CN103016783A - 一种双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀，它由阀体、入口阀座、阀芯、弹簧、出口阀座、A线圈、B线圈、插座、垫片、橡胶O形圈、排气嘴10等组成。采用了双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀结构，使电磁副阀可通过给A、B线圈单独通电实现打开、关闭单独控制，提高了电磁副阀的打开、关闭响应速度。通过采用双稳态设计，在电磁副阀短时通电产生相应动作后，即可断电保持在动作后稳定状态，无需持续通电保持打开，能有效降低功耗，在长程稳态工作及多台电磁副阀同时工作时节能优势明显，较好地实现了低功耗设计目标。
Description
技术领域
本发明涉及一种双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀，在有低功耗及长程稳态工作要求的发动机控制阀、卫星在轨执行系统、地面试验系统、自动化流体管路系统的相关阀门中应用，双稳态设计能有效降低系统功耗，双线圈驱动设计有利于提高阀门的响应速度。
背景技术
在某末修姿控发动机研制中，针对4台末速修正用发动机控制阀，提出了持续工作时间95s、功耗低、响应时间不大于30ms的设计要求。现有的单线圈通电打开、断电关闭的阀门，在稳态工作时需持续供电，电源负荷较大，不符合低功耗设计要求。因此提出了一种双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀结构，阀门打开、关闭动作时仅需给打开线圈（A线圈）、关闭线圈（B线圈）短时通电，打开时利用气压力实现打开自锁、关闭时利用弹簧力保持稳态关闭，通过双稳态设计实现阀门的低功耗设计。
发明内容
为了解决现有的发动机控制阀电源负荷较大，不符合低功耗要求的技术问题，本发明提供一种双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀，克服现有技术及结构的不足，该阀是一种打开状态气压力自锁力保持打开、关闭状态弹簧力作用保持关闭的双稳态阀门结构。双线圈设计使阀门在打开、关闭动作时，给相应的线圈通电，A线圈通电打开、B线圈通电关闭，实现打开、关闭双线圈独立控制。双稳态设计实现阀门的低功耗设计。
本发明的技术解决方案为：
一种双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀，其特殊之处在于：包括阀体、入口阀座、设置在阀体内的阀芯、出口阀座和弹簧，以及设置在阀体上的A线圈以及B线圈；所述入口阀座设置在阀体的入口端，所述入口阀座上设置有入口通道和出口通道，所述阀芯与阀体通过间隙配合，所述出口阀座固定在阀体内且设置有轴向贯通的排气口，所述弹簧设置在出口阀座与阀芯之间，所述A线圈位于阀芯与出口阀座构成的磁极处，所述B线圈位于阀芯与入口阀座构成的磁极处，所述阀芯上设置有轴向贯通阀芯的排气流道，所述阀芯与入口阀座构成出口密封副用于控制入口通道和出口通道的通断，所述阀芯与出口阀座构成排气密封副用于控制排气流道和排气口的通断，当出口密封副处于关闭状态时，入口气体通过入口通道作用在阀芯上的气压不平衡力小于弹簧安装力；当出口密封副处于打开状态时，入口气体作用在阀芯上的气压不平衡力大于弹簧工作力。
上述出口阀座的排气口设置有防尘滤网。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1、本发明由于采用了双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀结构，使电磁副阀可通过给A、B线圈单独通电实现打开、关闭单独控制，提高了电磁副阀的打开、关闭响应速度。
2、通过采用双稳态设计，在电磁副阀短时通电产生相应动作后，即可断电保持在动作后稳定状态，无需持续通电保持打开，能有效降低功耗，在长程稳态工作及多台电磁副阀同时工作时节能优势明显，较好地实现了低功耗设计目标。
3、本发明出口阀座的排气口通过螺钉设置有防尘滤网，提高副阀的抗污染能力及工作可靠性。
附图说明
图1为双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀处于关闭状态的结构示意图；
图2为双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀处于打开状态的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的图1为双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀结构，即本发明的基本形式，它由阀体1、入口阀座11、阀芯2、弹簧3、出口阀座4、A线圈5、B线圈6、插座7、垫片8、橡胶O形圈9、排气嘴10等组成。
入口阀座11设置在阀体的入口端，入口阀座上设置有入口通道和出口通道，阀芯2与阀体1通过间隙配合，出口阀座固定在阀体内，弹簧设置在出口阀座与阀芯之间，A线圈5位于阀芯与出口阀座构成的磁极处，B线圈6位于阀芯与入口阀座构成的磁极处，阀芯上设置有排气流道，当副阀处于关闭状态时，入口气体通过入口通道作用在阀芯上的气压不平衡力小于弹簧安装力；当副阀处于打开状态时，入口气体作用在阀芯上的气压不平衡力大于弹簧工作力。出口阀座的排气口通过螺钉设置有防尘滤网。
通过对进、排气口阀座密封面积与弹簧参数匹配设计，使电磁副阀在关闭位置时，进气端气压不平衡力小于弹簧力，阀门在关闭位置通过弹簧力能保持稳态关闭；在打开位置，排气口气压不平衡力大于弹簧力，副阀在打开位置通过气压力能够保持打开自锁。通过线圈及磁极结构设计，使电磁副阀在A、B线圈分别通电时产生打开、关闭方向的电磁吸力克服稳态保持力进行打开、关闭动作，断电后分别在气压力作用下保持打开自锁、在弹簧力作用下保持关闭的双稳态设计，实现了低功耗设计。
通过对进、排气口阀座密封面积与弹簧参数匹配设计，使电磁副阀在关闭位置时，进气端气压不平衡力小于弹簧力，阀门在关闭位置通过弹簧力能保持稳态关闭；在打开位置，排气口气压不平衡力大于弹簧力，副阀在打开位置通过气压力能够保持打开自锁。通过线圈及磁极结构设计，使电磁副阀在A、B线圈分别通电时产生打开、关闭方向的电磁吸力克服稳态保持力进行打开、关闭动作，断电后分别在气压力作用下保持打开自锁、在弹簧力作用下保持关闭的双稳态设计，实现了低功耗设计。
上述方案的原理是：电磁副阀工作时，给A线圈（打开线圈）通电产生的电磁吸力克服弹簧力驱动阀芯打开，打开后阀芯处于打开位置，进口与出口连通、同时切断排气通道，气体作用于阀芯上在排气口产生了打开方向的气压不平衡力，该力大于弹簧力，A线圈断电后电磁副阀在气压不平衡力作用下仍能保持打开自锁的稳定状态。不工作时，给B线圈（关闭线圈）通电产生的电磁吸力克服气压不平衡力（自锁力）驱动阀芯关闭，关闭后阀芯处于关闭位置，切断进气通道，同时排气口与出口连通，气体作用于阀芯上在进气端产生了打开方向的气压不平衡力小于弹簧力，B线圈断电后电磁副阀在弹簧力的作用下仍能保持关闭的稳定状态。通过双线圈、双稳态设计，电磁副阀在打开、关闭动作时需给相应的线圈通电，动作结束后给线圈断电，仍能保持在稳定状态。
Claims (2)
1.一种双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀，其特征在于：包括阀体（1）、入口阀座（11）、设置在阀体内的阀芯（2）、出口阀座（4）和弹簧（3），以及设置在阀体上的A线圈（5）以及B线圈（6）；所述入口阀座（11）设置在阀体的入口端，所述入口阀座上设置有入口通道和出口通道，所述阀芯（2）与阀体（1）通过间隙配合，所述出口阀座固定在阀体内且设置有轴向贯通的排气口，所述弹簧设置在出口阀座与阀芯之间，所述A线圈（5）位于阀芯与出口阀座构成的磁极处，所述B线圈（6）位于阀芯与入口阀座构成的磁极处，所述阀芯上设置有轴向贯通阀芯的排气流道，所述阀芯与入口阀座构成出口密封副用于控制入口通道和出口通道的通断，所述阀芯与出口阀座构成排气密封副用于控制排气流道和排气口的通断，当出口密封副处于关闭状态时，入口气体通过入口通道作用在阀芯上的气压不平衡力小于弹簧安装力；当出口密封副处于打开状态时，入口气体作用在阀芯上的气压不平衡力大于弹簧工作力。
2.根据权利要求1所述的双线圈驱动气锁式双稳态电磁副阀，其特征在于：所述出口阀座的排气口设置有防尘滤网。
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- 2012-12-08 CN CN201210544061.5A patent/CN103016783B/zh not_active Expired - Fee Related
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