[发明专利]一种快速打开的大口径超高压电磁阀门及方法

说明书

本发明涉及工程用超高压电磁阀门技术领域，公开一种快速打开的大口径超高压电磁阀门及方法，该方法采用的电磁阀门由阀体、阀芯、阀体外筒壁、液压腔顶盖组成，阀体外筒壁顶部设置有连接螺栓，连接螺栓一侧的阀体外筒壁顶部设置有气压腔接口，阀体外筒壁的侧壁设置有液压腔接口，所述阀体内设置有高压气体腔、液压腔，且阀体上设置有阀体泄压孔，阀芯上设置有阀芯泄压孔，阀体外筒壁上设置有连接爆炸发生器螺丝孔，阀体内设置有连接爆炸发生器的泄压通道。本发明能够满足爆炸荷载发生器在5ms内开启的速度要求，且内泄漏量为零，一旦接受到信号可在20ms内稳定可靠的开启，减小了阀的移动距离，提高了阀的效率，可靠性和性价比都比较高。

技术领域

本发明涉及工程用超高压电磁阀门技术领域，具体涉及爆炸荷载模拟发生器快速泄压的一种快速打开的大口径超高压电磁阀门及方法。

背景技术

为了研究炸药爆炸的破坏效应，需要模拟有一定波形要求的爆炸荷载，爆炸荷载的波峰通常在几ms到几十ms，为了控制爆炸荷载波峰的长度，爆炸荷载发生器需要在精准的时间点快速开启泄压通道，该泄压通道一般口径在100mm左右，爆炸荷载波峰压力可达40MPa，用于打开泄压通道的阀门需要在几ms的时间内完全打开，打开的时间精准度也在毫秒级。市场现有成熟电磁阀产品在几个方面不能满足以上要求：

1.目前市场的直动电磁球阀虽然开启时间较短，开启时间大致在25ms左右，最大口径为10mm。

2.二级电磁阀（小口径的直动电磁阀为先导阀）最大口径为32mm左右，开启时间在100ms左右。

3.多级电磁阀最大通经可以做到160mm通径。但是开启速度较为缓慢，在100mm通径时，需要2-3秒完全开启，可见完全不能满足使用要求。

爆炸荷载发生器要求的电磁阀的要求与一般电磁阀的使用工况还有较大差别，爆炸荷载发生器泄压用电磁阀使用频率较低（可能几天开启一次），因此可以有较长的准备时间。用于爆炸荷载发生器的电磁阀平时处于常闭状态，试验时要求快速准确地开启，不要求快速准确地关闭，因此在结构上可与常规电磁阀不同。由于爆炸荷载发生器内的超高压力仅仅保持几十毫秒的时间，因此泄压孔即使有微泄漏也不影响该电磁阀的使用功能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种快速打开的大口径超高压电磁阀门及方法。

在爆炸荷载发生器试验装置中，需要在5ms左右的时间内打开泄压通道，泄压通道的直径约为100mm，压力范围为0-40MPa。在公开的论文及相关资料中未见类似报道，为此设计了一套准确快速开启的大口径超高压电磁阀。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种快速打开的大口径超高压电磁阀门，该电磁阀门由阀体2、阀芯3、阀体外筒壁4、液压腔顶盖1组成，阀体外筒壁4顶部设置有连接螺栓5，连接螺栓5一侧的阀体外筒壁4顶部设置有气压腔接口6，阀体外筒壁4的侧壁设置有液压腔接口7，所述阀体2内设置有高压气体腔8、液压腔9，且阀体2上设置有阀体泄压孔11，阀芯3上设置有阀芯泄压孔10，阀体外筒壁4上设置有连接爆炸发生器螺丝孔12，阀体2内设置有连接爆炸发生器的泄压通道13。

一种快速打开的大口径超高压电磁阀门，所述泄压通道13为100mm直径的通道。

一种快速打开的大口径超高压电磁阀门，所述阀体2和阀芯3环向上的三排方形孔位为泄压阀口，泄压阀口的截面尺寸与泄压通道13的截面尺寸相当。

一种快速打开的大口径超高压电磁阀门，所述该电磁阀的阀口为环向三排开口。

一种快速打开的大口径超高压电磁阀门工作方法，其特征是：采用高压气体作为动力源，对阀芯持续加速，且加速时的推力大，3MPa气体压力下阀芯的平均加速度达1777m/s²，能够满足爆炸荷载发生器在5ms±1ms内开启的速度要求；具体实施步骤如下：