一種氣控先導式電磁閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氣控先導式電磁閥，特別涉及一種氣動控制、長壽命、防水卸荷型先導式電磁閥。
【背景技術】
[0002]在傳統的高壓氣源控制系統中，為滿足小型化、大流量等要求，普遍采用先導式電磁閥方案。《液體火箭發動機設計(下)》(北京:中國宇航出版社，2009，P226?230)講述了電磁閥的工作原理及典型結構，其中先導式電磁閥可分為分體式及氣體操縱式結構形式。分體式電磁閥將電磁鐵部分與閥門分開，具有軸向結構尺寸大、響應時間長等問題；氣體操縱式電磁閥借助氣體作用力驅動閥芯運動，具有結構緊湊等優點，現有結構需系統提供外置控制氣源，控制系統復雜。
【發明內容】
[0003]本發明針對傳統氣控先導式結構一般需系統提供外置控制氣源問題，為了滿足某動力系統控制組件結構小、質量輕、控制方式簡單等工作要求，提出了一種直接引壓先導式電磁閥結構。
[0004]本發明所提供的氣控先導式電磁閥，包括氣控主閥及電磁副閥，所述氣控主閥包括主閥體5、主氣體流道51、主閥芯4、主彈簧1，
[0005]其特殊之處在于:
[0006]所述主氣體流道51包括水平流道511和垂直流道512，所述水平流道511沿主閥體5入口軸向設置，主氣體流道的入口位于主閥體5的左端，垂直流道512的上端與水平流道511的末端垂直相通，垂直流道512的出口作為主氣體流道的出口，所述垂直流道512的出口設置在主閥體5的底部，
[0007]所述水平流道511和垂直流道512相交處的上方的主閥體5內設置有主閥芯安裝腔52，所述主閥芯安裝腔分為腔體上部522和腔體下部523，所述腔體上部522和腔體下部523之間設置有腔體配合面524，
[0008]所述主閥芯4設置在主閥芯安裝腔52內，所述主閥芯4分為閥芯大端41和閥芯小端42，閥芯大端41和閥芯小端42之間形成主閥芯配合面43 ;所述閥芯小端42位于腔體下部523，所述閥芯大端位于腔體上部522，
[0009]所述主彈簧1設置在主閥芯4與主閥芯安裝腔52頂部蓋板2之間，用于主閥芯4與主閥體5在關閉狀態下的密封；
[0010]當主閥芯配合面43與腔體配合面524之間無控制氣體時，所述閥芯小端42的頭部位于水平流道511和垂直流道512相交處且密封垂直流道512，
[0011]所述電磁副閥包括線圈骨架10A、副閥座12、副閥芯11、線圈10、副彈簧9及控制氣通道，
[0012]所述線圈骨架10A設置在主閥體5的上部且線圈骨架10A軸線與主閥芯安裝腔52軸線平行，所述副彈簧9設置在線圈骨架10A的上部，所述副閥座12設置在線圈骨架10A的下部，所述副閥芯11設置在副彈簧9與副閥座12之間，所述副彈簧9的一端依靠線圈骨架10A定位，所述副彈簧9的另一端抵在副閥芯11的頂部，所述線圈骨架10A與副閥芯11之間具有彈簧伸縮空間，
[0013]所述控制氣通道包括副閥引壓孔15、副閥座引壓孔28、副閥芯銑槽16、控制腔引壓孔13及骨架排氣孔29，所述副閥引壓孔15設置在副閥座12的底部且入口與水平流道511的末端相通；所述副閥座引壓孔28沿副閥座12高度方向設置且與副閥引壓孔15相通，所述控制腔引壓孔13設置在副閥芯11與副閥座12密封面的下方且通向主閥芯配合面43，所述副閥芯銑槽16設置在副閥芯11上用于排氣，所述骨架排氣孔29的入口設置在副閥芯11的頂部，所述骨架排氣孔29的出口位于線圈骨架10A頂部。
[0014]以上為本發明的基本結構，基于該基本結構，本發明還可以做出以下優化限定:
[0015]在保證介質排放流通面積的同時避免浪費磁極面積，本發明的副閥芯銑槽16的數量為多個，多個副閥芯銑槽16圓周均布，起到限制渦流及介質流通的作用。
[0016]進一步的，為減少主閥芯的運動阻力，本發明的氣控主閥還包括卸荷結構，所述卸荷結構包括水平設置在主閥芯小端且與水平流道511和副閥引壓孔15相通的卸荷孔6。
[0017]再進一步的，本發明的卸荷結構還包括開設在主閥芯外壁上主閥芯銑槽17及沿主閥芯軸向由閥芯大端頂部向閥芯小端卸荷孔處開設的直徑由大變小的臺階孔，所述卸荷結構還包括卸荷環，所述卸荷環的一端與蓋板2連接，所述卸荷環3的另一端與臺階孔中的大孔內壁配合，所述主彈簧1設置在臺階孔中，且一端抵住卸荷環。
[0018]再進一步的，本發明的卸荷環3的縱切面呈工字型，且卸荷環上開設有卸荷環引壓孔18。
[0019]再進一步的，處于防水防塵的目的，本發明的氣控先導式電磁閥還包括排氣嘴7，所述排氣嘴7設置在骨架排氣孔29出口處，且與骨架排氣孔29相通，所述排氣嘴的排氣孔出口位于排氣嘴的側面，所述排氣孔處還設置有膠套8。
[0020]再進一步的，為了精確的控制排氣速率，本發明的排氣嘴可采用單向閥20，所述單向閥20包括閥體25、閥芯24、彈簧23及外套螺母21，所述閥體25的一端設置有與骨架排氣孔29相配合的入口段，所述入口段設置有排氣通道，所述排氣通道與骨架排氣孔29相通；所述閥體25的另一端設置有外螺紋，所述外套螺母21與閥體25螺紋連接，所述外套螺母與閥體之間形成有空腔，所述閥芯24安裝在空腔內密封或打開排氣通道；
[0021 ] 所述彈簧23設置在外套螺母21與閥芯24之間；
[0022]所述排氣嘴的排氣孔位于外套螺母21的側壁。再進一步的，本發明的閥體25與閥芯24之間為球面密封，該結構限定的優點是:密封結構簡單可靠，閥芯具有自動找正功能，閥芯與閥體之間摩擦力小，閥芯打開壓力恒定，實現排氣氣通道的精確排氣。
[0023]再進一步的，本發明的外套螺母21設置彈簧安裝槽，彈簧22 —端固定于外套螺母21頂端，一端固定于閥芯。該結構限定的優點是:單向閥結構緊湊，體積小，重量輕且運動可靠。
[0024]再進一步的，本發明的主閥芯4與副閥芯11密封面采用燕尾槽結構，主閥芯4與副閥芯11密封材料均采用密封性良好的非金屬材料制成，非金屬材料與閥芯基體貼合面設有密封齒。該結構限定的優點是:燕尾槽密封結構適用于大通徑、長壽命等工作要求，且產品經過多次動作后能夠保持良好的密封性；非金屬材料與閥芯基體貼合面設有密封齒，保證多次動作后非金屬與閥芯基體之間仍緊密貼合，進而保證產品的工作可靠性。
[0025]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0026]1)本發明直接將入口高壓氣源引入作為控制氣體，無需單獨設置控制氣源，控制方式簡單。
[0027]2)通過采用副閥控制主閥的氣動控制先導式結構方案，實現了電磁閥優化設計。
[0028]3)本發明排氣嘴的排氣孔處設置膠套進行保護，實現了可靠防水防塵，阻止了水分及多余物通過排氣孔進入線圈組件內，保證產品工作可靠性。
[0029]4)本發明主閥芯設有卸荷孔，減少主閥芯運動阻力。
[0030]5)本發明主閥芯設有銑槽，卸荷環設有引壓孔，形成主閥芯上腔容積，保證主閥芯運動靈活。
[0031]6)本發明主閥芯密封結構采用帶有密封齒的燕尾槽結構，主閥芯與副閥芯密封材料均采用非金屬材料制成，非金屬材料與閥芯基體貼合面設有密封齒。
[0032]7)本發明副閥芯設置沿副閥芯軸線圓周均布的渦流槽，保證介質排放流通面積，并起到限制渦流的作用。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明的直接引壓先導式電磁閥關閉狀態結構示意圖；
[0034]圖2是本發明的直接引壓先導式電磁閥打開狀態結構示意圖；
[0035]圖3-1至3-4是本發明的副閥芯銑槽的幾種不同的結構形式；
[0036]圖4是本發明采用單向閥作為排氣嘴的結構示意圖；
[0037]圖5是本發明的排氣嘴單向閥結構示意圖。
[0038]其中，1_主彈貪、2-蓋板、3-卸荷環、4-主閥芯、41-閥芯大端、42-閥芯小端、43-主閥芯配合面、5-主閥體、51-主氣體流道、511-水平流道、512-垂直流道、52-主閥芯安裝腔、522-腔體上部、523-腔體下部、524-腔體配合面、6-卸荷孔、7-排氣嘴、8-膠套、9_副彈簧、10-線圈、10A-線圈骨架、11-副閥芯、12-副閥座、13-控制腔引壓孔、15-副閥引壓孔、28-副閥座引壓孔、16-副閥芯銑槽