162)之间的台阶面上设置有第一环形凹槽(1164)；所述主阀芯(12)包括自下而上依次排布的活塞段(121)和卸荷杆段(122)；主阀芯(12)上端面上设有同轴且上下贯通的沉孔型卸荷孔(123)；所述主阀芯(12)设置在主阀体(11)上的所述第二竖直腔室(116)中，其活塞段(121)与活塞腔(1161)密封配合，卸荷杆段(122)与卸荷杆腔(1162)密封配合，下端面与所述第一竖直腔室上端面(113)相配合，其高度小于第一竖直腔室上端面(113)与第二竖直腔室(116)中弹簧限位腔(1163)上端面之间的距离；所述压缩弹簧(13)设置在主阀芯(12)上的所述卸荷孔(123)的大端中，夹装在卸荷孔(123)的台阶面与第二竖直腔室(116)中弹簧限位腔(1163)的上端面之间；所述主阀体(11)上表面靠近右侧一端，设置有竖直的盲孔(117)，所述副阀体(21)下端插入主阀体(11)上的盲孔(117)中，与主阀体(11)密封固连；在主阀体(11)上水平腔室(111)的右端外侧，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思坤，罗大亮，孙亮，曾维亮，魏学峰，沙超，高曼，
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