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1、2008年第4期 阀 门 —27—文章编号:100225855(2008)0420027204先导式双向电磁阀初始建压过程分析罗强,赵立乔(航天发射技术及特种车事业部,北京100076)摘要 分析了先导式双向电磁阀的结构、工作原理和建压过程,对正常情况和异常情况下的建压压力及时间进行理论计算和试验验证,并给出改进的措施。关键词 先导式;电磁阀;建压过程中图分类号:TH134 文献标识码:AAnalysisofpressingprocessaboutpilot2operateddouble2seatssol
2、enoidvalveLUOQiang,ZHAOLi2qiao(TheBusinessUnitofSpaceLaunchTechnologyandSpacialtyVehicles,Beijing100076,China)Abstract:Thepaperanalysesthestructure,pricipleandthepressingprocessofthepilot2operateddoubleseatssolenoidvalve.Thepressureandtimeunderthenormalandabnomalstatusarecalculatedandvalidated.
3、Theresolvetechniquesaregivenforimproving.Keywords:pilot2operated;doubleseatssolenoidvalve;pressingprocess1 概述瓣密封。当电磁铁通电后,先导阀瓣关闭,常闭控电磁阀是航天领域中广泛使用的控制元件,某制腔F内气体从放气口D排入大气,常闭控制腔F先导式双向电磁阀是两位五通结构,具有常开和常泄压,常闭主阀瓣开启,电磁阀常闭腔C供气,闭两个腔体,通过气体流动切换下游用气设备的打同时气体也会沿气体通道进入到常开控制腔E内,开和关闭。由于该电磁阀内部结构和气路通道比较将常开主阀瓣压紧密封。复杂
4、,在使用过程中,发现同一种电磁阀的不同个体会呈现出不同的建压过程。由于该电磁阀的常开腔和常闭腔建压压力(无特殊说明,本文中的压力均指表压)和建压时间有可能对下游用气设备产生较大影响,故需要对其进行深入分析。2 结构和工作原理www.bzfxw.com先导式双向电磁阀主要由阀体、常闭主阀瓣、常开主阀瓣、先导阀瓣、电磁铁等零部件组成。主阀瓣和活塞之间通过顶杆相连(图1),其特点是内部无弹簧等弹性复位元件,完全靠气动力和电磁力切换各气路通道,控制常开腔和常闭腔供气和密封,最高工作压力510MPa。11阀体 21常开主阀瓣 31膜片 41先导阀瓣 51电磁铁 61常闭主阀瓣当电磁铁处于断电状
5、态时,进口气体分为两A-进气口 B-常开腔 C-常闭腔 D-放气口 E-常开控制腔路,一路直接作用于常开主阀瓣上使其打开,电磁F-常闭控制腔 G-常开控制腔放气口 H-常闭控制腔放气口阀常开腔B供气,另外一路作用于先导阀瓣上,(a)断电状态 (b)通电状态并沿气体通道进入常闭控制腔F内,使常闭主阀图1 先导式双向电磁阀作者简介:罗强(1973-),男,北京人,工程师,主要从事液体推进剂加注和阀门研究等工作。 阀 门 —28—2008年第4期3 初始建压过程分析与计算式中 Fj———阀瓣的最小挤压密封力,N311 建
6、压过程d———阀座的刀锋直径,mm当双向电磁阀不工作时,常闭主阀瓣与常开主b———接触线宽度,mm阀瓣以及先导阀瓣均处于自由位置。电磁阀进口初r———刀锋的曲率半径(r=013～014),始通气瞬间,气体进入电磁阀后除作用于常开主阀mm瓣和先导阀瓣外,还有一路作用于常闭主阀瓣上,μ———衬垫材料的泊松系数使常闭主阀瓣开启。但是由于气控压力很快会到达Ec———衬垫材料的弹性模数,MPa常闭控制腔内将常闭主阀瓣压紧,故正常情况下常m———衬垫材料的垫片系数闭主阀瓣开启时间很短,开度很小,常闭腔内气体P———工作压力(绝压),MPa压力很低,可以忽略其影响。但是,如果由于某些考虑到接触面的
7、贴平力和摩擦力等因素,在最原因使气体没有及时到达常闭控制腔,那么常闭主小挤压密封力Fj的基础上根据试验结果得出关闭阀瓣的开启时间加长,开度增大,常闭腔内会建立力Fgm的经验公式一定压力,有可能对下游设备产生影响,因此需要Fgm=(01680-01282P2)d(2)对初始建压过程进行详细分析。双向电磁阀建压过该关闭力等于常闭主阀瓣上下作用力之差。由程除需要进行作用力分析外,还涉及到气动力学中于控制腔通道很短,故可设常闭控制腔内压力与常的相关知识。闭腔出口压
