CN102829233A - 气动式自锁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动式自锁阀，由自锁式导阀和气动式主阀通过联结法兰构成，自锁式导阀包括过滤器、第一吸合阀座、锁闭磁环、线圈组件、第二吸合阀座、阀芯和罩壳，过滤器装入第一吸合阀座进口处，第一吸合阀座、阀芯和第二吸合阀座均由磁导材料制成并装入线圈组件内，通过锁闭磁环的永磁吸力密封；罩壳套在线圈组件外部；气动式主阀包括活塞、压紧螺母、壳体、塑料阀芯、锁闭螺母、活塞轴组件、金属波纹管和回位弹簧，活塞轴组件和金属波纹管装入壳体，锁闭螺母将塑料阀芯锁紧装到活塞轴组件上，压紧螺母将活塞轴组件固定在壳体上，回位弹簧的安装位置用于活塞回位。本发明适用于空间飞行器推进系统工作介质的流通管理。

Description

气动式自锁阀

技术领域

本发明涉及流体控制元件，具体是一种特别适用于强腐蚀性工作介质的气动式自锁阀。

背景技术

自锁阀作为空间飞行器推进系统的工作介质流通管理装置，通过脉冲信号而不需要电源长时提供电压能量就能保持阀门开启或关闭状态。目前，已公知的自锁阀结构一般为直动式，直接通过电磁铁产生吸力控制阀芯的开关，实现控制工作介质流通或截止的功能。

现有的直动式自锁阀流量适用性小，因为大口径的直动式自锁阀需要的电磁吸力大，导致相应的重量及体积增大，无法适用于在航空、航天等对质量指标要求较严的系统上。因此，对于大口径自锁阀需要采用气动式工作原理，然而现有气动式动密封形式通常采用橡胶O型圈密封，与腐蚀性工作介质相容性不好，不能长期工作。

长期与强腐蚀性介质相容、带有液压成型波纹管的气动式自锁阀解决了上述问题，并且该发明专利目前在军用和民用产品上暂无。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型结构的气动式自锁阀，旨在克服现有气动式动密封形式通常采用橡胶O型圈密封，与腐蚀性工作介质相容性不好，不能长期工作的缺陷，同时实现大流量、轻质量和在腐蚀性工作介质下长期工作。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种气动式自锁阀，该气动式自锁阀由自锁式导阀和气动式主阀通过联结法兰构成，通过驱动气体控制阀门的开启或关闭，实现工作介质的流通或截止，其中：

自锁式导阀包括过滤器、第一吸合阀座、锁闭磁环、线圈组件、第二吸合阀座、阀芯和罩壳，过滤器装入第一吸合阀座进口处，第一吸合阀座、阀芯和第二吸合阀座均由磁导材料制成并装入线圈组件内，第一吸合阀座、阀芯和第二吸合阀座通过锁闭磁环的永磁吸力密封；罩壳套在线圈组件外部；

气动式主阀包括活塞、压紧螺母、壳体、塑料阀芯、锁闭螺母、活塞轴组件、金属波纹管和回位弹簧，活塞轴组件和金属波纹管装入壳体，锁闭螺母将塑料阀芯锁紧装到活塞轴组件上，压紧螺母将活塞轴组件固定在壳体上，回位弹簧的安装位置用于活塞回位。

优选地，本发明上述气动式自锁阀中，自锁式导阀为两位三通式结构，阀芯为运动件，通过锁闭磁环的永磁吸力处于开、关两位，阀芯处于开位，进、出口导通，为气动式主阀提供驱动气体；阀芯处于关位，出口、排气口导通，将驱动气体排出阀门。

优选地，本发明上述气动式自锁阀中，气动式主阀为活塞作用式结构，活塞、回位弹簧、活塞轴组件、金属波纹管和塑料阀芯均为运动件，气动式主阀为两位两通结构，直接控制工作介质的流通。

优选地，本发明上述气动式自锁阀中，气动式主阀带有调节孔板组件，可以对该阀门的压力损失进行调节，有利于液压系统的压力控制。

与现有自锁阀相比，本发明有以下创新与及突出的进步：1)阀门结构新颖，气动式原理，通过小型的自锁式导阀驱动气动式主阀工作；2)阀门公称通径大，工作流量大，并且体积小、重量轻，特别适用于航空、航天等大流量推进系统；3)阀门内装有液压成型式金属波纹管，有效的避免了工作介质与橡胶密封件接触，解决了长时间与腐蚀性工作介质相容问题。

附图说明

图1是本发明气动式自锁阀未工作时的结构原理示意图。

图2是本发明气动式自锁阀工作时的结构原理示意图。

图3是本发明气动式自锁阀自锁式磁路原理示意图。

图4是本发明气动式自锁阀的金属波纹管与活塞轴结构原理示意图。

其中：1为过滤器，2为第一吸合阀座，3为锁闭磁环，4为线圈组件，5为活塞，6为压紧螺母，7为壳体，8为塑料阀芯，9为调节孔板组件，10为进口焊接管嘴，11为锁闭螺母，12为活塞轴组件，13为金属波纹管，14为密封垫片，15为回位弹簧，16为O型密封圈，17为第二吸合阀座，18为阀芯，19为罩壳；20为进口焊接管嘴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明优选实施例提供的气动式自锁阀，主要由过滤器1、第一吸合阀座2、锁闭磁环3、线圈组件4、活塞5、压紧螺母6、壳体7、塑料阀芯8、调节孔板组件9、进口焊接管嘴10、锁闭螺母11、活塞轴组件12、金属波纹管13、密封垫片14、回位弹簧15、O型密封圈16、第二吸合阀座17、阀芯18、罩壳19和进口焊接管嘴20构成，实际是由自锁式导阀A和气动式主阀B通过联结法兰组成，其中：

自锁式导阀主要包括过滤器1、第一吸合阀座2、锁闭磁环3、线圈组件4、第二吸合阀座17、阀芯18、罩壳19和进口焊接管嘴20，过滤器1装入第一吸合阀座2进口处，第一吸合阀座2、阀芯18和第二吸合阀座17装入线圈组件4内，为磁路的主要通道，罩壳19套在线圈组件4外部。

气动式主阀主要包括活塞5、压紧螺母6、壳体7、塑料阀芯8、调节孔板组件9、进口焊接管嘴10、锁闭螺母11、活塞轴组件12、金属波纹管13、密封垫片14、回位弹簧15和O型密封圈16，活塞轴组件12和金属波纹管13先装入壳体7，锁闭螺母11将塑料阀芯8锁紧装到活塞轴组件12上，压紧螺母6将活塞轴组件12固定在壳体7上，回位弹簧15的安装位置即可以用于活塞5回位，又可以起防松压紧螺母的作用。

如图1所示，气动式主阀带有调节孔板组件9，可以对该阀门的压力损失进行调节，有利于液压系统的压力控制。

如图1所示，自锁式导阀为两位三通式结构，阀芯18为运动件，其通过锁闭磁环3的电磁吸力可以处于开、关两位，当阀芯18处于开位时，进、出口导通，为气动式主阀提供驱动气体；当阀芯18处于关位时，出口、排气口导通，将驱动气体排出阀门。

如图1所示，气动式主阀为活塞作用式结构，金属波纹管13、回位弹簧15、活塞5、活塞轴组件12和塑料阀芯8均为运动件。气动式主阀为两位两通结构，直接控制工作介质的流通。

以下结合附图具体说明本发明的工作原理和动作过程。

如图1所示，工作前，阀芯18处于关闭位置，驱动气体无法进入气动式主阀活塞加载腔，加载腔同外界环境导通，主阀阀芯8处于关闭状态；工作时，如图2所示，阀芯18处于开启位置，驱动气体进入主阀活塞加载腔，作用在活塞上气动力克服弹簧和金属波纹管产生的弹力将阀芯8打开。

如图3所示，通过锁闭磁环3产生的永磁吸力将阀芯18与关位处的第一吸合阀座2作用在一起，当开线圈通电时，产生的电磁吸力将阀芯18磁吸到开位处的第二吸合阀座17上，断电后，锁闭磁环产生的永磁吸力将阀芯18与开位处的第二吸合阀座作用在一起，反之，当关线圈通电时，产生的电磁吸力将阀芯18磁吸到关位处的第一吸合阀座2上，断电后，锁闭磁环3产生的永磁吸力将阀芯18与关位处的第一吸合阀座2作用在一起。

如图4所示，活塞轴1与金属波纹管2焊接相连，环套3固定在壳体7上，活塞轴和金属波纹管可以移动，完成气动式自锁阀的开关工作。

如上所述，本发明利用气动式自锁阀的工作特点，解决了公称通径大，工作流量大，并且体积小、重量轻的矛盾关系，解决了长时间与腐蚀性工作介质相容问题。因此，本发明特别适用于航空、航天等大流量推进系统。

Claims (4)

1.一种气动式自锁阀，其特征在于，该气动式自锁阀由自锁式导阀和气动式主阀通过联结法兰构成，通过驱动气体控制阀门的开启或关闭，实现工作介质的流通或截止，其中：

自锁式导阀包括过滤器[1]、第一吸合阀座[2]、锁闭磁环[3]、线圈组件[4]、第二吸合阀座[17]、阀芯[18]和罩壳[19]，过滤器[1]装入第一吸合阀座[2]进口处，第一吸合阀座[2]、阀芯[18]和第二吸合阀座[17]均由磁导材料制成并装入线圈组件[4]内，第一吸合阀座[2]、阀芯[18]和第二吸合阀座[17]通过锁闭磁环[3]的永磁吸力密封；罩壳[19]套在线圈组件[4]外部；

气动式主阀包括活塞[5]、压紧螺母[6]、壳体[7]、塑料阀芯[8]、锁闭螺母[11]、活塞轴组件[12]、金属波纹管[13]和回位弹簧[15]，活塞轴组件[12]和金属波纹管[13]装入壳体[7]，锁闭螺母[11]将塑料阀芯[8]锁紧装到活塞轴组件[12]上，压紧螺母[6]将活塞轴组件[12]固定在壳体[7]上，回位弹簧[15]的安装位置用于活塞[5]回位。

2.根据权利要求1所述的气动式自锁阀，其特征在于，自锁式导阀为两位三通式结构，阀芯为运动件，通过锁闭磁环[3]的永磁吸力处于开、关两位，阀芯处于开位，进、出口导通，为气动式主阀提供驱动气体；阀芯处于关位，出口、排气口导通，将驱动气体排出阀门。

3.根据权利要求1或2所述的气动式自锁阀，其特征在于，气动式主阀为活塞作用式结构，活塞、回位弹簧、活塞轴组件、金属波纹管和塑料阀芯均为运动件，气动式主阀为两位两通结构，直接控制工作介质的流通。

4.根据权利要求3所述的气动式自锁阀，其特征在于，气动式主阀带有调节孔板组件[9]。

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