先导式双向电磁阀的结构和工作原理

         电磁阀是航天领域中广泛使用的控制元件, 某先导式双向电磁阀是两位五通结构, 具有常开和常闭两个腔体, 通过气体流动切换下游用气设备的打开和关闭。由于该电磁阀内部结构和气路通道比较复杂, 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。

          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5.0MPa 。

        当电磁铁处于断电状态时, 进口气体分为两路, 一路直接作用于常开主阀瓣上使其打开, 电磁阀常开腔B 供气, 另外一路作用于先导阀瓣上,并沿气体通道进入常闭控制腔F 内, 使常闭主阀瓣密封。当电磁铁通电后, 先导阀瓣关闭, 常闭控制腔F 内气体从放气口D 排入大气, 常闭控制腔F泄压, 常闭主阀瓣开启, 电磁阀常闭腔C 供气,同时气体也会沿气体通道进入到常开控制腔E 内,将常开主阀瓣压紧密封。

1.阀体　2.常开主阀瓣　3.膜片　4.先导阀瓣　5.电磁铁　6.常闭主阀瓣

A - 进气口　B - 常开腔　C - 常闭腔　D - 放气口　E - 常开控制腔F - 常闭控制腔　G- 常开控制腔放气口　H - 常闭控制腔放气口

(a) 断电状态　(b) 通电状态

图1 　先导式双向电磁阀