CN103047469B - 一种高温电磁阀及使用该高温电磁阀的高温推力器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温电磁阀及使用该高温电磁阀的高温推力器，该高温电磁阀在阀杆的从电磁阀壳体下方伸出的部分的外周上套设有隔热管，在使用时，介质在通过阀座上开设的进、出口时虽然会散发很多热量，但是由于高温气体在流经阀体时所产生需要经由隔热管和阀杆、并通过传导、对流和辐射的方式向电磁铁传递热量，而固定在电磁铁和阀座之间的隔热管以及穿设在隔热管中的阀杆均由隔热材料制成，能够起到热桥结构，减少阀座和电磁铁之间的热量交换，从而减少了从阀座上散发至电磁铁上的热量，降低在使用过程中电磁线圈的温度，进而减少了在使用过程中电磁线圈的绝缘外皮熔融的可能性，提高了电磁阀在高温环境中使用的可靠性。

Description

一种高温电磁阀及使用该高温电磁阀的高温推力器

技术领域

本发明涉及电磁阀技术领域，尤其涉及一种高温电磁阀，同时还涉及使用该高温电磁阀的高温推力器。

背景技术

航天器推力器作为航天器运行的重要组成部分，根据航天器的燃料不同，对推力器的控制元件的要求各不相同。目前常用电磁阀来控制高温推力器工作，从而达到时时调整高温推力器推力大小的效果。但是由于现有的电磁阀一般采用将电磁铁直接固定在阀座上，例如申请号为98217832.8的中国发明专利公开的一种直动式电磁阀，该类电磁阀中的阀座上开设有连通进、出口的节流孔，在节流孔上设置有用于封堵节流孔的阀瓣，阀瓣连接在电磁铁的阀杆上，因此在高温介质通过阀座时，高温介质所散发的热量会通过电磁铁的阀杆和衔铁传递到电磁线圈上，进而使得电磁线圈的温度不断升高，直至电磁线圈的绝缘外皮被熔融，电磁线圈短路、烧坏，从而使得电磁阀报废，高温推力器不能正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种阀座与电磁铁之间散热良好的高温电磁铁，同时还提供了使用该高温电磁铁的高温推力器，旨在解决现有技术中电磁铁的电磁线圈容易烧坏的问题。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明的高温电磁阀的技术方案如下：

一种高温电磁阀，包括阀座和阀座上固定的电磁铁，所述阀座内装设有用于控制进、出口通断的阀瓣，所述电磁铁具有用于驱动阀瓣在阀座内上下移动的衔铁、固定在阀座上的壳体，所述衔铁上固定有与阀瓣传动连接的由隔热材料制成阀杆，阀杆沿上下方向延伸，阀杆的下端从所述壳体的下方伸出，并处于电磁铁和阀座之间，伸出部分的外周上套设有由隔热材料制成的隔热管，所述隔热管的上端固定在壳体上衔铁的下方位置处，隔热管的下端固定在阀座上。

所述壳体包括套设在衔铁周围的圆筒状的内壳体和套设在内壳体外周上的外壳体，所述内壳体的下端从外壳体的下方伸出，所述隔热管通过其上端外周上凸设的环形连接部同轴螺纹连接内壳体伸出部分的内壁上。

所述阀瓣装设在阀座上开设的在上端开口下端封闭的柱状的节流孔内，节流孔的下端孔底上开设有出口，周壁上开设有进口，阀瓣的下端面为用于在下落时封堵在出口上、上移时使进出口通过节流孔连通的密封面。

所述阀杆的下端开设有超半球状的定位槽，所述阀瓣的上端伸入定位槽内，且伸入部分设有在上下方向与定位槽的下侧槽口边沿挡止配合的定位球头，所述定位球头与定位槽的槽壁之间具有用于供定位球头在定位槽内转动以使阀瓣在节流孔内摆动的活动间隙；节流孔内装设有套设在阀瓣下端周围的定位套，定位套的内壁面与阀瓣的下端外周面间隙配合，并在定位套上开设有与进口连通的开口。

本发明的高温推力器的技术方案如下：

一种高温推力器，包括用于装设在推力室内、以控制推力室内介质排放的高温电磁阀，所述高温电磁阀包括阀座和阀座上固定的电磁铁，所述阀座内装设有用于控制进、出口通断的阀瓣，所述电磁铁具有用于驱动阀瓣在阀座内上下移动的衔铁、固定在阀座上的壳体，所述衔铁上固定有与阀瓣传动连接的由隔热材料制成阀杆，阀杆沿上下方向延伸，阀杆的下端从所述壳体的下方伸出，并处于电磁铁和阀座之间，伸出部分的外周上套设有由隔热材料制成的隔热管，所述隔热管的上端固定在壳体上衔铁的下方位置处，隔热管的下端固定在阀座上，阀座与电磁铁的壳体通过隔热管固定连接。

所述壳体包括套设在衔铁周围的圆筒状的内壳体和套设在内壳体外周上的外壳体，所述内壳体的下端从外壳体的下方伸出，所述隔热管通过其上端外周上凸设的环形连接部同轴螺纹连接内壳体伸出部分的内壁上。

所述阀瓣装设在阀座上开设的在上端开口下端封闭的柱状的节流孔内，节流孔的下端孔底上开设有出口，周壁上开设有进口，阀瓣的下端面为用于在下落时封堵在出口上、上移时使进出口通过节流孔连通的密封面。

所述阀杆的下端开设有超半球状的定位槽，所述阀瓣的上端伸入定位槽内，且伸入部分设有在上下方向与定位槽的下侧槽口边沿挡止配合的定位球头，所述定位球头与定位槽的槽壁之间具有用于供定位球头在定位槽内转动以使阀瓣在节流孔内摆动的活动间隙；节流孔内装设有套设在阀瓣下端周围的定位套，定位套的内壁面与阀瓣的下端外周面间隙配合，并在定位套上开设有与进口连通的开口。

阀座的进口上连通有进口管接头，所述接口管接头的内孔中装设有用于过滤介质中杂质的滤芯。

阀座的出口为上小下大的喇叭状的开口。

本发明的高温电磁阀在阀杆的从电磁阀壳体下方伸出的部分的外周上套设有隔热管，且隔热管的两端分别固定在电磁铁和阀座上，阀座上开设有进、出口，在使用时，介质在通过阀座上开设的进、出口时虽然会散发很多热量，但是由于高温气体在流经阀体时所产生需要经由隔热管和阀杆、并通过传导、对流和辐射的方式向电磁铁传递热量，而固定在电磁铁和阀座之间的隔热管以及穿设在隔热管中的阀杆均由隔热材料制成，能够起到热桥结构，减少阀座和电磁铁之间的热量交换，从而减少了从阀座上散发至电磁铁上的热量，降低在使用过程中电磁线圈的温度，进而减少了在使用过程中电磁线圈的绝缘外皮熔融的可能性，提高了电磁阀在高温环境中使用的可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中滤芯的结构示意图。

具体实施方式

本发明的防盗高温推力器的实施例，如图1、图2和图3所示， 该高温推力器包括装设在推力室出气口上的高温电磁阀，该高温电磁阀由电磁铁1、隔热管2、阀瓣3、定位套24和阀座4构成。阀座4上开设有上端开口下端封闭的柱状的节流孔4-1，节流孔4-1的下端孔底上开设有上小下大的喇叭状的出口4-2，节流孔4-1的上端周壁上开设有进口4-3，进口4-3上连通有进口4-3管接头5，进口4-3管接头5内装设有滤芯6。电磁铁1包括筒状的内、外壳体7、8，外壳体8套设在内壳体7的外周上，并在两者之间装设有电磁线圈9，外壳体8的上端从内壳体7的上端伸出，伸出部分的内孔中固定有封堵在外壳体8上端开口上的上止座10，上止座10的下端伸入外壳体8中，并封堵在内壳体7的上端，上止座10内装设有用于顶推衔铁11至初始位置的回位弹簧12和回位顶杆13，回位弹簧12顶压在回位顶杆13的上方；内壳体7的下端从外壳体8的下端伸出，伸出部分内同轴螺纹连接有密封固定在内壳体7上的下止座14，下止座14将内壳体7的下端封堵，从而使得上、下止座14和内壳体7构成供衔铁11活动的电磁铁1内腔，衔铁11的下端开设有沿上下方向延伸的螺纹孔，衔铁11通过该螺纹孔同轴螺纹连接有从下止座14的下端伸出的阀杆15，阀杆15的上端旋设有两个处于衔铁11和下止座14之间的锁紧螺母16，阀杆15的下端从下止座14的下侧伸出，且伸入阀座4上的节流孔4-1开口内，阀杆15从下止座14的下侧伸出的部分外周上套设有处于电磁铁1和止座之间的由隔热材料制成的隔热管2，隔热管2的上端凸设有与下止座14一体设置的环形连接部，并通过该环形连接部同轴螺纹连接在内壳体7上；隔热管2的下端固定在阀座4上节流孔4-1的孔沿位置处。

阀杆15的外周面和隔热管2的内壁面之间存在与电磁铁1的内腔连通的间隙，并在衔铁11的一侧开设有上下延伸的通道，在回位顶杆13的底部开设有开口朝向、并与电磁铁1的内腔连通的盲孔，回位顶杆13的上端的外周面与上止座的内壁密封配合，在使用时，高压气体可通过隔热管、电磁铁的内腔和衔铁上的通道进入回位顶杆的底部的盲孔，将回位顶杆13向上顶起，以使回位顶杆13和回位弹簧12配合起到先导阀的作用。

阀瓣3包括柱状主体3-1、柱状主体3-1上端设置的定位球头3-2和柱状主体3-1下端设置的密封堵头3-3。定位球头3-2装设在阀杆15下端开设的超半球状的定位槽15-1内，并与定位槽15-1的槽口边沿在上下方向挡止配合，在定位槽15-1的槽壁面与定位球头3-2的外周面之间具有用于供定位球头3-2在定位槽15-1内转动以使阀瓣3在节流孔4-1内摆动的活动间隙。密封堵头3-3的下端面封堵在出口4-2上，并与节流孔4-1的孔底面构成平面密封副。

定位套24装设在节流孔4-1内，并套设在阀杆15的柱状主体3-1的外周上。定位套24的内壁面与密封堵头3-3的外周面间隙配合。

所述滤芯6被包裹在立方状中空壳体26内，壳体26的相对两侧侧面上与其内腔连通的滤孔。

本发明中隔热管2和阀杆15均采用隔热材料中钼材加工而成，从而适应在正常工作条件下，推力器中温度达1600多摄氏度的情况。

本发明中高位电磁阀为直动式常闭型电磁阀，在不通电的情况下，高温燃气经管接头5中过滤器达到阀座4中阀瓣3的密封堵头3-3和阀座4的节流孔4-1孔底之间的平面密封副位置处、经过阀杆15与隔热管2之间的空隙到达电磁铁1的阀腔中、再经衔铁11上开设的贯通上下端的通道到达上止座10中，但是由于隔热管2固定在电磁铁1和阀座4之间，构成热桥结构，从而使得隔热管2和阀杆15能够隔断高温燃气所散发的热量被传到电磁铁上，从而阻止了高温燃气所散发的热量向电磁铁1传递，使得电磁铁1的温度低于非金属材料的使用温度，保证了上止座10内孔中和下止座14外周上装设的O型密封圈17能够正常工作、电磁线圈9的绝缘外皮不会熔融，进而保证了电磁铁1在高温环境下工作的可靠性；

在通电时，衔铁11在电磁线圈9作用下向上移动，从而使衔铁11通过阀杆15带动阀瓣3向上移动，使阀瓣3的密封堵头3-3和阀座4的节流孔4-1孔底之间的平面密封副被破坏，积聚在阀座4的节流孔4-1中的高温燃气通过阀瓣3的密封堵头3-3和阀座4的节流孔4-1孔底之间的空隙流入出口4-2，再经阀座4上的出口4-2达到推力室的出口4-2，使得高温燃气达到外部的开放空间，并在高温燃气的膨胀作用下产生预定的推力。

本发明使介质在通过阀座上开设的进、出口时虽然会散发很多热量，但是由于高温气体在流经阀体时所产生需要经由隔热管和阀杆、并通过传导、对流和辐射的方式向电磁铁传递热量，而固定在电磁铁和阀座之间的隔热管以及穿设在隔热管中的阀杆均由隔热材料制成，阀杆的外周面和隔热管的外周面之间的间隙较小，能够起到热桥结构，减少阀座和电磁铁之间的热量交换，从而减少了从阀座上散发至电磁铁上的热量，降低在使用过程中电磁线圈的温度，进而减少了在使用过程中电磁线圈的绝缘外皮熔融的可能性，提高了电磁阀在高温环境中使用的可靠性。阀瓣3的定位球头3-2在阀杆15底端的定位槽15-1中，通过定位球头3-2和定位槽15-1的槽口边沿之间的挡止配合，保证阀瓣3能够随阀杆15一起上下移动；定位球头3-2的外周面与定位槽15-1的槽壁面之间的活动间隙，保证了在阀瓣3向下移动时，能够通过定位球头3-2与定位球之间的配合，保证密封堵头的下端面正好封堵在出口4-2上，比如在密封堵头3-3发生偏斜时，定位套24与密封堵头3-3之间的间隙配合保证密封堵头3-3的下端面与节流孔4-1的底面之间的平行度，使得密封堵头3-3在下落后其下端面能够准确的封堵在出口4-2上；定位球头3-2与定位槽15-1之间的球面配合能够起到上下方向的对心作用，保证在密封堵头3-3的下端面与节流孔4-1的孔底之间平面密封副密封的可靠性和密封严密性。

在上述实施例中，阀瓣的密封堵头与节流孔内装设的定位套的内壁面间隙配合，以保证密封堵头的下端面能够封盖在出口上，其原理在于，通过限制密封堵头的径向活动间隙来保证封盖的可靠性，因此在其他实施例中，也可以去除该定位套，而将节流孔的孔径减小，以使密封堵头的外周面与节流孔的孔壁间隙配合。

在上述实施例中，隔热管的上端外周上凸设有与下止座一体设置的环形连接部，并通过下止座同轴螺纹连接在内壳体内，在其他实施例中，隔热管的上端也可以固定在下止座的下侧，固定方式为螺纹连接、螺栓连接、焊接等常用固定连接方式。

在上述实施例中，阀瓣与阀瓣通过定位球头和定位槽球面浮动连接，在其他实施例中，阀瓣也可以通过螺纹连接、焊接或一体设置等常见方式设置在阀杆的下端。

在上述实施例中，阀瓣的密封堵头与阀座的节流孔孔底之间的密封副为平面密封副，在其他实施例中，该平面密封副也可以用球面密封副或锥面密封副替换。

在上述实施例中，通过回位弹簧和回位顶杆配合起到先导阀的作用，以控制衔铁向上升起的高度，在其他实施例中，也可以通过在上止座和衔铁之间装设的先导阀（电磁推杆、气缸或液压缸等），以向衔铁施加向下的作用力，控制衔铁向上升起的开度，以减少阀座中的过气量，降低本发明则很难过高温推力阀上所承受的温度。

本发明的高温电磁阀的实施例：如图1至图3所示，关于高温电磁阀的具体结构已经在上述实施例中说明，因此在本实施例中不再赘述。

Claims (6)

1.一种高温电磁阀，包括阀座和阀座上固定的电磁铁，所述阀座内装设有用于控制进、出口通断的阀瓣，所述进、出口开设在阀座上，所述电磁铁具有用于驱动阀瓣在阀座内上下移动的衔铁、固定在阀座上的壳体，其特征在于，所述衔铁上固定有与阀瓣传动连接的由隔热材料制成的阀杆，阀杆沿上下方向延伸，阀杆的下端从所述壳体的下方伸出，并处于电磁铁和阀座之间，伸出部分的外周上套设有由隔热材料制成的隔热管，所述隔热管的上端固定在壳体上衔铁的下方位置处，隔热管的下端固定在阀座上；所述阀瓣装设在阀座上开设的在上端开口下端封闭的柱状的节流孔内，节流孔的下端孔底上开设有出口，周壁上开设有进口，阀瓣的下端面为用于在下落时封堵在出口上、上移时使进出口通过节流孔连通的密封面；所述阀杆的下端开设有超半球状的定位槽，所述阀瓣的上端伸入定位槽内，且伸入部分设有在上下方向与定位槽的下侧槽口边沿挡止配合的定位球头，所述定位球头与定位槽的槽壁之间具有用于供定位球头在定位槽内转动以使阀瓣在节流孔内摆动的活动间隙；节流孔内装设有套设在阀瓣下端周围的定位套，定位套的内壁面与阀瓣的下端外周面间隙配合，并在定位套上开设有与进口连通的开口。

2.根据权利要求1所述的高温电磁阀，其特征在于，所述壳体包括套设在衔铁周围的圆筒状的内壳体和套设在内壳体外周上的外壳体，所述内壳体的下端从外壳体的下方伸出，所述隔热管通过其上端外周上凸设的环形连接部同轴螺纹连接内壳体伸出部分的内壁上。

3.一种高温推力器，包括用于装设在推力室内、以控制推力室内介质排放的高温电磁阀，所述高温电磁阀包括阀座和阀座上固定的电磁铁，所述阀座内装设有用于控制进、出口通断的阀瓣，所述进、出口开设在阀座上，所述电磁铁具有用于驱动阀瓣在阀座内上下移动的衔铁、固定在阀座上的壳体，其特征在于，所述衔铁上固定有与阀瓣传动连接的由隔热材料制成阀杆，阀杆沿上下方向延伸，阀杆的下端从所述壳体的下方伸出，并处于电磁铁和阀座之间，伸出部分的外周上套设有由隔热材料制成的隔热管，所述隔热管的上端固定在壳体上衔铁的下方位置处，隔热管的下端固定在阀座上，阀座与电磁铁的壳体通过隔热管固定连接；所述阀瓣装设在阀座上开设的在上端开口下端封闭的柱状的节流孔内，节流孔的下端孔底上开设有出口，周壁上开设有进口，阀瓣的下端面为用于在下落时封堵在出口上、上移时使进出口通过节流孔连通的密封面；所述阀杆的下端开设有超半球状的定位槽，所述阀瓣的上端伸入定位槽内，且伸入部分设有在上下方向与定位槽的下侧槽口边沿挡止配合的定位球头，所述定位球头与定位槽的槽壁之间具有用于供定位球头在定位槽内转动以使阀瓣在节流孔内摆动的活动间隙；节流孔内装设有套设在阀瓣下端周围的定位套，定位套的内壁面与阀瓣的下端外周面间隙配合，并在定位套上开设有与进口连通的开口。

4.根据权利要求3所述的高温推力器，其特征在于，所述壳体包括套设在衔铁周围的圆筒状的内壳体和套设在内壳体外周上的外壳体，所述内壳体的下端从外壳体的下方伸出，所述隔热管通过其上端外周上凸设的环形连接部同轴螺纹连接内壳体伸出部分的内壁上。

5.根据权利要求3或4所述的高温推力器，其特征在于，阀座的进口上连通有进口管接头，所述进口管接头的内孔中装设有用于过滤介质中杂质的滤芯。

6.根据权利要求3或4所述的高温推力器，其特征在于，阀座的出口为上小下大的喇叭状的开口。