一种快响应高压大流量阀及液体火箭发动机控制阀制造技术

本发明专利技术公开了一种快响应高压大流量阀，包括副阀体和开设在副阀体内的副阀芯控制腔，副阀体上还开设有控制气入口和控制气出口，控制气入口和控制气出口分别与副阀芯控制腔连通，快响应高压大流量阀还包括同轴安装在副阀芯控制腔内的电磁副阀和气动副阀，电磁副阀用于驱动气动副阀的开闭以控制控制气出口的开闭；本发明专利技术采用三级电动气阀结构方案，副阀为两级结构形式，包括一级电磁副阀和二级气动副阀。采用两级结构形式的副阀可以利用一级电磁副阀首先驱动二级气动副阀开关，再利用二级副阀驱动主阀阀芯的开关，从而提高整个副阀的进排气流通能力，以提高主阀的打开和关闭响应速度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种快响应高压大流量阀及液体火箭发动机控制阀


[0001]本专利技术涉及液体火箭发动机领域，具体涉及一种快响应高压大流量阀及液体火箭发动机控制阀。

技术介绍

[0002]某新型大推力液体火箭发动机需要配套一种发动机控制阀，控制发动机推进剂的供给。根据动力系统提出的相关技术要求，发动机控制阀的流量需要达到4.5kg/s，工作压力10MPa，打开和关闭响应时间均要求不大于10ms，工作方式为通电打开，断电关闭。
[0003]国内没有可用的成熟产品，现有该推力量级发动机的控制阀响应速度慢，不能满足设计要求，而且差距很大。
[0004]国外文献有类似发动控制阀的相关信息报道，但没有披露任何发动机控制阀的具体结构及具体技术方案。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种快响应高压大流量阀及液体火箭发动机控制阀，解决现有技术中的控制阀打开和关闭响应速度慢的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：一种快响应高压大流量阀，包括副阀体和开设在副阀体内的副阀芯控制腔，所述的副阀体上还开设有控制气入口和控制气出口，控制气入口和控制气出口分别与副阀芯控制腔连通；
[0007]所述的快响应高压大流量阀还包括同轴安装在副阀芯控制腔内的电磁副阀和气动副阀，电磁副阀用于驱动气动副阀的开闭以控制控制气出口的开闭；
[0008]所述的电磁副阀包括安装在副阀芯控制腔一端的电磁副阀底封座和安装在电磁副阀底封座上的电磁副阀阀座；
[0009]所述的电磁副阀阀座内安装有电磁副阀阀芯，电磁副阀底封座、电磁副阀阀座和副阀体之间安装有电磁副阀线圈，电磁副阀线圈用于控制电磁副阀阀芯在电磁副阀阀座内移动；
[0010]所述的电磁副阀阀芯上贯通设置有电磁副阀排气通道，所述的电磁副阀排气通道连通电磁副阀阀芯两端；
[0011]所述的电磁副阀阀座背向电磁副阀底封座的一端还安装有电磁副阀进气端阀座；
[0012]所述的电磁副阀进气端阀座沿周向开设有控制气槽，电磁副阀进气端阀座背向第电磁副阀阀芯一端沿轴向开设有气动副阀阀芯控制腔，控制气槽的位置与控制气入口的位置对应；
[0013]电磁副阀阀芯能够分别与电磁副阀底封座或者电磁副阀进气端阀座形成密封副；
[0014]所述的电磁副阀进气端阀座上开设有电磁副阀进气道，电磁副阀进气道用于连通控制气入口和气动副阀使得控制气推动气动副阀运动以控制控制气出口开闭；
[0015]所述的气动副阀包括依次安装在副阀芯控制腔内的气动副阀进气端阀座和气动
副阀排气端阀座，还包括安装在气动副阀进气端阀座和气动副阀排气端阀座内的气动副阀阀芯；
[0016]所述的气动副阀阀芯一端伸入气动副阀阀芯控制腔；
[0017]气动副阀阀芯能够分别与气动副阀排气端阀座或者气动副阀进气端阀座形成密封副；
[0018]所述的气动副阀进气端阀座上开设有出气口，出气口的位置与控制气出口的位置相对应，气动副阀阀芯控制出气口的开闭以控制控制气出口开闭；
[0019]本专利技术还具有如下技术特征：
[0020]所述的电磁副阀进气端阀座包括同轴连接的第一电磁副阀进气端阀座和第二电磁副阀进气端阀座，第一电磁副阀进气端阀座和第二电磁副阀进气端阀座均为圆柱体形且第一电磁副阀进气端阀座的直径小于第二电磁副阀进气端阀座的直径；
[0021]所述的控制气槽开设在第二电磁副阀进气端阀座上，气动副阀阀芯控制腔沿轴向开设在第二电磁副阀进气端阀座一端。
[0022]所述的气动副阀进气端阀座包括气动副阀进气端阀座体和安装在气动副阀进气端阀座体内壁的限位环，所述的气动副阀进气端阀座体为空心圆柱体形，内部形成气动副阀阀芯容纳腔；
[0023]所述的出气口设置在气动副阀进气端阀座体上；
[0024]所述的气动副阀排气端阀座包括气动副阀排气端阀座体、沿轴向开设在气动副阀排气端阀座体上的气动副阀阀芯通道和开设在气动副阀阀芯通道周围的排气通道；
[0025]所述的气动副阀阀芯包括依次连接的第一阀芯、第一连接段、第二阀芯和第二连接段；
[0026]所述的第一阀芯位于气动副阀阀芯控制腔中，第二阀芯位于气动副阀阀芯容纳腔中，第二连接段穿出气动副阀阀芯通道与安装在副阀芯控制腔另一端的复位装置连接，复位装置用于为气动副阀阀芯提供复位力。
[0027]所述的气动副阀阀芯控制腔包括连通的第一气动副阀阀芯控制腔和第二气动副阀阀芯控制腔，第一气动副阀阀芯控制腔为一端封闭的圆柱体形，第二气动副阀阀芯控制腔为圆台形，第二气动副阀阀芯控制腔直径较小的一端与第一气动副阀阀芯控制腔连通；
[0028]所述的电磁副阀进气道包括第一电磁副阀进气道、第二电磁副阀进气道和第三电磁副阀进气道；
[0029]所述的第一电磁副阀进气道连通控制气槽和第一电磁副阀进气端阀座背向第二电磁副阀进气端阀座一端的端面；
[0030]所述的第二电磁副阀进气道连通第一气动副阀阀芯控制腔和第一电磁副阀进气端阀座背向第二电磁副阀进气端阀座一端的端面；
[0031]所述的第三电磁副阀进气道连通控制气槽和第二气动副阀阀芯控制腔。
[0032]所述的电磁副阀底封座上开设有电磁副阀排气口，电磁副阀排气口连通副阀芯控制腔和外部环境；
[0033]所述的电磁副阀底封座朝向电磁副阀阀芯一侧开设有弹簧安装槽，弹簧安装槽内布置有电磁副阀弹簧，电磁副阀弹簧与电磁副阀阀芯连接。
[0034]所述的复位装置包括安装在副阀芯控制腔另一端的弹簧套和安装在弹簧套内的
气动副阀弹簧，所述的气动副阀弹簧通过弹簧座与第二连接段穿出气动副阀阀芯通道的一端连接；
[0035]所述的弹簧套为空心结构，一端开放另一端封闭，开放的一端与气动副阀排气端阀座连接，封闭的一端上开设有排气口；
[0036]所述的气动副阀弹簧通过调整垫片与弹簧套连接。
[0037]本专利技术还给出一种液体火箭发动机控制阀，包括主阀，还包括上述的快响应高压大流量阀；所述的快响应高压大流量阀与主阀连通；
[0038]所述的主阀包括主阀体，所述的主阀体内开设有主阀芯控制腔，所述的主阀芯控制腔安装有主阀座，主阀座内套接有主阀芯；
[0039]所述的主阀体底端还开设有主阀入口和主阀出口，主阀芯控制主阀出口的开闭，主阀体顶端开设有副阀气入口；
[0040]所述的控制气出口通过副阀气入口与主阀芯控制腔连通。
[0041]本专利技术与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0042](Ⅰ)本专利技术的二级气动副阀采用全卸荷结构，阀芯基本不受介质压力的影响，可以最大限度提高气动副阀阀芯的打开和关闭响应速度；为满足二级气动副阀对于不同工作压力工况的适应性，复位弹簧的安装力可以通过选配不同厚度的调整垫片调整，使得二级气动副阀可满足在不同工作压力下的快响应匹配。为提高二级气动副阀的响应速度，在保证足够打开裕度的前提下，结构设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快响应高压大流量阀(2)，包括副阀体(2
‑
1)和开设在副阀体(2
‑
1)内的副阀芯控制腔(2
‑
2)，所述的副阀体(2
‑
1)上还开设有控制气入口(5)和控制气出口(6)，控制气入口(5)和控制气出口(6)分别与副阀芯控制腔(2
‑
2)连通，其特征在于，所述的快响应高压大流量阀(2)还包括同轴安装在副阀芯控制腔(2
‑
2)内的电磁副阀(3)和气动副阀(4)，所述的电磁副阀(3)用于驱动气动副阀(4)的开闭以控制控制气出口(6)的开闭；所述的电磁副阀(3)包括安装在副阀芯控制腔(2
‑
2)一端的电磁副阀底封座(3
‑
1)和安装在电磁副阀底封座(3
‑
1)上的电磁副阀阀座(3
‑
2)；所述的电磁副阀阀座(3
‑
2)内安装有电磁副阀阀芯(3
‑
3)，电磁副阀底封座(3
‑
1)、电磁副阀阀座(3
‑
2)和副阀体(2
‑
1)之间安装有电磁副阀线圈(3
‑
4)，电磁副阀线圈(3
‑
4)用于控制电磁副阀阀芯(3
‑
3)在电磁副阀阀座(3
‑
2)内移动；所述的电磁副阀阀芯(3
‑
3)上贯通设置有电磁副阀排气通道(3
‑
5)，所述的电磁副阀排气通道(3
‑
5)连通电磁副阀阀芯(3
‑
3)两端；所述的电磁副阀阀座(3
‑
2)背向电磁副阀底封座(3
‑
1)的一端还安装有电磁副阀进气端阀座(3
‑
6)；所述的电磁副阀进气端阀座(3
‑
6)沿周向开设有控制气槽(3
‑
7)，电磁副阀进气端阀座(3
‑
6)背向第电磁副阀阀芯(3
‑
3)一端沿轴向开设有气动副阀阀芯控制腔(3
‑
8)，控制气槽(3
‑
7)的位置与控制气入口(5)的位置对应；电磁副阀阀芯(3
‑
3)能够分别与电磁副阀底封座(3
‑
1)或者电磁副阀进气端阀座(3
‑
6)形成密封副；所述的电磁副阀进气端阀座(3
‑
6)上开设有电磁副阀进气道(3
‑
9)，电磁副阀进气道(3
‑
9)用于连通控制气入口(5)和气动副阀(4)使得控制气推动气动副阀(4)运动以控制控制气出口(5)开闭；所述的气动副阀(4)包括依次安装在副阀芯控制腔(2
‑
2)内的气动副阀进气端阀座(4
‑
1)和气动副阀排气端阀座(4
‑
2)，还包括安装在气动副阀进气端阀座(4
‑
1)和气动副阀排气端阀座(4
‑
2)内的气动副阀阀芯(4
‑
3)；所述的气动副阀阀芯(4
‑
3)一端伸入气动副阀阀芯控制腔(3
‑
8)；气动副阀阀芯(4
‑
3)能够分别与气动副阀排气端阀座(4
‑
2)或者气动副阀进气端阀座(4
‑
1)形成密封副；所述的气动副阀进气端阀座(4
‑
1)上开设有出气口(4
‑
4)，出气口(4
‑
4)的位置与控制气出口(6)的位置相对应，气动副阀阀芯(4
‑
3)控制出气口(4
‑
4)的开闭以控制控制气出口(5)开闭。2.如权利要求1所述的快响应高压大流量阀(2)，其特征在于，所述的电磁副阀进气端阀座(3
‑
6)包括同轴连接的第一电磁副阀进气端阀座(3
‑
10)和第二电磁副阀进气端阀座(3
‑
11)，第一电磁副阀进气端阀座(3
‑
10)和第二电磁副阀进气端阀座(3
‑
11)均为圆柱体形且第一电磁副阀进气端阀座(3
‑
10)的直径小于第二电磁副阀进气端阀座(3
‑
11)的直径；所述的控制气槽(3
‑
7)开设在第二电磁副阀进气端阀座(3
‑
11)上，气动副阀阀芯控制腔(3
‑
8)沿轴向开设在第二电磁副阀进气端阀座(3
‑
11)一端。3.如权利要求1所述的快响应高压大流量阀(2)，其特征在于，所述的气动副阀进气端阀座(4
‑
1)包括气动副阀进气端阀座体(4
‑
5)和安装在气动副阀进气端阀座体(4
‑
5)内壁的
限位环(4
‑
6)，所述的气动副阀进气端阀座体(4
‑
5)为空心圆柱体形，内部形成气动副阀阀芯容纳腔(4
‑
7)；所述的出气口(4
‑
4)设置在气动副阀进气端阀座体(4
‑
5)上；所述的气动副阀排气端阀座(4
‑
2)包括气动副阀排气端阀座体(4
‑
8)、沿轴向开设在气动副阀排气端阀座体(4
‑
8)上的气动副阀阀芯通道(4
‑
9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙超，王钺淞，张萍，魏学峰，李超，宁乐，罗巍，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：