單線圈單吸盤多通道并聯的直動式多組元電磁閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于發動機技術領域，涉及一種用于液體火箭發動機動力系統的電氣控制閥門。
【背景技術】
[0002]軌姿控動力系統作為導彈武器的重要組成部分，推力裝置是軌姿控動力系統動力裝置，一般由控制閥和推力室組成。新的機動突防彈頭技術對推力裝置控制閥提出了更輕、更快的要求；微小型動能攔截器作為新世紀具有戰略影響的高新武器，是當今反衛星及彈道導彈防御的最有效手段，也要求控制閥結構小、質量輕、響應快，并簡化電氣控制系統。
[0003]現有直動式電磁閥一般是單通道的，每個推力裝置上需要配置與介質相同數量的電磁閥，推力裝置整體結構大、質量重，并且每臺直動式電磁閥需要配置一套電源控制系統，發動機電氣系統復雜。
【發明內容】
[0004]為滿足諸如機動彈頭、攔截器等武器系統的小型化、輕質化、快響應要求，降低液體軌姿控發動機布局難度和結構質量，本發明提出了一種具有結構小、質量輕、響應快的新型直動式多組元電磁閥方案。
[0005]本發明的技術解決方案是:
[0006]本發明所提供的單線圈單吸盤多通道并聯的直動式多組元電磁閥，包括電磁驅動線圈1、銜鐵2、閥體3、閥芯組件及復位組件，所述銜鐵2的一端為吸合端，所述銜鐵2的另一端為連接端，所述銜鐵2的吸合端正對電磁驅動線圈1的磁極面，
[0007]其特殊之處在于:
[0008]所述閥芯組件的數量為多組，每組閥芯組件均包括閥桿4、定位環12及一對具有內螺紋的螺套7 ;所述閥桿4的一端設置有與螺套7內螺紋相匹配的外螺紋，所述閥桿4的另一端為密封端，所述定位環12位于閥桿4的桿身上；
[0009]所述銜鐵2上設置有與閥芯組件數量相同的閥桿安裝孔，所述閥桿安裝孔為臺階通孔，靠近吸合端的孔的直徑大于靠近連接段孔的之間；所述閥桿4帶有外螺紋的一端位于閥桿安裝孔中，并通過一對擰的螺套4與銜鐵2間隙配合，所述閥桿4與銜鐵2位置相對固定;
[0010]所述閥體3內設置有多組與多個閥桿一一對應的介質通道，每一組介質通過包括一個介質入口通道14和一個介質出口通道15，所述閥體上還設置有直徑依次增大的閥桿過孔、彈簧套安裝孔及銜鐵安裝孔，所述介質出口通道15閥桿過孔、彈簧套安裝孔及銜鐵安裝孔同軸設置且貫穿殼體；
[0011 ] 所述復位組件包括多個彈簧套6和多個復位密封彈簧5，彈簧套6和復位密封彈簧5的數量與閥桿4數量相同，多個彈簧套6及多個復位密封彈簧5分別對應套裝于多個閥桿4上，復位密封彈簧5的一端頂住彈簧套6，復位密封彈簧5的另一端頂住定位環12，所述彈簧套6外表面設置有外螺紋，所述彈簧套安裝孔的內表面設置有內螺紋，所述彈簧套6與彈簧套安裝孔螺紋連接；
[0012]在閥門關閉狀態下，銜鐵2與電磁驅動線圈的磁極面之間具有間隙，銜鐵2位于銜鐵安裝孔內，位于定位環12以下的閥桿4位于閥桿過孔內，閥桿4與閥桿過孔處還設置有密封元件8，閥桿4上的密封端13與介質出口通道15形成密封。
[0013]以上為本發明的基本結構，基于該基本結構，本發明還做出以下優化限定:
[0014]上述電磁驅動線圈還包括釋放環10，所述釋放環部分嵌入磁極面，部分露出磁極面。
[0015]上述電磁驅動線圈1的線圈采用漆包線。
[0016]上述銜鐵2為盤式銜鐵。盤式銜鐵用于本發明的優點是便于多個閥桿連接到銜鐵上，同時盤式銜鐵軸向尺寸小，有利于減小電磁閥整體結構尺寸。
[0017]上述閥桿4的數量為2個或3個或4個，當閥桿的數量為2個時，2個閥桿關于銜鐵中軸線對稱分布；當閥桿的數量為3個或4個時，各閥桿4繞銜鐵中軸線圓周分布。閥桿的結構布局均為繞銜鐵中軸線圓周均布，使本發明中盤式銜鐵驅動時的受力對稱，保證電磁吸力分配到各閥桿上的驅動力相等。
[0018]上述閥桿4上的密封端13與介質出口通道15形成密封錐面密封。錐面密封用于本發明的優點是既能保證閥桿自復位性，又能保證較高的密封比壓性能。
[0019]上述介質入口通道14與介質出口通道15垂直設置。該結構限定的優點是有利于多個介質入口通道的對稱布局。
[0020]上述密封元件8為0形密封圈。
[0021]上述釋放環10突出磁極端面的高度為0.1mm。
[0022]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0023]1、多組元控制閥要求結構小、質量輕、響應快，并能簡化電氣控制系統。本發明設計中采用單個線圈驅動控制并聯多通道的開關，在結構上采用單個銜鐵驅動多個閥桿的結構設計，實現了單臺直動電磁閥控制多組元推力室多路推進劑同步供給，使推力裝置性能得到很大的技術提升，電氣控制系統減半，總裝結構布局簡化。
[0024]2、由于本發明采用多路獨立密封結構，各路閥桿上各設置一個復位密封彈簧，有效解決多路閥桿密封干涉和運動件剛性連接的問題，提高多路密封可靠性、降低裝試工藝難度。
[0025]3、本發明中電磁驅動線圈采用少匝數低電感參數、端面磁極和盤式銜鐵匹配氣隙，實現了直動式多組元電磁閥的快響應技術，響應速度達到5ms內量級。
[0026]4、本發明除可應用于液體火箭發動機動力系統液體推進劑供給控制外，也可用于其它氣體動力系統供給控制，在航天、機械等相關領域均可推廣使用。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明的整體裝配圖，也是實施例1的構成示意圖；
[0028]圖2為本發明的電磁驅動線圈原理示意圖，也是實施例2的構成示意圖；
[0029]圖3為本發明的雙路閥桿行程調節機構原理示意圖，也是實施例4的構成示意圖；
[0030]圖4為本發明的三路閥桿行程調節機構原理示意圖，也是實施例5的構成示意圖；
[0031]圖5為本發明的四路閥桿行程調節機構原理示意圖，也是實施例6的構成示意圖。
[0032]其中附圖標記為:
[0033]電磁驅動線圈1、一個盤式銜鐵2、一個閥體3、多個閥桿4、多個復位密封彈簧5、多個彈簧套6、多組螺套7和多個0形密封件8、漆包線9、釋放環10和導線11。
【具體實施方式】
[0034]本發明由一個電磁驅動線圈、一個盤式銜鐵、一個閥體、多個閥桿、多個復位密封彈簧、多個彈簧套、多組螺套和多個0形密封件組成直動式多組元電磁閥，通過電磁線圈的通斷電實現兩路通道的開關。其中，閥桿、復位密封彈簧、彈簧套、螺套組和0形密封件的數量與電磁閥需要的組元通路數量一直，每個組元通路配置一套。
[0035]本發明的工作原理和工作過程是:該電磁閥電磁驅動線圈未通電時，電磁驅動線圈不產生吸力，在各路彈簧力的作用下，各路閥桿分別壓緊在閥體閥座上，介質密閉在閥口上游，此時多路均處于斷流狀態；而當電磁驅動線圈通電產生電磁力后，線圈端面磁極吸合盤式銜鐵，盤式銜鐵拉動多個閥桿克服彈簧力，閥口開啟，介質流質出口。
[0036]本發明的實現還在于:電磁驅動線圈為多組元電磁閥的驅動部分，布置在閥體上部，主要由線圈骨架、釋放環、漆包線和導線組成，其特點為端面磁極。為加快電磁驅動線圈的響應性能，本發明中線圈骨架上繞制的漆包線選用了少匝數、低電感的設計參數，在端面磁極中間一個釋放環，其突出磁極端面一定高度，增加吸合后銜鐵與磁極之間的非工作氣隙，使釋放時的吸力不會過大，有利于實現快速釋放。
[0037]本發明的實現還在于:多路閥桿行程調節機構，主要由銜鐵、閥桿、一組螺套組成。銜鐵上設計多個對稱的臺階孔，閥桿用上下一組螺套連接在銜鐵臺階孔上，并通過旋轉閥桿與螺套配合螺紋實現多路行程調節，螺套對擰鎖緊固定；同時閥桿通過螺套與銜鐵間隙配合，有助于多個閥桿與出口通道之間的密封。
[0038]本發明的實現還在于:多路介質通道的密封結構，主要由閥體、閥桿、復位密封彈簧、彈簧套和0形密封件組成，且各組元介質通路沿閥體周對稱布置。0形密封件安裝在閥體密封槽內，閥桿插入閥體中心孔內，復位密封彈簧套在閥桿上部，通過彈簧套旋入閥體內壓縮復位密封彈簧，使用閥桿壓緊在閥座上，保證介質通路的密閉。
[0039]下面結合附圖通過實施例對本發明詳細說明:
[0040]實施例1
[0041]為滿足諸如機動彈頭、攔截器等武器系統的小型化、輕質化、快響應推力裝置發展需求，提出了一種具有結構小、質量輕、響應快的單線圈單吸盤多通道并聯的直動式多組元電磁閥方案，參見圖1。該電磁閥主要由一個電磁驅動線圈1、一個盤式銜鐵