CN112253836B - 具有电磁拖动机构的并联式双低温阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，包括：氧化剂路总成、燃料路总成、驱动杆和电磁拖动机构，其中，氧化剂路总成和燃料路总成设置在驱动杆的两侧；氧化剂路总成中的氧化剂路支撑盘通过氧化剂路顶杆与氧化剂路阀芯组件相连；燃料路总成中的燃料路支撑盘通过燃料路顶杆与燃料路阀芯组件相连；电磁拖动机构拖动驱动杆，驱动杆上的凸轮结构带动氧化剂路支撑盘和燃料路支撑盘进行纵向运动；电磁拖动机构能够同时控制氧化剂路总成和控制燃料路总成的开启或关闭。本发明通过采用电磁拖动机构拖动驱动杆，从而带动氧化剂路支撑盘和燃料路支撑盘上下运动，达到同时控制氧化剂路总成和燃料路总成的开启或关闭的效果。

Description

具有电磁拖动机构的并联式双低温阀

技术领域

本发明涉及低温阀技术领域，具体地，涉及一种具有电磁拖动机构的并联式双低温阀。

背景技术

液氧甲烷空间推进技术是航天领域未来高性能双元化学推进系统的重点发展方向，由于低温液氧和甲烷的特殊物理化学特性，系统应用时需要能适用于液态氧和液态甲烷的低温阀门。

在传统的电磁阀中，都是通过橡胶密封圈实现进行活动密封。但由于结构和材料的原因，该类活动密封结构存在以下三方面问题：

1、橡胶密封圈不能适用于-200℃低温介质；

2、橡胶密封圈与氧化剂不能长期接触，橡胶密封圈在长时间贮存后性能需进一步验证，而航天型号通常又有长期贮存的要求。

3、由于双元系统中，燃料路和氧化剂路均需要电磁阀控制，故双元系统中每个发动机均需要两个电磁阀，以及两路电信号控制。因此，带来了重量重、功耗高等缺点。

经过检索，没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

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具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，通过采用小型的电磁拖动机构同时驱动氧化剂路和燃料路两路阀门，并且通过利用金属波纹管代替传统的橡胶活动密封结构，从而提供新型的活动密封结构的阀门，以使得其适用于低温介质，并彻底解决传统结构存在的问题。

根据本发明提供的一种具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，包括：氧化剂路总成、燃料路总成、驱动杆和电磁拖动机构，

其中，氧化剂路总成和燃料路总成设置在驱动杆的两侧；

氧化剂路总成包括氧化剂路阀芯组件、氧化剂路顶杆和氧化剂路支撑盘，氧化剂路支撑盘通过氧化剂路顶杆与氧化剂路阀芯组件相连；

燃料路总成包括燃料路支撑盘、燃料路顶杆和燃料路阀芯组件，燃料路支撑盘通过燃料路顶杆与燃料路阀芯组件相连；

电磁拖动机构拖动驱动杆，驱动杆上的凸轮结构带动氧化剂路支撑盘和燃料路支撑盘进行纵向运动；

电磁拖动机构能够同时控制氧化剂路总成和控制燃料路总成的开启或关闭。

优选地，氧化剂路总成还包括氧化剂路上壳体、氧化剂路接嘴和氧化剂路下壳体，氧化剂路上壳体设置在氧化剂路总成的上部分，氧化剂路下壳体设置在氧化剂路总成的下部分，氧化剂路接嘴设置在氧化剂路上壳体和氧化剂路下壳体之间。

优选地，氧化剂路总成还包括第一氧化剂路波纹管和第二氧化剂路波纹管，第一氧化剂路波纹管设置在氧化剂路阀芯组件的一侧，第二氧化剂路波纹管设置在氧化剂路顶杆的一侧；氧化剂路阀芯组件与氧化剂路接嘴上的刃口形成密封副。

优选地，氧化剂路总成还包括氧化剂路弹簧，氧化剂路弹簧一端设置在氧化剂阀芯组件的内孔处，氧化剂路弹簧的另一端设置在氧化剂路上壳体上。

优选地，当氧化剂路弹簧处于压缩状态时，氧化剂路弹簧能够提供弹簧力使得氧化剂路阀芯组件处于关闭状态。

优选地，燃料路总成还包括燃料路上壳体、燃料路接嘴和燃料路下壳体，燃料路上壳体设置在燃料路总成的上部分，燃料路下壳体设置在燃料路总成的下部分，燃料路接嘴设置在燃料路上壳体和燃料路下壳体之间。

优选地，燃料路总成还包括第一燃料路波纹管和第二燃料路波纹管，第一燃料路波纹管设置在燃料路阀芯组件的一侧，第二燃料路波纹管设置在燃料路顶杆的一侧；燃料路阀芯组件与燃料路接嘴上的刃口形成密封副。

优选地，燃料路总成还包括燃料路弹簧，燃料路弹簧一端设置在燃料路阀芯组件的内孔处，燃料路弹簧另一端压在燃料路上壳体上。

优选地，当燃料路弹簧处于压缩状态时，燃料路弹簧能够提供弹簧力使得燃料路阀芯组件处于关闭状态。

优选地，当驱动杆上的凸轮结构相对称时，氧化剂路总成和燃料路总成的动作能够协调一致；凸轮结构是指驱动杆左端的锥形结构部分。

当驱动杆上的凸轮结构不对称时，燃料路总成的工况需要先于氧化剂路总成开启或关闭。

当驱动杆上的凸轮结构不对称时，可实现特定情况下的燃料路的工况，而特定情况是指系统要求：为了保障发动机安全，需要燃料路先开先关的工况。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过采用电磁拖动机构拖动驱动杆，从而带动氧化剂路支撑盘和燃料路支撑盘上下运动，达到同时控制氧化剂路总成和燃料路总成的开启或关闭的效果。

2、本发明通过采用电磁拖动机构，能够使得并联双低温阀具有重量轻、功耗低的优点。

3、本发明通过采用金属波纹管取代传统的橡胶密封圈，使得低温阀门能够适用于-200℃低温介质，解决了橡胶密封圈与氧化剂并不能长期接触，长期贮存后性能橡胶密封圈的性能不可靠的问题。

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为本发明的剖视图；

图2为本发明开启前的工作原理图；

图3为本发明开启后的工作原理图。

图中：

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，本发明提供了一种具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，包括氧化剂路总成、燃料路总成、驱动杆10和电磁拖动机构20，其中，氧化剂路总成和燃料路总成设置在驱动杆的两侧，电磁拖动机构拖动驱动杆，驱动杆上的凸轮结构带动氧化剂路支撑盘和燃料路支撑盘进行纵向运动。

进一步来说，氧化剂总成包括氧化剂路弹簧1、氧化剂路阀芯组件2、氧化剂路上壳体3、第一氧化剂路波纹管4、氧化剂路顶杆5、氧化剂路接嘴6、第二氧化剂路波纹管7、氧化剂路支撑盘8和氧化剂路下壳体9；氧化剂路总成的壳体由氧化剂路上壳体3、氧化剂路接嘴6和氧化剂路下壳体9通过焊接组成，氧化剂路上壳体3设置在氧化剂路总成的上部分，氧化剂路下壳体9设置在氧化剂路总成的下部分，氧化剂路接嘴6设置在氧化剂路上壳体3和氧化剂路下壳体9之间；氧化剂路总成的流道由氧化剂路阀芯组件2、第一氧化剂路波纹管4、氧化剂路接嘴6、第二氧化剂路波纹管7和氧化剂路支撑盘8通过焊接形式组成，第一氧化剂路波纹管4设置在氧化剂路阀芯组件2的一侧，第二氧化剂路波纹管7设置在氧化剂路顶杆5的一侧；氧化剂路阀芯组件2通过四根氧化剂路顶杆5支撑于氧化剂路支撑盘8上，与氧化剂路接嘴6上的刃口形成密封副；氧化剂路阀芯组件2的内孔处放置有氧化剂路弹簧1，氧化剂路弹簧1另一端压在氧化剂路上壳体3上，氧化剂路弹簧1处于压缩状态，提供弹簧力使得氧化剂路阀芯组件2处于关闭状态。

再进一步来说，燃料路总成包括燃料路下壳体11、燃料路支撑盘12、第二燃料路波纹管13、燃料路接嘴14、燃料路顶杆15、第一燃料路波纹管16、燃料路上壳体17、燃料路阀芯组件18和燃料路弹簧19，燃料路总成的壳体由燃料路上壳体17、燃料路接嘴14和燃料路下壳体11通过焊接组成，燃料路上壳体17设置在燃料路总成的上部分，燃料路下壳体11设置在燃料路总成的下部分，燃料路接嘴14设置在燃料路上壳体17和燃料路下壳体11之间。燃料路总成的流道由燃料路阀芯组件18、第一燃料路波纹管16、燃料路接嘴14、第二燃料路波纹管13和燃料路支撑盘12通过焊接形式组成。燃料路阀芯组件18通过四根燃料路顶杆15支撑于燃料路支撑盘12上，与燃料路接嘴14上的刃口形成密封副。燃料路阀芯组件18的内孔处放置有燃料路弹簧19，燃料路弹簧19另一端压在燃料路上壳体17上，燃料路弹簧19处于压缩状态，提供弹簧力使得燃料路阀芯组件19处于关闭状态。

更进一步来说，驱动杆10位于氧化剂路支撑盘8和燃料路支撑盘12之间，一端与电磁拖动机构20紧固连接。

工作原理：

如图2、图3所示，本发明中的氧化剂路阀芯组件2在氧化剂路弹簧1的作用下，压紧在氧化剂路接嘴6的刃口上，氧化剂路总成处于关闭状态。同样的，燃料路阀芯组件18在燃料路弹簧19的作用下，压紧在燃料路接嘴14的刃口上，燃料路总成也处于关闭状态。

当电磁拖动机构20通电动作时，带动驱动杆10向右运动，由于驱动杆10上带有凸轮结构，氧化剂路支撑盘8在驱动杆10上的凸轮结构作用下向上运动，四根氧化剂路顶杆5也向上运动，从而带动氧化剂路阀芯组件2向上运动，从而打开氧化剂路。同样的，燃料路支撑盘12在驱动杆10上的凸轮结构作用下向下运动，四根根燃料路顶杆15也向下运动，从而带动燃料路阀芯组件2向下运动，从而打开燃料路。

本发明运用电磁拖动机构20拖动驱动杆10，驱动杆10上设计有凸轮结构，带动氧化剂路支撑盘8和燃料路支撑盘12进行纵向运动，由于氧化剂路支撑盘8通过氧化剂路顶杆5与氧化剂路阀芯组件2相连、燃料路支撑盘12通过燃料路顶杆15与燃料路阀芯组件18相连，从而可同时控制氧化剂路总成和燃料路总成的开启或关闭。使得并联双低温阀具有重量轻、功耗低等优点。并且通过采用第一氧化剂路波纹管4、第二氧化剂路波纹管7、第一燃料路波纹管16和第二燃料路波纹管13取代了传统的橡胶密封圈，使得本发明取得了适用于低温介质，可与氧化剂长期接触，长期贮存后性能可靠的有益效果。

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 (9)

1.一种具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，包括：氧化剂路总成、燃料路总成、驱动杆(10)和电磁拖动机构(20)，

所述氧化剂路总成和燃料路总成设置在驱动杆(10)的两侧；

所述氧化剂路总成包括氧化剂路阀芯组件(2)、氧化剂路顶杆(5)和氧化剂路支撑盘(8)，所述氧化剂路支撑盘(8)通过氧化剂路顶杆(5)与氧化剂路阀芯组件(2)相连；

所述燃料路总成包括燃料路支撑盘(12)、燃料路顶杆(15)和燃料路阀芯组件(18)，所述燃料路支撑盘(12)通过燃料路顶杆(15)与燃料路阀芯组件(18)相连；

所述电磁拖动机构(20)拖动所述驱动杆(10)，所述驱动杆(10)上的凸轮结构带动氧化剂路支撑盘(8)和燃料路支撑盘(12)进行纵向运动；

所述电磁拖动机构(20)能够同时控制氧化剂路总成和控制燃料路总成的开启或关闭；

所述氧化剂路总成还包括第一氧化剂路波纹管(4)和第二氧化剂路波纹管(7)，所述第一氧化剂路波纹管(4)设置在氧化剂路阀芯组件(2)的一侧，所述第二氧化剂路波纹管(7)设置在氧化剂路顶杆(5)的一侧；

所述氧化剂路阀芯组件(2)与氧化剂路接嘴(6)上的刃口形成密封副。

2.根据权利要求1所述的具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，所述氧化剂路总成还包括氧化剂路上壳体(3)、氧化剂路接嘴(6)和氧化剂路下壳体(9)，所述氧化剂路上壳体(3)设置在氧化剂路总成的上部分，所述氧化剂路下壳体(9)设置在氧化剂路总成的下部分，所述氧化剂路接嘴(6)设置在氧化剂路上壳体(3)和氧化剂路下壳体(9)之间。

3.根据权利要求1所述的具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，所述氧化剂路总成还包括氧化剂路弹簧(1)，所述氧化剂路弹簧(1)一端设置在所述氧化剂阀芯组件(2)的内孔处，所述氧化剂路弹簧(1)的另一端设置在氧化剂路上壳体(3)上。

4.根据权利要求3所述的具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，当氧化剂路弹簧(1)处于压缩状态时，所述氧化剂路弹簧(1)能够提供弹簧力使得氧化剂路阀芯组件(2)处于关闭状态。

5.根据权利要求1所述的具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，所述燃料路总成还包括燃料路上壳体(17)、燃料路接嘴(14)和燃料路下壳体(11)，所述燃料路上壳体(17)设置在燃料路总成的上部分，所述燃料路下壳体(11)设置在燃料路总成的下部分，所述燃料路接嘴(14)设置在所述燃料路上壳体(17)和所述燃料路下壳体(11)之间。

6.根据权利要求1所述具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，所述燃料路总成还包括第一燃料路波纹管(16)和第二燃料路波纹管(13)，所述第一燃料路波纹管(16)设置在燃料路阀芯组件(18)的一侧，所述第二燃料路波纹管(13)设置在所述燃料路顶杆(15)的一侧；

所述燃料路阀芯组件(18)与燃料路接嘴(14)上的刃口形成密封副。

7.根据权利要求6所述的具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，所述燃料路总成还包括燃料路弹簧(19)，所述燃料路弹簧(19)一端设置在所述燃料路阀芯组件(18)的内孔处，所述燃料路弹簧(19)另一端压在燃料路上壳体(17)上。

8.根据权利要求7所述的具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，当燃料路弹簧(19)处于压缩状态时，所述燃料路弹簧(19)能够提供弹簧力使得燃料路阀芯组件(18)处于关闭状态。

9.根据权利要求1所述的具有电磁拖动机构的并联式双低温阀，其特征在于，

当驱动杆(10)上的凸轮结构相对称时，所述氧化剂路总成和燃料路总成的动作能够协调一致；

当驱动杆(10)上的凸轮结构不对称时，所述燃料路总成的工况需要先于氧化剂路总成开启或关闭。

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