CN108758013B - 一种双路电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双路电磁阀，能够实现接收一路电信号控制前后两次开关动作的目的，使双路电磁阀的其中一路介质通路实现先开后关，而另一路介质通路实现后开先关，包括电磁铁、阀体、阀芯一、阀芯二、拉绳一、拉绳二及弹性回复机构，电磁铁包括一块衔铁，阀体上具有两个阀芯安装孔，每个阀芯安装孔下端具有一组介质流道，阀芯一和阀芯二分别设于一个阀芯安装孔内，阀芯一和阀芯二上端分别设有一组弹性回复机构，在阀芯一和阀芯二分别受到弹性力而处于对对应介质流道密封的状态且拉绳二处于张紧状态时，所述拉绳一处于松弛状态。

Description

一种双路电磁阀

技术领域

本发明涉及流体姿控技术领域，更具体地，涉及一种双路电磁阀，特别适合用于小推力液体发动机强氧化剂和强腐蚀燃料等介质的双路电磁阀。

背景技术

在流体姿控技术领域，电磁阀是控制介质流动的为关键执行部件。传统的双路电磁阀要么是用两路电信号控制两个电磁线圈，进而控制氧化剂和燃料两路，要么是用一路电信号控制一个先导的两位三通气路电磁阀，通过控制气路的控制气体通断，驱动活塞带动阀芯运动，进而控制主阀芯的开关，实现对氧化剂和燃料两路的同时控制。

在部分动力系统中，通常需要用一路电信号同时控制氧化剂和燃料两路的开关，且燃料路开启应先于氧化剂路开启0～2ms；关闭时燃料路关闭比氧化剂路关闭延迟0～2ms，即需要先开后关。这种开关需要实现接收一次电信号发生先后两次开关动作，在现有技术中难以实现。

发明内容

本发明提供了一种双路电磁阀，在接收一路电信号时，能够实现控制开关前后两次动作的目的，使双路电磁阀的其中一路介质通路实现先开后关，而另一路介质通路实现后开先关。

本发明的技术方案在于：包括电磁铁、阀体、阀芯一、阀芯二、拉绳一、拉绳二及弹性回复机构；

电磁铁包括一块衔铁，所述衔铁在电磁吸力作用下能够纵向运动；

阀体上具有两个阀芯安装孔，每个阀芯安装孔下端具有一组介质流道，阀芯一和阀芯二分别设于一个阀芯安装孔内，且阀芯一和阀芯二下端能够将对应的介质流道密封，阀芯一和阀芯二上端分别通过拉绳一和拉绳二与衔铁下端连接；

所述阀芯一和阀芯二上端分别设有一组弹性回复机构，所述弹性回复机构能够利用弹性力对阀芯一和阀芯二施加沿阀芯轴向向介质流道一侧的压力，以使阀芯一和阀芯二能够将对应的介质流道密封，同时在拉绳一和拉绳二分别对阀芯一和阀芯二施加沿阀芯轴向的拉力时，阀芯一和阀芯二能够克服弹性回复机构的弹性力而向对应介质流道的反方向运动，以使对应的介质流道导通；

在阀芯一和阀芯二分别受到弹性力而处于对对应介质流道密封的状态且拉绳二处于张紧状态时，所述拉绳一处于松弛状态。

作为上述方案的优选，所述阀芯安装孔为阶梯孔，且阶梯孔最上方区段的内径大于其下方孔区段的内径，使阶梯孔最上方区段的下端形成定位台阶一，所述阀芯一和阀芯二为阶梯轴，所述阶梯轴最上方轴段外径小于其下方轴段的外径，使阶梯轴最上方轴段下端形成定位轴肩一；

所述弹性回复机构包括环形膜片、锁紧螺母及压紧螺母，所述阀芯一和阀芯二上端分别套设一块环形膜片，环形膜片下端面同时与对应的阀芯上的定位轴肩一以及所述阶梯孔的定位台阶一定位，阀芯一、阀芯二与环形膜片分别通过锁紧螺母锁紧，所述阶梯孔最上方区段内旋入带外螺纹的压紧螺母，将环形膜片压紧；

所述阀芯一上的环形膜片的刚度K1大于阀芯二上的环形膜片的刚度K2。

作为上述方案的优选，所述压紧螺母中心具有一通孔，所述通孔的最小孔径大于所述锁紧螺母的外径，且所述通孔下部靠近膜片区段的内径大于所述锁紧螺母的外径，所述定位台阶一具有一环形凹槽，所述膜片下端面设有环形凸台，所述环形凸台卡入所述环形凹槽内。

作为上述方案的优选，在阀芯一和阀芯二下端将介质流道密封时，所述阀芯一和阀芯二上的定位轴肩一高于对应的定位台阶一，使环形膜片具有初始变形量b。

作为上述方案的优选，所述介质流道包括进口流道和出口流道，所述出口流道位于对应的阀芯安装孔下端，与对应阀芯安装孔同轴设置，将阀体外底面与阀芯安装孔连通，所述进口流道设于阀体侧面，将阀体外侧面与对应的阀芯安装孔连通，且同一组介质流道的进口流道与出口流道垂直，所述出口流道上端口设有一环形凸台，环形凸台截面为半圆形，所述阀芯一和阀芯二下端面嵌入有一块阀芯密封块，所述阀芯密封块能够与所述环形凸台接触并形成密封副。

作为上述方案的优选，所述阀体上端面具有一凹槽，所述阀芯安装孔设于凹槽底部，所述电磁铁位于阀体上方，且电磁铁的衔铁与阀芯一同轴设置。

作为上述方案的优选，所述阀芯一和阀芯二纵向平行设置，所述阀体凹槽内设有导向机构一和导向机构二，导向机构一包括两组水平并排设置于拉绳一和拉绳二两侧、且位于衔铁和阀芯一之间的导向轴承一，所述导向机构二包括一组设于阀芯二上方的导向轴承二，导向轴承一和导向轴承二外壁中心设有V形凹槽，拉绳一和拉绳二从两组导向轴承一之间穿过，两组导向轴承一用于给拉绳一和拉绳二提供定位导向；

所述拉绳一穿过两组导向轴承一后，上端和下端分别固定连接衔铁和阀芯一，拉绳二穿过两组导向轴承一后，上端固定连接衔铁，下端从导向轴承二上方绕过并与导向轴承二下方的阀芯二上端固定连接，且拉绳二上位于导向轴承二与阀芯二之间的区段与阀芯二同轴。

作为上述方案的优选，所述电磁铁还包括静铁芯、线圈及外壳，所述外壳内部具有一空腔，所述空腔底部开设有一处能够使拉绳一和拉绳二同时穿过的通孔，所述衔铁设于外壳的空腔内，且位于所述通孔正上方，所述衔铁外套设有一个导向套，导向套与衔铁间隙配合，导向套下端与外壳体内底部一体式连接，所述线圈上部绕在所述静铁芯外部，下部绕在所述导向套外，所述静铁芯位于衔铁正上方，且在衔铁下端面与外壳内底部接触时，衔铁上端面与静铁芯下端面之间设有间隔。

作为上述方案的优选，所述阀体上端面设有一环形凹槽，所述环形凹槽底部设有环形防尘垫，所述电磁铁外壳下端面设有环形凸台，所述环形凸台卡入阀体上端面的环形凹槽内。

作为上述方案的优选，所述阀芯安装孔具有一处能够对阀芯一/阀芯二的轴向运动起导向作用的孔区段，该区段内壁与阀芯下部区段外壁贴合。

上述技术方案的有益效果在于：上述技术方案实现了一路电信号控制两路介质通路开关；而且能够实现一路通道先开后关，另一路通道后开先关的功能，其结构新颖，动作灵敏度高，安全系数高，能够有效满足产品需求，

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2位图1中的局部放大结构示意图。

图3为本发明中阀芯一的结构示意图

具体实施方式

以下结合附图详细描述本发明的实施例。

如图1所示，本实施例所述双路电磁阀的结构包括电磁铁、阀体9、阀芯一8、阀芯二10、拉绳一6、拉绳二11及弹性回复机构；

电磁铁包括一块衔铁2，所述衔铁2在电磁吸力作用下能够纵向运动；

阀体9上具有两个阀芯安装孔15，每个阀芯安装孔15下端具有一组介质流道，阀芯一8和阀芯二10分别设于一个阀芯安装孔15内，且阀芯一8和阀芯二10下端能够将对应的介质流道密封，阀芯一8和阀芯二10上端分别通过拉绳一6和拉绳二11与衔铁2下端连接；

所述阀芯一8和阀芯二10上端分别设有一组弹性回复机构，所述弹性回复机构能够利用弹性力对阀芯一8和阀芯二10施加沿阀芯轴向向介质流道一侧的压力，以使阀芯一8和阀芯二10能够将对应的介质流道密封，同时在拉绳一6和拉绳二11分别对阀芯一8和阀芯二10施加沿阀芯轴向的拉力时，阀芯一8和阀芯二10能够克服弹性回复机构的弹性力而向对应介质流道的反方向运动，以使对应的介质流道导通；

在阀芯一8和阀芯二10分别受到弹性力而处于对对应介质流道密封的状态且拉绳二11处于张紧状态时，所述拉绳一6处于松弛状态。

在本实施例中，所述阀芯安装孔15为阶梯孔，且阶梯孔最上方区段的内径大于其下方孔区段的内径，使阶梯孔最上方区段的下端形成定位台阶一19，所述阀芯一8和阀芯二10为阶梯轴，所述阶梯轴最上方轴段外径小于其下方轴段的外径，使阶梯轴最上方轴段下端形成定位轴肩一18；

所述弹性回复机构包括环形膜片801/1001、锁紧螺母17及压紧螺母7，所述阀芯一8和阀芯二10上端分别套设一块环形膜片801/1001，环形膜片801/1001下端面同时与对应的阀芯上的定位轴肩一18以及所述阶梯孔的定位台阶一19定位，阀芯一8、阀芯二10与环形膜片801/1001分别通过锁紧螺母17锁紧，所述阶梯孔最上方区段内旋入带外螺纹的压紧螺母7，将环形膜片801/1001压紧；

所述阀芯一8上的环形膜片801的刚度K1大于阀芯二10上的环形膜片1001的刚度K2。

在本实施例中，所述压紧螺母7中心具有一通孔，所述通孔的最小孔径大于所述锁紧螺母17的外径，且所述通孔下部靠近膜片801/1001区段的内径d1大于述锁紧螺母17的外径，所述定位台阶一19具有一环形凹槽，所述膜片801/1001下端面设有环形凸台，所述环形凸台卡入所述环形凹槽内。

在本实施例中，在阀芯一8和阀芯二10下端将介质流道密封时，所述阀芯一8和阀芯二10上的定位轴肩一18高于对应的定位台阶一19，使环形膜片801/1001具有初始变形量b。

在本实施例中，所述介质流道包括进口流道A/C和出口流道B/D，所述出口流道B/D位于对应的阀芯安装孔15下端，与对应阀芯安装孔15同轴设置，将阀体9外底面与阀芯安装孔15连通，所述进口流道A/C设于阀体9侧面，将阀体9外侧面与对应的阀芯安装孔15连通，且同一组介质流道的进口流道A/C与出口流道垂直B/D，所述出口流道B/D上端口设有一环形凸台，环形凸台截面为半圆形，所述阀芯一8和阀芯二10下端面嵌入有一块阀芯密封块803，所述阀芯密封块803能够与所述环形凸台接触并形成密封副。

在本实施例中，所述阀体9上端面具有一凹槽16，所述阀芯安装孔15设于凹槽16底部，所述电磁铁位于阀体9上方，且电磁铁的衔铁2与阀芯一8同轴设置。

在本实施例中，所述阀芯一8和阀芯二10纵向平行设置，所述阀体9凹槽内设有导向机构一和导向机构二，导向机构一包括两组水平并排设置于拉绳一6和拉绳二11两侧、且位于衔铁2和阀芯一8之间的导向轴承一13，所述导向机构二包括一组设于阀芯二10上方的导向轴承二12，导向轴承一13和导向轴承二12外壁中心设有V形凹槽，拉绳一6和拉绳二11从两组导向轴承一13之间穿过，两组导向轴承一13用于给拉绳一6和拉绳二11提供定位导向；

所述拉绳一6穿过两组导向轴承一13后，上端和下端分别固定连接衔铁2和阀芯一8，拉绳二11穿过两组导向轴承一13后，上端固定连接衔铁2，下端从导向轴承二12上方绕过并与导向轴承二12下方的阀芯二10上端固定连接，且拉绳二11上位于导向轴承二12与阀芯二10之间的区段与阀芯二10同轴，导向轴承二12与导向轴承一13之间的拉绳二11区段保持水平状态。

在本实施例中，所述电磁铁还包括静铁芯1、线圈3及外壳4，所述外壳4内部具有一空腔，所述空腔底部开设有一处能够使拉绳一6和拉绳二11同时穿过的通孔，所述衔铁2设于外壳4的空腔内，且位于所述通孔正上方，所述衔铁2外套设有一个导向套401，导向套401与衔铁2间隙配合，导向套401下端与外壳4体内底部一体式连接，所述线圈3上部绕在所述静铁芯1外部，下部绕在所述导向套401外，所述静铁芯1位于衔铁2正上方，且在衔铁2下端面与外壳4内底部接触时，衔铁2上端面与静铁芯1下端面之间设有间隔。

在本实施例中，所述阀体9上端面设有一环形凹槽，所述环形凹槽底部设有环形防尘垫5，所述电磁铁外壳4下端面设有环形凸台402，所述环形凸台402卡入阀体9上端面的环形凹槽内。

在本实施例中，所述阀芯安装孔15具有一处能够对阀芯一8/阀芯二10的轴向运动起导向作用的孔区段，该区段内壁与阀芯下部区段802外壁贴合。

以下以小推力液体发动机为例，描述上述结构的双路电磁阀的工作原理：

小推力液体发动机上需要使用双路电磁阀，用以同时控制两条管路的开关，其中一条管路输送强氧化剂，另一条管路输送强腐蚀燃料，工作时，需要燃料路先于氧化剂路开启0-2ms，关闭时燃料路比氧化剂路延迟0-2ms关闭，即燃料路要先开后关，而氧化剂路要后开先关。

因此在安装本实施例所述双路电磁阀时，阀芯一8下端介质流道对应与氧化剂路连接，而阀芯二10下端介质流道对应与燃料路连接。

当给电磁铁通电时，产生电磁吸力，衔铁2在电磁吸力的作用下向上运动，带动阀芯二10的拉绳二11克服膜片801/1001弹力向上运动，一旦阀芯二10向上运动，则阀芯二10下端封闭的流道开启；当衔铁2继续向上运动时，拉绳一6逐渐绷紧，随着衔铁2继续向上运动，阀芯一8被拉绳一6向上拉动，阀芯一8下端的介质流道开启；直至衔铁2运动至与静铁芯1下端面贴合，两组介质流道完全开启。

两组介质流道在上述完全开启的状态下，阀芯一8上的膜片801产生的弹力F1为：F1＝K1*(b1+t-t1)，阀芯二10上的膜片1001产生的弹力F2为：F2＝K2*(b2+t)，通过设计，使阀芯一8上的膜片801刚度K1大于阀芯二10上的膜片1001刚度K2，确保1.2F2≤F1≤1.4F2；

其中，b1为阀芯一8膜片801的初始变形量，b2为阀芯二10膜片1001的初始变形量，t为衔铁2的最大行程，t1为衔铁2拉动阀芯一8开始动作之前的行程。

由于阀芯二10先于阀芯一8动作，因此阀芯二10的纵向位移大于阀芯一8纵向位移，在电磁铁失电后，衔铁2脱离静铁芯1向下运动，拉绳一6和拉绳二11的张紧力被解除，阀芯一8和阀芯二10失去对应拉绳的拉力，在对应膜片801/1001弹性回复力的作用下阀芯一8和阀芯二10回沿阀芯安装孔15向下运动，直至阀芯一8和阀芯二10下端将对应的介质流道关闭。由于阀芯二10向上的纵向位移大于阀芯一8向上的纵向位移，同时由于F2≤F1，因此在阀芯回位时，阀芯二10的回位时间要晚于阀芯一8，以此可以实现阀芯二10先开后关，而阀芯一8后开先关的目的。

结合上述工作原理，对本发明的实施例做如下说明：

在上述实施例中，拉绳二11始终保持绷紧状态，而拉绳一6的初始状态为松弛状态，根据具体使用情况下对阀芯一8和阀芯二10开启的时间间隔的要求以及衔铁2纵向位移的速度，可计算出拉绳二11所需的长度或松弛度。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双路电磁阀，其特征在于：包括电磁铁、阀体、阀芯一、阀芯二、拉绳一、拉绳二及弹性回复机构；

电磁铁包括一块衔铁，所述衔铁在电磁吸力作用下能够纵向运动；

阀体上具有两个阀芯安装孔，每个阀芯安装孔下端具有一组介质流道，阀芯一和阀芯二分别设于一个阀芯安装孔内，且阀芯一和阀芯二下端能够将对应的介质流道密封，阀芯一和阀芯二上端分别通过拉绳一和拉绳二与衔铁下端连接；

所述阀芯一和阀芯二上端分别设有一组弹性回复机构，所述弹性回复机构能够利用弹性力对阀芯一和阀芯二施加沿阀芯轴向向介质流道一侧的压力，以使阀芯一和阀芯二能够将对应的介质流道密封，同时在拉绳一和拉绳二分别对阀芯一和阀芯二施加沿阀芯轴向的拉力时，阀芯一和阀芯二能够克服弹性回复机构的弹性力而向对应介质流道的反方向运动，以使对应的介质流道导通；

在阀芯一和阀芯二分别受到弹性力而处于对对应介质流道密封的状态且拉绳二处于张紧状态时，所述拉绳一处于松弛状态。

2.根据权利要求1所述双路电磁阀，其特征在于：所述阀芯安装孔为阶梯孔，且阶梯孔最上方区段的内径大于其下方孔区段的内径，使阶梯孔最上方区段的下端形成定位台阶一，所述阀芯一和阀芯二为阶梯轴，所述阶梯轴最上方轴段外径小于其下方轴段的外径，使阶梯轴最上方轴段下端形成定位轴肩一；

所述弹性回复机构包括环形膜片、锁紧螺母及压紧螺母，所述阀芯一和阀芯二上端分别套设一块环形膜片，环形膜片下端面同时与对应的阀芯上的定位轴肩一以及所述阶梯孔的定位台阶一定位，阀芯一、阀芯二与环形膜片分别通过锁紧螺母锁紧，所述阶梯孔最上方区段内旋入带外螺纹的压紧螺母，将环形膜片压紧；

所述阀芯一上的环形膜片的刚度K₁大于阀芯二上的环形膜片的刚度K₂。

3.根据权利要求2所述双路电磁阀，其特征在于：所述压紧螺母中心具有一通孔，所述通孔的最小孔径大于所述锁紧螺母的外径，且所述通孔下部靠近膜片区段的内径大于所述锁紧螺母的外径，所述定位台阶一具有一环形凹槽，所述膜片下端面设有环形凸台，所述环形凸台卡入所述环形凹槽内。

4.根据权利要求3所述双路电磁阀，其特征在于：在阀芯一和阀芯二下端将介质流道密封时，所述阀芯一和阀芯二上的定位轴肩一高于对应的定位台阶一，使环形膜片具有初始变形量b。

5.根据权利要求1所述双路电磁阀，其特征在于：所述介质流道包括进口流道和出口流道，所述出口流道位于对应的阀芯安装孔下端，与对应阀芯安装孔同轴设置，将阀体外底面与阀芯安装孔连通，所述进口流道设于阀体侧面，将阀体外侧面与对应的阀芯安装孔连通，且同一组介质流道的进口流道与出口流道垂直，所述出口流道上端口设有一环形凸台，环形凸台截面为半圆形，所述阀芯一和阀芯二下端面嵌入有一块阀芯密封块，所述阀芯密封块能够与所述环形凸台接触并形成密封副。

6.根据权利要求1所述双路电磁阀，其特征在于：所述阀体上端面具有一凹槽，所述阀芯安装孔设于凹槽底部，所述电磁铁位于阀体上方，且电磁铁的衔铁与阀芯一同轴设置。

7.根据权利要求6所述双路电磁阀，其特征在于：所述阀芯一和阀芯二纵向平行设置，所述阀体凹槽内设有导向机构一和导向机构二，导向机构一包括两组水平并排设置于拉绳一和拉绳二两侧、且位于衔铁和阀芯一之间的导向轴承一，所述导向机构二包括一组设于阀芯二上方的导向轴承二，导向轴承一和导向轴承二外壁中心设有V形凹槽，拉绳一和拉绳二从两组导向轴承一之间穿过，两组导向轴承一用于给拉绳一和拉绳二提供定位导向；

所述拉绳一穿过两组导向轴承一后，上端和下端分别固定连接衔铁和阀芯一，拉绳二穿过两组导向轴承一后，上端固定连接衔铁，下端从导向轴承二上方绕过并与导向轴承二下方的阀芯二上端固定连接，且拉绳二上位于导向轴承二与阀芯二之间的区段与阀芯二同轴。

8.根据权利要求1所述双路电磁阀，其特征在于：所述电磁铁还包括静铁芯、线圈及外壳，所述外壳内部具有一空腔，所述空腔底部开设有一处能够使拉绳一和拉绳二同时穿过的通孔，所述衔铁设于外壳的空腔内，且位于所述通孔正上方，所述衔铁外套设有一个导向套，导向套与衔铁间隙配合，导向套下端与外壳体内底部一体式连接，所述线圈上部绕在所述静铁芯外部，下部绕在所述导向套外，所述静铁芯位于衔铁正上方，且在衔铁下端面与外壳内底部接触时，衔铁上端面与静铁芯下端面之间设有间隔。

9.根据权利要求8所述双路电磁阀，其特征在于：所述阀体上端面设有一环形凹槽，所述环形凹槽底部设有环形防尘垫，所述电磁铁外壳下端面设有环形凸台，所述环形凸台卡入阀体上端面的环形凹槽内。

10.根据权利要求2所述双路电磁阀，其特征在于：所述阀芯安装孔具有一处能够对阀芯一/阀芯二的轴向运动起导向作用的孔区段，该区段内壁与阀芯下部区段外壁贴合。