一种用于直升机APU起动的电磁阀的制作方法

本发明属于直升机液压系统设计领域，尤其涉及一种用于直升机apu起动的电磁阀。

背景技术：

往常直升机野外训练时需携带移动电源，通过移动电源来起动直升机发动机。这不仅增加了飞机的起飞重量而且其起动发动机的次数也非常受限。液压系统应用于apu(辅助动力单元)起动系统可以大大缓解上述问题，可以满足全天候、全时域随时启动。然而，液压动力源模块往往采用两个蓄压器同时给apu液压马达供压，起动过程流经液压马达入口的压力和流量较大，同时还需要外界液压动力源给蓄压器供压，普通的电磁活门难以满足apu启动控制的要求，亟需研究一款专用于直升机apu起动的电磁阀。

技术实现要素：

本发明的目的：提供一种用于直升机apu启动的电磁阀，其用于接通、断开apu蓄压器至起动马达的供压管路，并具有手动接通、断开电磁阀的功能。

本发明的技术方案：提供一种用于直升机apu启动的电磁阀，所述电磁阀包括外套筒9、阀芯7、第三弹性件8、钢球4和钢球控制开关；

所述外套筒9包括高压腔90、低压腔91、液压控制腔92、开关控制腔94和负载腔93；

所述高压腔90的输出端口a与负载腔93的输入端口f连通；所述高压腔90的控制端口b与低压腔91的控制端口c、液压控制腔92的第一端口d连通；所述高压腔90的输入端口e与多个蓄压器连通，蓄压器使所述高压腔90保持高压状态；

所述负载腔93的输出端口h与负载连通；所述液压控制腔92的第二端口g与高压腔90的输出端口a连通；

所述阀芯7包括第一密封段70和第二密封段71，所述第一密封段70和第二密封段71通过连杆连接；

所述第二密封段71位于负载腔93的输入端口f和高压腔90的输出端口a的连通部位，用于控制负载腔93和高压腔90的通断；所述第二密封段71与第三弹性件8的一端连接，第三弹性件8的另一端限位于负载腔93的壳体内；

所述第一密封段70滑动设置于高压腔90的输出端口a和液压控制腔92的第二端口g的连通部位，用于隔离高压腔90和液压控制腔92；

所述钢球4位于高压腔90的控制端口b与低压腔91的控制端口c、液压控制腔92的第一端口d的连通部位；

钢球控制开关位于开关控制腔94内，用于控制钢球4在第一位置或第二位置；

所述钢球4在第一位置时，所述高压腔90的控制端口b与液压控制腔92的第一端口d连通，低压腔91的控制端口c与所述高压腔90的控制端口b、控制腔92的第一端口d断开，通过高压腔90的控制端口b向所述液压控制腔92的第一端口d内输入高压油，高压油推动第一密封段70运动，第一密封段70带动第二密封段71向靠近负载腔93的方向运动，高压腔90的输出端口a与负载腔93的输入端口f连通，通过高压腔90的输出端口a向所述负载腔93输入高压油；第二密封段71压缩第三弹性8；

所述钢球4在第二位置时，所述高压腔90的控制端口b与液压控制腔92的第一端口d断开，低压腔91的控制端口c与液压控制腔92的第一端口d连通；第三弹性8复位，推动第二密封段71远离负载腔93方向运动，所述第二密封段71断开负载腔93的输入端口f和高压腔90的输出端口a的连通，停止向所述负载腔93输入高压油。

进一步地，所述钢球控制开关包括电磁铁10、第一弹性件2和衔铁3；

所述衔铁3的一端位于开关控制腔94内，并位于低压腔91内；所述第一弹性件2的一端限位，另一端与衔铁3位于开关控制腔94内的一端接触；衔铁3位于低压腔91内的另一端与钢球4接触；

所述磁铁10位于开关控制腔94内；磁铁10通电时，带动衔铁3向上运动，压缩第一弹性件2，钢球4在高压油的作用下处于第一位置；磁铁10断电时，第一弹性件2复位，衔铁3向下运动，推动钢球处于第二位置。

进一步地，所述钢球控制开关还包括手动开关1，所述手动开关1卡和于外套筒9的壳体，所述手动开关1对第一弹性件2的一端进行限位；

磁铁10断电状态，提拉手动开关1时，第一弹性件2对衔铁3的弹性力减小，钢球4在高压油的作用下推动衔铁3向上运动，钢球4处于第一位置。

进一步地，所述手动开关1可折叠收放于外套筒9的壳体上。

进一步地，所述电磁阀还包括内套筒5和第二弹性件6，

所述第二弹性件6的一端通过第一密封段70进行限位；所述第二弹性件6的另一端与内套筒5接触；

所述内套筒5滑动设置于液压控制腔92内；所述钢球4在第一位置时，通过高压腔90的控制端口b向所述液压控制腔92的第一端口d内输入的高压油，推动内套筒5滑动；第二弹性件6推动第一密封段70运动。

进一步地，所述电磁阀还包括第一密封圈13，第一密封圈13套设于第一密封段70，并位于第一密封段70与液压控制腔92的接触部位，用于隔离高压腔90和液压控制腔92。

进一步地，所述电磁阀还包括第二密封圈11，第二密封圈11套设于衔铁3上，并位于低压腔91和开关控制腔94的连通部位；第二密封圈11和衔铁3共同作用，以隔离低压腔91和开关控制腔94。

进一步地，第一弹性件2、第二弹性件6和第三弹性件8中的至少一个为弹簧。

本发明的有益效果：提供的一种用于直升机apu起动的电磁阀，既可以通过手动开关实现电磁阀的接通和关闭又能通过电信号远程实现电磁阀的接通和关闭，与此同时还可以满足蓄压器与液压起动马达之间高压力、大流量管路的打开和断开控制要求，可以实现直升机发动机在全天候、全使用环境下随时起动，大大提升直升机在复杂环境下的生存能力。

附图说明

图1为电磁阀断电状态示意图；

图2为电磁阀通电状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

图1为电磁阀断电状态示意图，图2为电磁阀通电状态示意图，结合图1和图2所示，本实施例，提供一种用于直升机apu启动的电磁阀，,包括外套筒9、阀芯7、第三弹性件8、钢球4和钢球控制开关。

所述外套筒9包括高压腔90、低压腔91、液压控制腔92、开关控制腔94和负载腔93；

所述高压腔90的输出端口a与负载腔93的输入端口f连通；所述高压腔90的控制端口b与低压腔91的控制端口c、液压控制腔92的第一端口d连通；所述高压腔90的输入端口e与多个蓄压器连通，蓄压器使所述高压腔90保持高压状态；

所述负载腔93的输出端口h与负载连通；所述液压控制腔92的第二端口g与高压腔90的输出端口a连通；

所述阀芯7包括第一密封段70和第二密封段71，所述第一密封段70和第二密封段71通过连杆连接；

所述第二密封段71位于负载腔93的输入端口f和高压腔90的输出端口a的连通部位，用于控制负载腔93和高压腔90的通断；所述第二密封段71与第三弹性件8的一端连接，第三弹性件8的另一端限位于负载腔93的壳体内；

所述第一密封段70滑动设置于高压腔90的输出端口a和液压控制腔92的第二端口g的连通部位，用于隔离高压腔90和液压控制腔92；

所述钢球4位于高压腔90的控制端口b与低压腔91的控制端口c、液压控制腔92的第一端口d的连通部位；

钢球控制开关位于开关控制腔94内，用于控制钢球4在第一位置或第二位置；

所述钢球4在第一位置时，即电磁阀为通电状态，如图2所示，所述高压腔90的控制端口b与液压控制腔92的第一端口d连通，低压腔91的控制端口c与所述高压腔90的控制端口b、控制腔92的第一端口d断开，通过高压腔90的控制端口b向所述液压控制腔92的第一端口d内输入高压油，高压油推动第一密封段70运动，第一密封段70带动第二密封段71向靠近负载腔93的方向运动，高压腔90的输出端口a与负载腔93的输入端口f连通，通过高压腔90的输出端口a向所述负载腔93输入高压油；第二密封段71压缩第三弹性8；

所述钢球4在第二位置时，即电磁阀为断电状态，如图1所示，所述高压腔90的控制端口b与液压控制腔92的第一端口d断开，低压腔91的控制端口c与液压控制腔92的第一端口d连通；第三弹性8复位，推动第二密封段71远离负载腔93方向运动，所述第二密封段71断开负载腔93的输入端口f和高压腔90的输出端口a的连通，停止向所述负载腔93输入高压油。

本实施例的电磁阀，用于接通、断开apu蓄压器至起动马达的供压管路。

进一步地，如图1所示，所述钢球控制开关包括电磁铁10、第一弹性件2和衔铁3；

所述衔铁3的一端位于开关控制腔94内，并位于低压腔91内；所述第一弹性件2的一端限位，另一端与衔铁3位于开关控制腔94内的一端接触；衔铁3位于低压腔91内的另一端与钢球4接触；

所述磁铁10位于开关控制腔94内；磁铁10通电时，带动衔铁3向上运动，压缩第一弹性件2，钢球4在高压油的作用下处于第一位置；磁铁10断电时，第一弹性件2复位，衔铁3向下运动，推动钢球处于第二位置。

进一步地，所述钢球控制开关还包括手动开关1，所述手动开关1卡和于外套筒9的壳体，所述手动开关1对第一弹性件2的一端进行限位；

磁铁10断电状态，提拉手动开关1时，第一弹性件2对衔铁3的弹性力减小，钢球4在高压油的作用下推动衔铁3向上运动，钢球4处于第一位置。

进一步地，所述手动开关1可折叠收放于外套筒9的壳体上。

本实施例的手动开关具有手动接通、断开apu电磁阀的功能。

进一步地，所述电磁阀还包括内套筒5和第二弹性件6，

所述第二弹性件6的一端通过第一密封段70进行限位；所述第二弹性件6的另一端与内套筒5接触；

所述内套筒5滑动设置于液压控制腔92内；所述钢球4在第一位置时，通过高压腔90的控制端口b向所述液压控制腔92的第一端口d内输入的高压油，推动内套筒5滑动；第二弹性件6推动第一密封段70运动。

进一步地，所述电磁阀还包括第一密封圈13，第一密封圈13套设于第一密封段70，并位于第一密封段70与液压控制腔92的接触部位，用于隔离高压腔90和液压控制腔92。

进一步地，所述电磁阀还包括第二密封圈11，第二密封圈11套设于衔铁3上，并位于低压腔91和开关控制腔94的连通部位；第二密封圈11和衔铁3共同作用，以隔离低压腔91和开关控制腔94。

进一步地，第一弹性件2、第二弹性件6和第三弹性件8中的至少一个为弹簧。

本发明的部件的作用原理：

由手动开关1、第一弹性件2、衔铁3、钢球4、内套筒5、第二弹性件6、阀芯7、第三弹性件8、外套筒9、电磁铁10、第二密封圈11、第三密封圈12、第一密封圈13组成。该产品是由控制机构和执行机构两部分构成。控制机构主要由电磁铁组件、活门座、活门架、钢球等零组件构成；执行机构主要由滑阀组件、弹簧、内套筒、外套筒等零组件构成。

此两部分的密封结构形式相同，均采用了以密封件的球形表面与偶件的孔口尖边靠紧，形成线形接触密封，其中，控制机构是由钢球压在活门座的孔口，执行机构是将阀芯压在阀套孔口完成密封的。手动开关具有手动接通、断开apu电磁阀的功能；第二密封圈11、第三密封圈12、第一密封圈13在高压腔、低压腔以及其它腔之间起到隔离作用；第一弹性件为手动开关与衔铁之间的软性连接圆柱弹簧；第二弹性件为阀芯与内套筒之间的软性连接圆柱弹簧，当高压工作介质通过先导油路进入内套筒左侧，液压力推动内套筒及阀芯，打开主通油口，在这一过程中，圆柱弹簧起到缓冲作用，可防止内套筒直接冲击阀芯，另外圆柱弹簧所在腔为封闭的死腔，工作介质无法进入该腔，同时该腔的空气也不能排出，圆柱弹簧可防止内套筒端面与阀套端面直接触，致使在内套筒推动阀芯过程中，圆柱弹簧所在腔内的空气受到压缩，使阀芯无法复位或复位困难；第三弹性件为锥形阀芯复位弹簧，其在承受载荷的初始阶段各弹簧圈间距基本保持同步变化，当载荷继续逐渐增加弹簧从大圈开始逐圈压缩并接触，其工作圈数逐渐减少，刚度则逐渐增大，到所有弹簧圈完全压并为止，有利于防止弹簧发生共振。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。