CN110886891A - 基于柔性碰撞的多级阀芯以及电磁阀 - Google Patents

基于柔性碰撞的多级阀芯以及电磁阀 Download PDF

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周鋆峰
刘连哲
储松林
王化雨
孙宾
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Abstract

本发明属于燃油类流体控制领域，涉及一种基于柔性碰撞的多级阀芯以及电磁阀。所述基于柔性碰撞的多级阀芯包括：衔铁座，顶杆设于所述衔铁座的一端；衔铁套筒，所述衔铁套筒内部中空形成半封闭空腔，所述衔铁套筒套设在所述衔铁座外，且所述顶杆的顶伸方向与衔铁套筒空腔的开口朝向一致，顶杆的顶伸部从衔铁套筒空腔的开口端伸出；所述衔铁套筒的封闭端和衔铁座之间连有预紧弹性件。所述具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀包括：如上所述多级阀芯，还包括：阀体组件，所述多级阀芯设于所述阀体组件中；双余度线圈，所述双余度线圈设在所述阀体组件上，且所述双余度线圈与所述多级阀芯同轴设置。本发明能提高电磁阀寿命和可靠性，实现电磁阀轻量化设计。

Description

基于柔性碰撞的多级阀芯以及电磁阀
技术领域
本发明属于燃油类流体控制领域，涉及一种基于柔性碰撞的多级阀芯以及电磁阀。
背景技术
电磁阀是流体控制领域的重要执行部件之一，用于控制介质的通断状态。在航空发动机燃油系统中，电磁阀主要完成停车、放气、活门转换等功能。高性能的航空发动机对燃油附件提出了体积小、重量轻、适用压力范围广、可靠性高的要求。
传统电磁阀阀芯采用单级实心结构，电磁阀通断过程中顶杆承受较大的碰撞应力，寿命和工作次数受到限制。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供基于柔性碰撞的多级阀芯以及电磁阀，能够提高电磁阀寿命和可靠性，实现电磁阀轻量化、小型化设计。
根据本发明提供的技术方案，一种基于柔性碰撞的多级阀芯，所述基于柔性碰撞的多级阀芯包括：
衔铁座，顶杆设于所述衔铁座的一端；
衔铁套筒，所述衔铁套筒内部中空形成半封闭空腔，所述衔铁套筒套设在所述衔铁座外，且所述顶杆的顶伸方向与衔铁套筒空腔的开口朝向一致，顶杆的顶伸部从衔铁套筒空腔的开口端伸出；
所述衔铁套筒的封闭端和衔铁座之间连有预紧弹性件。
进一步地，所述顶杆弹性设于所述衔铁座的一端。
进一步地，所述衔铁座内部中空形成工作腔，工作腔的一端收缩形成顶伸口，所述工作腔中设有减震弹性件；
所述顶杆包括相连的底座部和顶伸部，顶杆的底座部设于所述工作腔中，且所述顶杆的底座部与减震弹性件接触，顶杆的顶伸部从所述顶伸口中伸出。
进一步地，所述工作腔的另一端塞有堵块，所述预紧弹性件连接堵块和衔铁套筒的封闭端。
一种具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀，所述具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀包括：如本发明第一方面所述的基于柔性碰撞的多级阀芯，还包括：
阀体组件，所述多级阀芯设于所述阀体组件中；
双余度线圈，所述双余度线圈设在所述阀体组件上，且所述双余度线圈与所述多级阀芯同轴设置。
进一步地，所述具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀还包括：
引导座，所述引导座套设在所述多级阀芯顶杆的顶伸部外；
线圈罩，所述线圈罩安装在双余度线圈外侧，与阀体组件外圆过盈配合，线圈罩与双余度线圈间灌入环氧灌封胶。
进一步地，所述顶杆顶伸部与引导座之间设有复位弹性件。
进一步地，所述双余度线圈包括并排设置在所述阀体组件上的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈之间隔有非金属隔板。
从以上所述可以看出，本发明提供的基于柔性碰撞的多级阀芯以及电磁阀，与现有技术相比具备以下优点：两级阀芯结构能够显著改善电磁阀的启动性能，增加电磁力，降低电磁阀启动电压，提高电磁阀设计余量，实现电磁阀轻量化、小型化；第一级阀芯内置弹簧结构将电磁阀通断过程中顶杆硬碰撞变为柔性碰撞，降低电磁阀工作过程所受碰撞应力，能够显著增加顶杆碰撞次数，从而提高电磁阀工作寿命和可靠性。
附图说明
图1为本发明第一方面的结构示意图。
图2为本发明第二方面的结构示意图。
1. 双余度线圈，110. 第一线圈，120. 第二线圈，130. 非金属隔板，2. 阀体组件，3. 线圈罩，4. 活门组件，5. 引导座，6. 复位弹性件，7. 衔铁套筒，8. 衔铁座，9. 减震弹性件，10. 顶杆，1010. 顶伸部，1020. 底座部，11. 堵块，12. 预紧弹性件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
作为本发明的第一方面，如图1所示，提供一种基于柔性碰撞的多级阀芯，所述基于柔性碰撞的多级阀芯包括：
衔铁座8，顶杆10设于所述衔铁座8的一端；
衔铁套筒7，所述衔铁套筒7内部中空形成半封闭空腔，所述衔铁套筒7套设在所述衔铁座8外，且所述顶杆10的顶伸方向与衔铁套筒7空腔的开口朝向一致，顶杆10的顶伸部1010从衔铁套筒7空腔的开口端伸出；
所述衔铁套筒7的封闭端和衔铁座8之间连有预紧弹性件12。
可以理解的是，衔铁套筒7套设在衔铁座8外的结构能够有效地减小所述电磁阀的启动电压，提高电磁阀设计余量，实现电磁阀轻量化、小型化。具体地，以所述电磁阀控制油路关闭为例，由于衔铁套筒7与衔铁座8在径向上存在位置差异，当所述阀芯周围出现特定方向电磁场的瞬间，所述衔铁套筒7套在所述电磁场中会先相对于衔铁座8向所述顶杆10的顶伸方向移动，此过程中，所述衔铁套筒7套与衔铁座8之间的预紧弹性件12具有弹性势能，所述预紧弹性件12在释放其弹性势能的时候能够给予衔铁座8一个弹力，所述衔铁座8所受到的弹力与和电磁力的方向相同，从而衔铁座8所受到的弹力与和电磁力之和为推动衔铁座8沿所述顶杆10顶伸方向移动的推动力，从而衔铁座8带动顶杆10顶伸，进而顶杆10堵住油路使得油路关闭；由于推动衔铁座8沿所述顶杆10顶伸方向移动的推动力等于衔铁座8所受到的弹力与和电磁力之和，而现有技术中的推动衔铁座8沿所述顶杆10顶伸方向移动的推动力仅为衔铁座8受到的电磁力，因此本发明提供的电磁阀芯所需要的电磁力小于现有技术中的电磁阀芯，从而本发明可有效减小电磁阀的启动电压。所述电磁阀控制油路打开的原理与以上类似。
油路通断的控制主要是通过顶杆10的往复运动过程来堵住或打开油路，在所述顶杆10的往复运动过程中顶杆10会与油路中的钢球发生碰撞，顶杆10同时承受较大的碰撞力，寿命和工作次数受到限制，为了使得所述衔铁座8在推动顶杆10顶伸时保护顶杆10，避免发生刚性碰撞，所述顶杆10弹性设于所述衔铁座8的一端，当所述顶杆10的顶伸部1010受到撞击的时候，弹性结构能够起到缓冲作用，将顶杆10所受到的硬碰撞变为柔性碰撞降低电磁阀工作过程所受碰撞应力，能够显著增加顶杆10碰撞次数，从而提高电磁阀工作寿命和可靠性。
具体地，所述衔铁座8内部中空形成工作腔，工作腔的一端收缩形成顶伸口，所述工作腔中设有减震弹性件9；所述顶杆10包括相连的底座部1020和顶伸部1010，顶杆10的底座部1020设于所述工作腔中，且所述顶杆10的底座部1020与减震弹性件9接触，顶杆10的顶伸部1010从所述顶伸口中伸出；工作腔的另一端塞有堵块11，所述预紧弹性件12连接堵块11和衔铁套筒7的封闭端。
作为本发明的第二方面，如图2所示，提供一种具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀，所述电磁阀包括本发明第一方面所述的基于柔性碰撞的多级阀芯，还包括：
阀体组件2，所述多级阀芯设于所述阀体组件2中；所述阀体组件2由三段焊接而成，阀体组件2一侧设有用于与活门组件4螺纹连接的法兰安装面和螺纹孔，与活门组件4螺纹连接，且所述顶杆10的顶伸部1010能够伸入所述活门组件4中，控制油路（气路）阀体组件2的法兰安装面上设有引出线孔，双余度线圈1引出的导线由此伸出。
双余度线圈1，所述双余度线圈1设在所述阀体组件2上，且所述双余度线圈1与所述多级阀芯同轴设置；
引导座5，所述引导座5套设在所述多级阀芯顶杆10的顶伸部1010外，用于引导所述顶杆10的动作，为了防止所述顶杆10在动作的时候与所述引导座5之间发生刚性碰撞，所述顶杆10顶伸部1010外壁与引导座5内壁之间设有复位弹性件6。
线圈罩3，所述线圈罩（3）的安装在双余度线圈（1）外侧，与阀体组件外圆过盈配合，线圈罩（3）与双余度线圈（1）间灌入环氧灌封胶，保护线圈。
具体地，所述双余度线圈1包括并排设置在所述阀体组件2上的第一线圈110和第二线圈120，所述第一线圈110和第二线圈120之间隔有非金属隔板130；可以理解的是，双余度线圈1能够使得在其中一个线圈损坏的时候另一线圈能够继续起作用，避免影响工作效率。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于柔性碰撞的多级阀芯，其特征在于，所述基于柔性碰撞的多级阀芯包括：
衔铁座（8），顶杆（10）设于所述衔铁座（8）的一端；
衔铁套筒（7），所述衔铁套筒（7）内部中空形成半封闭空腔，所述衔铁套筒（7）套设在所述衔铁座（8）外，且所述顶杆（10）的顶伸方向与衔铁套筒（7）空腔的开口朝向一致，顶杆（10）的顶伸部（1010）从衔铁套筒（7）空腔的开口端伸出；
所述衔铁套筒（7）的封闭端和衔铁座（8）之间连有预紧弹性件（12）。
2.如权利要求1所述的基于柔性碰撞的多级阀芯，其特征在于，所述顶杆（10）弹性设于所述衔铁座（8）的一端。
3.如权利要求2所述的基于柔性碰撞的多级阀芯，其特征在于，所述衔铁座（8）内部中空形成工作腔，工作腔的一端收缩形成顶伸口，所述工作腔中设有减震弹性件（9）；
所述顶杆（10）包括相连的底座部（1020）和顶伸部（1010），顶杆（10）的底座部（1020）设于所述工作腔中，且所述顶杆（10）的底座部（1020）与减震弹性件（9）接触，顶杆（10）的顶伸部（1010）从所述顶伸口中伸出。
4.如权利要求3所述的基于柔性碰撞的多级阀芯，其特征在于，所述工作腔的另一端塞有堵块（11），所述预紧弹性件（12）连接堵块（11）和衔铁套筒（7）的封闭端。
5.一种具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀，其特征在于，所述具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀包括：如权利要求1~4中任意一条权利要求所述的基于柔性碰撞的多级阀芯，还包括：
阀体组件（2），所述多级阀芯设于所述阀体组件（2）中；双余度线圈（1），所述双余度线圈（1）设在所述阀体组件（2）上，且所述双余度线圈（1）与所述多级阀芯同轴设置。
6.如权利要求5所述的具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀，其特征在于，所述具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀还包括：
引导座（5），所述引导座（5）套设在所述多级阀芯顶杆（10）的顶伸部（1010）外；
线圈罩（3），所述线圈罩（3）的安装在双余度线圈（1）外侧，与阀体组件外圆过盈配合，线圈罩（3）与双余度线圈（1）间灌入环氧灌封胶，且所述顶杆（10）的顶伸部（1010）能够伸入所述活门组件（4）中。
7.如权利要求6所述的具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀，其特征在于，所述顶杆（10）顶伸部（1010）与引导座（5）之间设有复位弹性件（6）。
8.如权利要求5所述的具有柔性碰撞多级阀芯的电磁阀，其特征在于，所述双余度线圈（1）包括并排设置在所述阀体组件（2）上的第一线圈（110）和第二线圈（120），所述第一线圈（110）和第二线圈（120）之间隔有非金属隔板（130）。
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