[发明专利]一种大流量三级先导式电磁阀

说明书

本发明提供了一种大流量三级先导式电磁阀，解决现有阀门在大流量、小流阻的情况下皆存在压力负载过大、响应速度较慢，无法满足系统指标要求的问题。大流量三级先导式电磁阀包括一级电磁导阀、二级气控导阀以及三级控制主阀；所述三级控制主阀包括主阀体、主阀芯以及主阀弹簧；所述主阀芯密封设置在主阀体内，并在主阀体间形成两个独立的气腔，分别是开气腔和主阀弹簧安装腔；所述主阀体上开设有介质入口和介质出口；所述主阀弹簧设置在弹簧安装腔内，为主阀芯提供关闭力，使介质入口与介质出口阻断；所述一级电磁导阀通过通断电控制二级气控导阀的气路通断，所述二级气控导阀用于控制所述开气腔的充气与排气，为主阀芯提供打开力。

技术领域

本发明属于电磁控制阀技术，具体涉及一种大流量三级先导式电磁阀，可作为液体火箭发动机、卫星在轨执行动力系统、地面试验系统的高压介质的大流量快响应控制阀，实现对介质通路的通断及密封控制。

背景技术

随着航天装备转型升级，动力系统战术技术指标不断提升，对发动机的响应性能水平要求日益增高，大流量快响应控制阀技术成为制约装备性能提升的关键技术。在某液体喷射系统中，提出了流量5kg/s(流阻要求小于0.3MPa)、响应时间不大于40ms的大通径快响应控制阀研制要求，同时要求结构尺寸及重量要尽可能的小；然而，现有的电磁先导气动控制阀主要采用两级阀门结构方案，受电磁铁结构及响应速度限制，进排气通道直径偏小。主阀采用气动控制结构，由于通径及行程偏大，控制气腔的初始容积及运动至打开位置的终了容积偏大，电磁导阀动作后受进、排气通道限制，主阀芯打开、关闭响应速度偏慢，即在大流量、小流阻的情况下皆存在压力负载过大、响应速度较慢的问题，难以满足系统指标要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有阀门在大流量、小流阻的情况下皆存在压力负载过大、响应速度较慢，无法满足系统指标要求的不足之处，提供了一种大流量三级先导式电磁阀，是一种打开及关闭均卸荷的双向卸荷阀门结构，可消除压力负载的影响，同时，采用两级导阀控制一级主阀的三级阀门集成设计结构，实现控制气的快速充填及排放，使大通径阀门实现小型化及快响应设计。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种大流量三级先导式电磁阀，其特殊之处在于，包括一级电磁导阀、二级气控导阀以及三级控制主阀；

所述三级控制主阀包括主阀体、主阀芯以及主阀弹簧；

所述主阀芯密封设置在主阀体内，并在主阀体间形成两个独立的气腔，分别是开气腔和主阀弹簧安装腔；开气腔可确保控制气与介质完全隔离；所述主阀体上开设有介质入口和介质出口；所述主阀弹簧设置在弹簧安装腔内，为主阀芯提供关闭力，使介质入口与介质出口阻断；

所述一级电磁导阀通过通断电控制二级气控导阀的气路通断，所述二级气控导阀用于控制所述开气腔的充气与排气，为主阀芯提供打开力。

两级导阀的采用使得进排气流道通流面积的放大(即排气流道直径的放大)，提高了控制气的充气速度和排气速度，促进控制主阀开气腔快速充填建压和快速放气泄压，加速控制主阀打开力及关闭力的形成，提高三级控制主阀的打开、关闭响应速度，实现了大通径控制主阀的快响应设计。

进一步地，所述二级气控导阀为两位三通阀门，包括气控导阀阀体、气控导阀阀芯以及气控导阀弹簧；

所述气控导阀阀体上设置有进气口、出气口和排气口；其中，出气口与排气口及三级控制主阀的开气腔均连通；

所述气控导阀阀芯密封设置在气控导阀阀体内，并与气控导阀阀体形成控制腔；

所述气控导阀弹簧位于气控导阀阀体与气控导阀阀芯之间，用于为气控导阀阀芯提供关闭力，使气控导阀阀芯与进气口端形成密封副；

所述一级电磁导阀用于控制所述控制腔的充气与排气，为气控导阀阀芯提供打开力。