本發(fā)明涉及一種氣控先導磁自鎖雙穩(wěn)態(tài)發(fā)動機控制閥門結構，可在具有大推力、長程穩(wěn)態(tài)工作要求的液體火箭發(fā)動機中應用，氣控先導結構能夠有效降低產(chǎn)品的重量和流阻，雙穩(wěn)態(tài)設計能有效降低系統(tǒng)功耗。 發(fā)明背景

　　3000N發(fā)動機作為某探測器軌道器和上升器主發(fā)動機，為探測器完成飛行等任務提供推力。根據(jù)3000N發(fā)動機任務特點，其控制閥需要滿足壓降小、功耗低、質(zhì)量輕、單次工作時間不小于3000s，并能夠適應空間環(huán)境等要求。

　　現(xiàn)有發(fā)動機控制電磁閥結構重量重，流阻高，在穩(wěn)態(tài)工作時需持續(xù)供電，電源負荷較大，不符合低功耗設計要求。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決的技術問題是：為克服現(xiàn)有發(fā)動機控制電磁閥結構重量重，流阻高，在穩(wěn)態(tài)工作時需持續(xù)供電，電源負荷較大，不符合低功耗設計要求的不足。本發(fā)明提供一種氣控先導磁自鎖雙穩(wěn)態(tài)發(fā)動機控制閥門結構，可以滿足大推力(推力大于3000N)液體軌控火箭發(fā)動機的工作，采用氣控先導結構，打開狀態(tài)和關閉狀態(tài)通過永磁鐵保持關閉的雙穩(wěn)態(tài)閥門結構，實現(xiàn)閥門的輕質(zhì)化和低功耗。

　　圖為氣控先導磁自鎖雙穩(wěn)態(tài)發(fā)動機控制閥門結構原理圖

　　為解決以上技術問題，本發(fā)明給出以下技術方案：一種氣控先導磁自鎖雙穩(wěn)態(tài)發(fā)動機控制閥門結構，其特殊之處在于：包括副閥、氣筒和主閥，所述副閥是兩位三通永磁自鎖閥，包括副閥體、導磁殼體、副閥座、副閥芯、線圈和永磁鐵;副閥芯和副閥座自上至下依次設置在副閥體內(nèi);導磁殼體設置與副閥體外側，永磁鐵與線圈位于副閥體與導磁殼體之間;副閥芯的外壁上設有氣體通道，副閥體上端開設有氣體排放口，副閥座上設有氣體通孔，靠近副閥座和副閥芯的副閥體內(nèi)壁設有與所述氣體通道連通的環(huán)形槽;若副閥芯離開副閥座，氣體通孔與環(huán)形槽連通;若副閥芯與副閥座閉合，環(huán)形槽通過氣體通道與氣體排放口連通。

　　副閥芯在打開、關閉位置時靠永磁鐵產(chǎn)生的電磁力保持自鎖，當線圈通入不同方向的脈沖電流時，可使副閥芯上下運動。所述氣筒的側壁或底部設有一通孔，通孔為進氣口，氣筒的筒口為出氣口，出氣口與所述氣體通孔連通;所述主閥包括主閥體和設置在主閥體內(nèi)的主閥桿;主閥桿上自右向左依次套接有活塞和主閥芯，主閥體的左端為推進劑入口，活塞與主閥芯之間的主閥體上設有推進劑出口，推進劑出口右側的主閥體內(nèi)設有擋板;擋板右側為腔室，活塞位于腔室內(nèi)，活塞與腔室內(nèi)壁之間設置有密封圈，活塞與擋板之間的主閥桿上套接有彈簧，活塞能夠在腔室內(nèi)做往復運動。

　　所述環(huán)形槽與活塞右側的腔室連通。上述氣筒呈L狀，包括橫向段和豎向段，副閥體的下端嵌入所述豎向段，豎向段設有第二環(huán)形槽，第二環(huán)形槽與環(huán)形槽連通，豎向段左側的氣筒上設有通道，所述第二環(huán)形槽通過通道與活塞右側的腔室連通。

　　上述第二環(huán)形槽的位置低于環(huán)形槽的位置。上述氣體排放口上安裝有防塵蓋，防塵蓋為迷宮防塵蓋，具有迷宮式防塵結構，避免閥門在月球任務中被月塵污染而導致卡澀等故障。活塞與腔室內(nèi)壁之間還設置有擋圈，增加了活塞與腔室內(nèi)壁之間的對中性，其中，擋圈與密封圈相鄰。

　　上述氣筒豎向段的左側固定有橫向設置的筒體，擋板右側的主閥體為第二筒體，筒體與第二筒體固定連接，筒體與第二筒體構成所述腔室。上述筒體與第二筒體螺紋連接。上述筒體的左端外壁設有外螺紋，第二筒體右端內(nèi)壁設有與所述外螺紋匹配的內(nèi)螺紋。

　　上述筒體和第二筒體外壁還套接有螺母，螺母內(nèi)壁兩端分別設置有兩種旋向相反的內(nèi)螺紋，螺母均與筒體和第二筒體螺紋連接。本發(fā)明具有以下技術效果：本發(fā)明包括主閥和副閥，主閥部分用來控制推進劑的供應和切斷，副閥部分為主閥提供控制氣體的充填與排放。副閥是一種兩位三通永磁自鎖式電磁閥，打開、關閉動作時僅需給線圈短時通電，閥芯處于打開或關閉位置時利用永磁鐵實現(xiàn)自鎖，從而實現(xiàn)閥門的低功耗設計。

　　本發(fā)明采用了永磁自鎖兩位三通電磁閥作為氣動先導閥副閥的發(fā)動機控制閥結構，通過采用雙穩(wěn)態(tài)設計，在電磁副閥短時通電產(chǎn)生相應動作后，即可斷電保持在動作后穩(wěn)定狀態(tài)，無需持續(xù)通電保持打開，能有效降低功耗，在長程穩(wěn)態(tài)工作的大推力液體軌控火箭發(fā)動機中應用節(jié)能優(yōu)勢明顯，較好地實現(xiàn)了低功耗設計目標。

　　本發(fā)明除可應用于液體火箭發(fā)動機外，在衛(wèi)星在軌執(zhí)行系統(tǒng)、地面試驗系統(tǒng)、自動化流體管路系統(tǒng)的相關閥門中均可推廣應用，可有效減輕發(fā)動機重量和降低系統(tǒng)電源功耗。