一种电磁阀的制作方法

1.本实用新型涉及液体火箭发动机阀门控制技术领域，具体涉及一种电磁阀。


背景技术：

2.液体火箭发动机的推进剂供应系统中需要用到很多阀门，以便对推进剂的供应进行控制。现有技术中，液体火箭发动机推进剂供应系统往往都是采用控制阀。火箭发动机推进剂供应系统分为燃料路和氧化剂路，通常采用两台电磁阀分别控制燃料路和氧化剂路的液路阀门通断。此方案导致推进剂供应系统中的元器件数量多，不利于液体火箭发动机的小型化设计。
3.因此，亟需设计一种能够同时控制氧阀和燃料阀的电磁阀。


技术实现要素：

4.针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提供了一种电磁阀，克服了现有技术的不足，能够通过主动控制的方式同时控制至少两个阀门的打开或者关闭，不但节省占用空间，优化发动机系统的空间布局，也利于发动机系统的小型化设计。
5.本实用新型提供了一种电磁阀，包括壳体、阀盖、单向阀结构、阀芯、排气阀芯以及设置于所述壳体的施力单元；所述阀盖设有控制气出口和排气出口，所述排气阀芯设置于所述排气出口用于与其内壁形成密封面；所述控制气出口用于连通其他阀门，在电磁阀通电后为其他阀门提供控制气；所述排气出口用于在电磁阀未通电时与所述控制气出口连通；所述壳体一侧设有第一导向孔，另一侧与所述阀盖连接形成第二导向孔，所述第一导向孔与所述第二导向孔之间通过颈部结构隔开；所述单向阀结构设置于所述第一导向孔，压紧在所述颈部结构形成密封面；所述阀芯可移动地设置于所述第二导向孔，其一端用于解除所述单向阀结构对所述颈部结构的密封，另一端伸入所述排气出口与所述排气阀芯连接；所述施力单元设置于所述阀芯外围；电磁阀未通电时，所述施力单元给所述阀芯提供远离所述单向阀结构的力，使所述排气阀芯打开所述排气出口，并保持所述单向阀结构密封所述颈部结构；电磁阀通电时，所述施力单元给所述阀芯提供靠近所述单向阀结构的力，使所述排气阀芯密封所述排气出口，并驱动所述单向阀结构解除对所述颈部结构的密封。
6.在一个实施例中，所述施力单元包括第一弹簧和线圈；所述阀芯靠近所述单向阀结构的一侧设有肩部，所述壳体与所述肩部对应的位置轴向设有第一弹簧腔，所述第一弹簧至少部分设置于所述第一弹簧腔内；所述线圈设置于所述第一弹簧腔的外围；在所述线圈断电时，利用所述第一弹簧的弹性力推动所述阀芯远离所述单向阀结构；在所述线圈通电时，电磁力克服弹簧力带动所述阀芯靠近所述单向阀结构。
7.在一个实施例中，所述单向阀结构远离所述阀芯的一侧外壁与所述壳体内壁密封连接，另一侧外壁与所述壳体内壁间隔设置形成间隔通道；所述单向阀结构远离所述阀芯的一侧设有内孔，所述内孔与所述间隔通道通过小孔连通，以便于控制气进入所述间隔通道；所述单向阀结构靠近所述阀芯的一侧设有第二弹簧腔，所述第二弹簧腔内依次设有第
二弹簧和钢球；所述第二弹簧用于压紧所述钢球使其将所述颈部结构密封，以隔断所述间隔通道与所述第二导向孔的控制气流通。
8.在一个实施例中，所述阀芯靠近所述单向阀结构的一端设有凸台，所述凸台用于在电磁力的作用下穿过所述颈部结构顶开所述钢球，解除对所述颈部结构的密封；另一端设有伸出杆，所述伸出杆伸入所述排气出口与所述排气阀芯连接。
9.在一个实施例中，所述阀芯内部具有通气的气孔和流道，以便于所述阀芯在所述第二导向孔内进行往复运动时通气。
10.在一个实施例中，所述伸出杆与所述排气阀芯螺纹连接。
11.在一个实施例中，所述排气阀芯用于与所述阀盖配合密封的端面为非金属密封面，所述阀盖用于与所述排气阀芯配合密封的端面为金属密封面。
12.在一个实施例中，所述排气阀芯的非金属密封面上还设有密封垫。
13.在一个实施例中，所述单向阀结构设有所述内孔的一端伸出所述第一导向孔后，通过法兰结构与所述壳体固定连接；所述内孔用于与控制气入口管路连通。
14.在一个实施例中，所述颈部结构的密封端与所述钢球表面匹配设置，以增大所述钢球与所述颈部结构的密封面积。
15.本实用新型的一种电磁阀，能够同时控制至少两台气控阀(如燃料阀和氧阀)，应用于发动机推进剂供应系统后，可以简化供应系统结构和阀门数量，不但节省占用空间，减小了重量，同时也优化了发动机系统的空间布局，简化了管路连接，有利于发动机系统的小型化设计。电磁阀还设有与控制气出口连通的排气出口，便于氧阀和燃料阀控制气入口端(控制腔)泄压，从而实现氧阀和燃料阀的关闭。
16.在阅读具体实施方式并且在查看附图之后，本领域的技术人员将认识到另外的特征和优点。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例的电磁阀的整体结构示意图。
19.图2是本实用新型实施例的电磁阀进气控制单元部分的结构示意图。
20.图3是本实用新型实施例的电磁阀同时与氧阀和燃料阀连通的示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。诸如“下面”、“下方”、“在
…
下”、“低”、“上方”、“在
…
上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通
篇中表示类似的元件。
22.参见图1，本实用新型提供了一种电磁阀，包括壳体1、阀盖2、单向阀结构3、阀芯4、排气阀芯5以及设置于壳体1的施力单元6。阀盖2设有能够彼此连通的控制气出口21和排气出口22，排气阀芯5设置在排气出口22内，用于与排气出口22内壁压紧后形成密封面，以隔断控制气出口21和排气出口22的连通。其中，排气出口22的密封面为金属密封面，排气阀芯5用于密封的端面镶有非金属密封面，非金属密封面与金属密封面接触能够形成良好的密封副，能够较好的实现电磁阀内部流道与排气出口22之间的通断。
23.控制气出口21用于连通其他阀门，在电磁阀通电后为其他阀门提供控制气。排气出口22用于在电磁阀未通电时与控制气出口21连通。
24.壳体1的一侧设有第一导向孔11，另一侧与阀盖2连接形成第二导向孔12，第一导向孔11与第二导向孔12之间通过颈部结构13隔开。单向阀结构3设置于第一导向孔11，用于压紧颈部结构13形成密封面，以隔断第一导向孔11与第二导向孔12的连通。阀芯4可移动地设置于第二导向孔12，阀芯4轴向的外壁与第二导向孔12的外壁间隔设置，从而保证阀芯4能够在第二导向孔12内进行轴向移动。施力单元6设置于阀芯4的外围，用于为阀芯4提供密封力(轴向远离单向阀结构3的力)和解除密封的力(轴向靠近单向阀结构3的力)。
25.参见图3，电磁阀100可以通过控制气出口21与燃料阀200和氧阀300连通。
26.具体地，电磁阀未通电时，施力单元6给阀芯4提供远离单向阀结构3的力，驱动阀芯4向远离单向阀结构3的方向移动，从而使排气阀芯5脱离排气出口22，使控制气出口21与排气出口22连通，并保持单向阀结构3密封颈部结构13。此时电磁阀关闭，控制气不能在电磁阀内流通，因此燃料阀与氧阀也保持关闭状态。
27.电磁阀通电时，施力单元6给阀芯4提供靠近单向阀结构3的力，驱动阀芯4向单向阀结构3的方向移动，从而使排气阀芯5密封排气出口22，并驱动单向阀结构3解除对颈部结构13的密封。此时电磁阀打开，控制气经过电磁阀的颈部结构进入阀芯，最后由控制气出口21充入对应的燃料阀和氧阀内，并驱动燃料阀和氧阀打开。
28.本实用新型实施例的电磁阀，能够同时控制至少两台气控阀(如燃料阀和氧阀)，应用于发动机推进剂供应系统后，可以简化供应系统结构和阀门数量。电磁阀还设有与控制气出口连通的排气出口，便于氧阀和燃料阀控制气入口端(控制腔)泄压。
29.在上述实施例中，排气阀芯用于密封的非金属密封面上还设有密封垫，以提升密封效果。
30.在一个实施例中，施力单元6包括第一弹簧61和线圈62。阀芯4靠近单向阀结构3的一侧设有肩部，壳体1与所述肩部对应的位置轴向设有第一弹簧腔14，第一弹簧61至少部分设置于第一弹簧腔14内。线圈62设置于第一弹簧腔14的外围。其中第一弹簧61一端抵接阀芯4的肩部，并为其提供远离单向阀结构3的力。线圈62用于通电后产生与第一弹簧弹性力方向相反的电磁力，驱动阀芯4向靠近单向阀结构3的方向移动。
31.线圈未通电时，第一弹簧61利用弹性力推动阀芯4远离单向阀结构3，使电磁阀保持关闭。线圈62通电后产生电磁力，电磁力与弹性力方向相反，能够克服弹性力带动阀芯4朝向单向阀结构3的方向移动，使电磁阀打开，同时使排气出口被密封。
32.进一步地，阀芯4内部具有通气的气孔和流道43，以便于阀芯4在第二导向孔12内进行往复运动时通气。
33.同时参见图1和图2，在一个实施例中，单向阀结构3远离阀芯4一侧的外壁与壳体1内壁密封连接，另一侧外壁与壳体1内壁间隔设置形成间隔通道a，单向阀结构3远离阀芯4的一侧设有内孔31，内孔31与间隔通道a通过小孔32连通，以便于控制气进入间隔通道a。单向阀结构3靠近阀芯4的一侧设有第二弹簧腔33，第二弹簧腔33内依次设有第二弹簧34和钢球35。钢球35一端用于压紧第二弹簧34，另一端在第二弹簧34的弹性力作用下压紧颈部结构13形成密封面，以隔断间隔通道a与阀芯4的控制气流通。
34.其中，颈部结构13的密封端与钢球35表面匹配设置，以增大钢球与颈部结构的密封面积，提升密封效果。
35.本实用新型实施例的电磁阀，以内孔31作为电磁阀的控制气入口。控制气通过内孔31进入电磁阀后，首先通过小孔32进入间隔通道a，当单向阀结构3解除对颈部结构的密封时，间隔通道a内的控制气能够通过颈部结构进入阀芯4。
36.参见图2，在上述实施例中，单向阀结构3设有内孔31的一端伸出第一导向孔11后，通过法兰结构35与壳体1固定连接，以避免电磁阀的控制气进气端与大气连通。其中，内孔31用于与控制气入口管路连通。
37.参见图1，在一个实施例中，阀芯4靠近单向阀结构3的一端设有凸台41，凸台41用于在电磁力的作用下穿过颈部结构13顶开钢球35，解除对颈部结构13的密封。阀芯4的另一端设有伸出杆42，伸出杆42伸入排气出口22与排气阀芯5连接。
38.进一步地，为了便于电磁阀各部件的安装与维护，伸出杆42可以伸入排气出口22与排气阀芯5螺接。
39.本实用新型的上述实施例可以彼此组合，且具有相应的技术效果。
40.本实用新型的一种电磁阀，能够同时控制至少两台气控阀(如燃料阀和氧阀)，应用于发动机推进剂供应系统后，可以简化供应系统结构和阀门数量，不但节省占用空间，减小了重量，同时也优化了发动机系统的空间布局，简化了管路连接，有利于发动机系统的小型化设计。电磁阀还设有与控制气出口连通的排气出口，便于氧阀和燃料阀控制气入口端(控制腔)泄压，从而实现氧阀和燃料阀的关闭。
41.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电磁阀，其特征在于，包括：壳体、阀盖、单向阀结构、阀芯、排气阀芯以及设置于所述壳体的施力单元；所述阀盖设有控制气出口和排气出口，所述排气阀芯设置于所述排气出口用于与其内壁形成密封面；所述控制气出口用于连通其他阀门，在电磁阀通电后为其他阀门提供控制气；所述排气出口用于在电磁阀未通电时与所述控制气出口连通；所述壳体一侧设有第一导向孔，另一侧与所述阀盖连接形成第二导向孔，所述第一导向孔与所述第二导向孔之间通过颈部结构隔开；所述单向阀结构设置于所述第一导向孔，压紧在所述颈部结构形成密封面；所述阀芯可移动地设置于所述第二导向孔，其一端用于解除所述单向阀结构对所述颈部结构的密封，另一端伸入所述排气出口与所述排气阀芯连接；所述施力单元设置于所述阀芯外围；电磁阀未通电时，所述施力单元给所述阀芯提供远离所述单向阀结构的力，使所述排气阀芯打开所述排气出口，并保持所述单向阀结构密封所述颈部结构；电磁阀通电时，所述施力单元给所述阀芯提供靠近所述单向阀结构的力，使所述排气阀芯密封所述排气出口，并驱动所述单向阀结构解除对所述颈部结构的密封。2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述施力单元包括第一弹簧和线圈；所述阀芯靠近所述单向阀结构的一侧设有肩部，所述壳体与所述肩部对应的位置轴向设有第一弹簧腔，所述第一弹簧至少部分设置于所述第一弹簧腔内；所述线圈设置于所述第一弹簧腔的外围；在所述线圈断电时，利用所述第一弹簧的弹性力推动所述阀芯远离所述单向阀结构；在所述线圈通电时，电磁力克服弹簧力带动所述阀芯靠近所述单向阀结构。3.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述单向阀结构远离所述阀芯的一侧外壁与所述壳体内壁密封连接，另一侧外壁与所述壳体内壁间隔设置形成间隔通道；所述单向阀结构远离所述阀芯的一侧设有内孔，所述内孔与所述间隔通道通过小孔连通，以便于控制气进入所述间隔通道；所述单向阀结构靠近所述阀芯的一侧设有第二弹簧腔，所述第二弹簧腔内依次设有第二弹簧和钢球；所述第二弹簧用于压紧所述钢球使其将所述颈部结构密封，以隔断所述间隔通道与所述第二导向孔的控制气流通。4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯靠近所述单向阀结构的一端设有凸台，所述凸台用于在电磁力的作用下穿过所述颈部结构顶开所述钢球，解除对所述颈部结构的密封；另一端设有伸出杆，所述伸出杆伸入所述排气出口与所述排气阀芯连接。5.根据权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯内部具有通气的气孔和流道，以便于所述阀芯在所述第二导向孔内进行往复运动时通气。6.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，所述伸出杆与所述排气阀芯螺纹连接。7.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，所述排气阀芯用于与所述阀盖配合密封的端面为非金属密封面，所述阀盖用于与所述排气阀芯配合密封的端面为金属密封面。8.根据权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述排气阀芯的非金属密封面上还设有密封垫。9.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述单向阀结构设有所述内孔的一端伸出所述第一导向孔后，通过法兰结构与所述壳体固定连接；
所述内孔用于与控制气入口管路连通。10.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述颈部结构的密封端与所述钢球表面匹配设置，以增大所述钢球与所述颈部结构的密封面积。

技术总结
本实用新型公开了一种电磁阀，包括壳体、阀盖、单向阀结构、阀芯、排气阀芯以及设置于所述壳体的施力单元；所述阀盖设有控制气出口和排气出口，所述排气阀芯设置于所述排气出口用于与其内壁形成密封面；所述控制气出口用于连通其他阀门，在电磁阀通电后为其他阀门提供控制气；所述排气出口用于在电磁阀未通电时与所述控制气出口连通。本实用新型的一种电磁阀，能够同时控制至少两台气控阀(如燃料阀和氧阀)，应用于发动机推进剂供应系统后，可以简化供应系统结构和阀门数量。供应系统结构和阀门数量。供应系统结构和阀门数量。


技术研发人员：王喜良 陈涛 任志彬 刘耀林 张思远 李莹 李欢 杨永刚 范宇 尹会全 李晓瑜 杨浩 刘磊 张小平 王菊金
受保护的技术使用者：陕西蓝箭航天技术有限公司
技术研发日：2022.09.23
技术公布日：2023/6/8