CN110630406A - 先导式气氧控制装置 - Google Patents

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柳珊
张晓东
许闯
王莉
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Abstract

本发明提供了一种先导式气氧控制装置，包括：线圈组件(1)、第一阀芯组件(2)、第二阀芯组件(3)、主壳体(5)以及进口管嘴(9)；所述线圈组件(1)与第一阀芯组件(2)连接；所述线圈组件(1)能够驱动第一阀芯组件(2)进行轴向运动；所述第一阀芯组件(2)与主壳体(5)连接；所述第二阀芯组件(3)安装在主壳体(5)内；所述进口管嘴(9)与主壳体(5)连接。本发明结构合理，操作方便；在功耗、体积和重量方面能够达到运载火箭总体对300N发动机控制阀的指标要求，能够用于运载火箭300N发动机。

Description

先导式气氧控制装置
技术领域
本发明涉及运载火箭用先导式气氧控制装置，具体地，涉及一种先导式气氧控制装置，尤其是一种轻质低功耗先导式气氧控制装置。
背景技术
轻质低功耗先导式气氧控制装置是运载火箭推进系统中一个重要的组成部分，为300N发动机控制阀。运载火箭总体对300N发动机控制阀指标要求较为严苛，特别是工作次数、重量、流阻、功耗方面尤为严苛，为满足总体对300N发动机电磁阀的指标要求，根据发动机控制阀设计任务书要求，设计了先导式大流量电磁阀，用于运载火箭推进系统300N双元发动机的氧化剂供应，实现发动机点火和关机。专利文献CN107795407A公开了一种轨姿控发动机停机后阀前推进剂温度控制装置，包括贮箱、输出管路、阀前容腔、发动机电磁阀、循环泵和回流管路；其中，贮箱为中空球状结构；贮箱、输出管路和阀前容腔的一端依次连通；发动机电磁阀固定安装在阀前容腔的顶部，并与阀前容腔连通；发动机电磁阀与外部推力室连通；回流管路的一端与阀前容腔连通；回流管路的另一端与输出管路连通；循环泵设置在回流管路上，且靠近回流管路与阀前容腔的连接处。
但是传统的推进剂控制阀存在如下问题：
1、结构上仍存在可优化之处。
2、在给定的气态氧流量和流阻条件下，传统的推进剂控制阀在功耗、体积和重量方面不能达到运载火箭总体对300N发动机控制阀的指标要求，不能用于运载火箭300N发动机。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种先导式气氧控制装置。
根据本发明提供的一种先导式气氧控制装置，包括：线圈组件1、第一阀芯组件2、第二阀芯组件3、主壳体5以及进口管嘴9；
所述线圈组件1与第一阀芯组件2连接；
所述线圈组件1能够驱动第一阀芯组件2进行轴向运动；
所述第一阀芯组件2与主壳体5连接；
所述第二阀芯组件3安装在主壳体5内；
所述进口管嘴9与主壳体5连接。
优选地，先导式气氧控制装置还包括：主弹簧7，所述主弹簧7安装在主壳体5内；所述主弹簧7能够对第二阀芯组件3施加预紧力。
优选地，还包括：弹簧12，所述弹簧12设置在线圈组件1与第一阀芯组件2之间；所述弹簧12能够对第一阀芯组件2施加预紧力。
优选地，先导式气氧控制装置还包括：挡环10，所述挡环10安装在主壳体5内；所述挡环10能够截断第二阀芯组件3的外圆与主壳体5内孔之间的介质通道。
优选地，先导式气氧控制装置还包括：盖板6，所述盖板6安装在主壳体5上；所述盖板6能够将介质封闭在装置内部；所述主壳体5、盖板6采用不锈钢材料制成。
优选地，先导式气氧控制装置还包括：第一O形圈13与第二O形圈14；所述第一O形圈13、第二O形圈14安装在主壳体5上；所述第一O形圈13、第二O形圈14能够使介质不流往装置之外。
优选地，先导式气氧控制装置还包括：过滤器4，所述过滤器4设置在进口管嘴9与主壳体5之间；所述过滤器4能够阻挡工作介质中的多余物进入装置内腔。
优选地，所述第二阀芯组件3上设置有阻尼孔。
优选地，所述挡环10的数量为2个；所述挡环10与主壳体5构成滑动配合面。
优选地，所述主壳体5、盖板6采用不锈钢材料制成。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、结构合理，操作方便。
2、在功耗、体积和重量方面能够达到运载火箭总体对300N发动机控制阀的指标要求，能够用于运载火箭300N发动机。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的一种先导式气氧控制装置整体结构示意图。
图中示出：
Figure BDA0002174662020000031
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种先导式气氧控制装置，包括：线圈组件1、第一阀芯组件2、第二阀芯组件3、主壳体5以及进口管嘴9；所述线圈组件1与第一阀芯组件2连接；所述线圈组件1能够驱动第一阀芯组件2进行轴向运动；所述第一阀芯组件2与主壳体5连接；所述第二阀芯组件3安装在主壳体5内；所述进口管嘴9与主壳体5连接；先导式气氧控制装置还包括：主弹簧7，所述主弹簧7安装在主壳体5内；所述主弹簧7能够对第二阀芯组件3施加预紧力。在优选例中，所述线圈组件1用于产生电磁吸力，驱动装于导阀内部的第一阀芯组件2进行轴向运动，实现导阀的开启或关闭；所述第一阀芯组件2通过自身的轴向运动实现主阀的开启或关闭。在优选例中，所述主弹簧7用于对第二阀芯组件3施加预紧力，使第二阀芯组件3上的非金属密封件压紧、贴合在主壳体主阀阀座上，实现主阀关闭时的可靠密封。在优选例中，通过控制第一阀芯组件2的轴向运动来控制第二阀芯组件3的轴向运动，相比相同口径的直动式电磁阀，功耗更低，体积更小，重量更轻。
进一步地，先导式气氧控制装置还包括：弹簧12，所述弹簧12设置在线圈组件1与第一阀芯组件2之间；所述弹簧12能够对第一阀芯组件2施加预紧力；先导式气氧控制装置还包括：挡环10，所述挡环10安装在主壳体5内；所述挡环10能够截断第二阀芯组件3的外圆与主壳体5内孔之间的介质通道；先导式气氧控制装置还包括：盖板6，所述盖板6安装在主壳体5上；所述盖板6能够将介质封闭在装置内部；所述主壳体5、盖板6采用不锈钢材料制成。在优选例中，所述主壳体5用于放置第二阀芯组件3和盖板6，并兼具主阀阀座和导阀阀座的功能。在优选例中，所述挡环10用于截断第一阀芯组件2外圆与主壳体内孔之间的介质通道，使介质全部从阻尼孔通过，还可减小第一阀芯组件2与主壳体5之间的磨损，使装置的寿命次数增加。在优选例中，所述主壳体5集成了主阀阀座、导阀阀座和流道孔。
更进一步地，先导式气氧控制装置还包括：第一O形圈13与第二O形圈14；所述第一O形圈13、第二O形圈14安装在主壳体5上；所述第一O形圈13、第二O形圈14能够使介质不流往装置之外；先导式气氧控制装置还包括：过滤器4，所述过滤器4设置在进口管嘴9与主壳体5之间；所述过滤器4能够阻挡工作介质中的多余物进入装置内腔；所述第二阀芯组件3上设置有阻尼孔；所述挡环10的数量为2个；所述挡环10与主壳体5构成滑动配合面。在优选例中，所述进口管嘴9与主壳体5相连，用于与外部相连接；所述弹簧12用于对第一阀芯组件2施加预紧力，使第一阀芯组件2上的非金属密封件压紧、贴合在主壳体导阀阀座上，实现导阀关闭时的可靠密封。在优选例中，所述第一O形圈13和第二O形圈14用于装置的外漏控制。
更进一步地，先导式气氧控制装置，当不需要工作时，装置处于断电状态，此时未产生电磁吸力，第一阀芯组件2和第二阀芯组件3分别在弹簧12和主弹簧7的预紧力和介质压力这两种有利于关闭的力的作用下压紧、贴合在金属座上，导阀和主阀均保持在关闭位置；当需要阀门提供介质流量时，给第一阀芯组件2通电，线圈周围产生感应磁场，由软磁材料制成的零组件构成磁回路，第一阀芯组件2受到有利于阀门开启的电磁吸力的作用克服导阀弹簧的预紧力和介质压力而运动，导阀开启；第一阀芯组件2上游的介质通过盖板6与第一阀芯组件2之间的流道孔使第二阀芯组件3上游的气体排空、流到下游；第二阀芯组件3在下游压力的作用下，克服弹簧力，主阀开启；当不需要先导式电磁阀工作时，给线圈组件断电，线圈周围感应磁场逐渐减弱直至消失，进而第一阀芯组件2受到的电磁吸力逐渐减弱到不足以克服导阀弹簧的预紧力和介质压力，第一阀芯组件2再次压紧、贴合在主壳体金属座上，导阀关闭；第二阀芯组件3上游的压力再次和下游压力平衡，在主弹簧7预紧力的作用下，主阀关闭。先导式阀门方案由于利用工作介质本身的压力驱动主阀，因此只要采用很小口径的导阀就可实现对大口径主阀的控制，因此相对直动式电磁阀方案具有体积小、重量轻、功耗低的优点。在优选例中，先导式气氧控制装置导阀开度为0.6mm，功耗仅为18W，阀门的重量仅为800g。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种先导式气氧控制装置，其特征在于，包括：线圈组件(1)、第一阀芯组件(2)、第二阀芯组件(3)、主壳体(5)以及进口管嘴(9)；
所述线圈组件(1)与第一阀芯组件(2)连接；
所述线圈组件(1)能够驱动第一阀芯组件(2)进行轴向运动；
所述第一阀芯组件(2)与主壳体(5)连接；
所述第二阀芯组件(3)安装在主壳体(5)内；
所述进口管嘴(9)与主壳体(5)连接。
2.根据权利要求1所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，还包括：主弹簧(7)，所述主弹簧(7)安装在主壳体(5)内；所述主弹簧(7)能够对第二阀芯组件(3)施加预紧力。
3.根据权利要求1所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，还包括：弹簧(12)，所述弹簧(12)设置在线圈组件(1)与第一阀芯组件(2)之间；所述弹簧(12)能够对第一阀芯组件(2)施加预紧力。
4.根据权利要求1所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，还包括：挡环(10)，所述挡环(10)安装在主壳体(5)内；所述挡环(10)能够截断第二阀芯组件(3)的外圆与主壳体(5)内孔之间的介质通道。
5.根据权利要求1所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，还包括：盖板(6)，所述盖板(6)安装在主壳体(5)上；所述盖板(6)能够将介质封闭在装置内部。
6.根据权利要求1所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，还包括：第一O形圈(13)与第二O形圈(14)；所述第一O形圈(13)、第二O形圈(14)安装在主壳体(5)上；所述第一O形圈(13)、第二O形圈(14)能够使介质不流往装置之外。
7.根据权利要求1所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，还包括：过滤器(4)，所述过滤器(4)设置在进口管嘴(9)与主壳体(5)之间；所述过滤器(4)能够阻挡工作介质中的多余物进入装置内腔。
8.根据权利要求1所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，所述第二阀芯组件(3)上设置有阻尼孔。
9.根据权利要求4所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，所述挡环(10)的数量为2个；所述挡环(10)与主壳体(5)构成滑动配合面。
10.根据权利要求5所述的先导式气氧控制装置，其特征在于，所述主壳体(5)、盖板(6)采用不锈钢材料制成。
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