一种先导式电磁阀
阅读说明：本技术 一种先导式电磁阀 (Pilot-operated type electromagnetic valve ) 是由 不公告发明人 于 2020-03-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种先导式电磁阀,包括电磁铁组件、衔铁、主阀阀体、端盖、主阀阀芯、导阀阀芯、导阀阀体、顶杆、接管嘴、入口、出口、弹簧、O形圈和螺钉,导阀阀体与顶杆之间设置O形圈密封,导阀阀体上有接管嘴,主阀阀芯背压腔在阀门打开状态下通过接管嘴可与外界环境连通,导阀阀体与主阀阀体之间用O形圈进行密封。本发明的技术方案,具有大通径、高工作压力、环境友好、安装方便的特点。(The invention discloses a pilot-operated electromagnetic valve which comprises an electromagnet assembly, an armature, a main valve body, an end cover, a main valve core, a pilot valve body, a push rod, a connecting nozzle, an inlet, an outlet, a spring, an O-shaped ring and a screw. The technical scheme of the invention has the characteristics of large drift diameter, high working pressure, environmental friendliness and convenience in installation.)
技术领域
本发明涉及一种先导式电磁阀,特别是一种液氧煤油火箭发动机启动过程中燃料供应用先导式电磁阀。
背景技术
现有火箭发动机启动过程中燃料进入推力室，如作者为张贵田院士，2005年国防工业出版社出版的《高压补燃液氧煤油发动机》一书中所述一般有两种方案：
两位三通电磁阀+气动控制阀方案，如图1，主要由气动控制阀1，气缸2，两位三通电磁阀3，气体管路4，燃料入口5，燃料出口6，气体进口7，气体排放口8组成：此方案需要设置一路控制气体，同时，还要设置一个两位三通电磁阀对气体的开关进行控制。当需要打开气动控制阀时，两位三通电磁阀通电打开将气体通入气动控制阀的气缸，气动控制阀随之打开，燃料通过入口进入，当需要关闭气动控制阀时，两位三通电磁阀断电关闭将通入气动控制阀的气缸的气体从排放口排出，气动控制阀随之关闭，此方案的主要缺点是，发动机点火过程控制程序复杂，且管路连接多，增加了发动机的重量；
单向阀方案，如图2，主要由壳体1，弹簧2、4，密封座3，阀芯5，排放口6，出口7，入口8组成：发动机启动前，在弹簧2和4力的作用下阀芯处于关闭位置，当阀入口的燃料压力增高后，燃料压力作用在阀芯上的力克服弹簧力将阀芯推离密封座，燃料进入推力室。当发动机关机后，随着入口压和降低，弹簧力将使阀芯复位至关闭位置。此方案的主要缺点是单向阀打开的压力是定值，在系统调试阶段如果参数不匹配，无法对其进行现场调整。
发明内容
本发明提出了一种先导式电磁阀，特别是用于液氧煤油火箭发动机启动过程中燃料进入推力室的过程，具有大通径、高压力、环境友好、安装方便的特点；
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种先导式电磁阀，由电磁铁组件（1），衔铁（2），主阀阀体（3），端盖（4），主阀阀芯（5），导阀阀芯（6），导阀阀体（7）、顶杆（8）、接管嘴（9）、上密封座（10）、下密封座（11），阀门入口（12）、阀门出口（13）、弹簧（15、18）、O形圈（14、17、19）和螺钉（16、20）组成，顶杆（8）与衔铁（2）通过螺纹连接，衔铁（2）安装于电磁铁组件（1）内，导阀阀芯（6）安装于导阀阀体（7）内，导阀阀体（7）与电磁铁组件（1）及主阀阀体（3）通过螺钉连接，主阀阀芯（5）安装于主阀阀体（3）内，端盖（4）通过螺钉与主阀阀体（3）连接，在导阀阀体（7）排放口处设有接管嘴。导阀阀体（7）与顶杆（8）及主阀阀体（3）之间用O形圈进行密封；
优选的，导阀阀体（7）设有上密封座（10），与导阀阀芯（6）在阀门关闭状态下形成密封关系，主阀阀体（3）设有下密封座（11），与导阀阀芯（6）在阀门打开状态下形成密封关系，主阀阀体（3）设有阀门入口（12）、阀门出口（13），阀门入口（12）和阀门出口（13）垂直设置；
主阀阀芯（5）背压腔（21）在阀门关闭状态下通过下密封座（11）与阀门入口（12）连通，此时背压腔（21）内填充燃料，通电打开阀门时，衔铁（2）推动导阀阀芯（6）向下运动与上密封座（10）脱离直至导阀阀芯（6）与下密封座（11）接触，此时主阀阀芯（5）在介质压力作用下向右移动并打开（见图4），背压腔（21）通过导阀阀芯（6）（见图5）、上密封座（10）和接管嘴（9）与外界环境连通，并将背压腔内的燃料通过接嘴管（9）收集并排放至火箭发动机外，在燃料排出过程中，不会对火箭发动机产生污染；
在液氧煤油火箭发动机启动点火过程中，当煤油压力达到预定值时，给先导式电磁阀通电，打开阀门，向推力室供应燃料，当发动机启动后，给先导式电磁阀断电，关闭阀门；
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明的一种先导式电磁阀，在液氧煤油发动机启动过程中作为燃料的供应控制元件，满足大通径、高工作压力的工作条件，可以简化发动机系统，对发动机提高可靠性、减轻重量方面具有重要意义，导阀阀体与顶杆及主阀阀体之间用O形圈进行密封，并且导阀阀体上设置有接管嘴，可以将管路连接至接管嘴把阀门打开过程中的煤油进行收集并排放于火箭发动机外，不会造成发动机的污染，保证了阀门开启过程中的环境友好性。
附图说明
图1为现有技术气动控制阀和两位三通电磁阀应用原理图；
图2为现有技术常用单向阀结构；
图3为本发明实施例阀门处于关闭状态的先导式电磁阀剖面图；
图4为本发明实施例阀门处于开启状态的先导式电磁阀剖面图；
图5为导阀阀芯结构。
具体实施方式
本发明所述的一种先导式电磁阀，由电磁铁组件1，衔铁2，主阀阀体3，端盖4，主阀阀芯5，导阀阀芯6，导阀阀体7，顶杆8，接管嘴9，上密封座10，下密封座11，阀门入口12，阀门出口13，弹簧15、18，O形圈14、17、19，螺钉16、20组成，顶杆8与衔铁2通过螺纹连接，衔铁2安装于电磁铁组件1内，导阀阀芯6安装于导阀阀体7内，导阀阀体7与电磁铁组件1及主阀阀体3通过螺钉连接，主阀阀芯5安装于主阀阀体3内，端盖4通过螺钉与主阀阀体3连接，在导阀阀体7排放口处设有接管嘴9，导阀阀体7与顶杆8及主阀阀体3之间用O形圈14、19进行密封；
导阀阀体7设有上密封座10，与导阀阀芯6在阀门关闭状态下形成密封关系，主阀阀体3设有下密封座11，与导阀阀芯6在阀门打开状态下形成密封关系，主阀阀体3设有阀门入口12、阀门出口13，阀门入口12和阀门出口13垂直设置；
主阀阀芯5背压腔21在阀门关闭状态下通过下密封座11与阀门入口12连通，此时背压腔21内填充燃料，通电打开阀门时，衔铁2推动导阀阀芯6向下运动与上密封座10脱离直至导阀阀芯6与下密封座11接触，此时主阀阀芯5在介质压力作用下向右移动并打开（见图4），背压腔21通过导阀阀芯6（见图5）、上密封座10和接管嘴9与外界环境连通，并将背压腔内的燃料通过接嘴管9收集并排放至火箭发动机外，在燃料排出过程中，不会对火箭发动机产生污染；
在液氧煤油火箭发动机启动点火过程中，当煤油压力达到预定值时，打开此先导式电磁阀，向推力室供应煤油；
工作原理：如图3，阀门处于关闭状态，即主阀阀芯5与主阀阀体3接触并密封，此时，导阀阀芯6与上密封座10接触并密封，下密封座11打开，主阀阀芯5背压腔21与阀门进口连通，为高压状态，阀门出口为低压状态，主阀阀芯5在介质力及弹簧力作用下，处于关闭状态；
当需要打开主阀阀芯5时，给电磁铁组件1通电，此时，衔铁2受电磁力作用，向下运动，带动顶杆8推动导阀阀芯6，使导阀阀芯6向下运动与上密封座10脱离直至导阀阀芯6与下密封座11接触并密封，下密封座11关闭，上密封座10打开。如图4所示，主阀阀芯5背压腔21通过接管嘴9与外界环境连通，并处于低压状态，主阀阀芯5在进口介质力作用下，克服弹簧力向右运动，并维持打开状态。导阀阀体7与顶杆8及主阀阀体3之间用O形圈进行密封，主阀阀芯5向右打开过程中，背压腔21的介质被挤出并通过接管嘴9排出，可在接管嘴9处连接管路进行收集排放；
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护并不局限于此，本领域技术人员在不改变原理的情况下，做出的任何无实质变化的改进也应视为本发明的保护范围；
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
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