一种深海专用无泄漏电磁感应阀及工作过程

技术领域

本发明涉及深海电磁阀技术领域，尤其是一种深海专用无泄漏电磁感应阀及工作过程。

背景技术

深海作动器是水下维护、救援、破除、抛载等作业任务的重要执行元件，随着水下作业任务复杂程度的提高，作业方式逐渐向无人化、远程操控、延时作业、高效无动力等趋势发展。

现有的深海作动装置主要以电动或液压驱动为主，通过配置水下电机、减速器或配置液压系统进行驱动。此方式结构和系统复杂，体积重量大，效率低，难以实现延时作业和远程遥控作业。

基于深海环境压力的水下驱动是一种简单高效的作动器驱动方式，其通过利用深海环境压力实现作动装置的驱动，但为防止在长周期高压环境下出现的误动作，需解决低温高压环境下可控阀口的长周期密封技术难题。

现有技术中主要采用低泄漏液压阀、爆破阀或爆炸螺栓等技术方案，低泄漏阀尽管可以实现几乎零泄漏，但在长期低温高压环境下仍存在泄漏的风险，可靠性较低。爆破阀和爆炸螺栓成本较高，且属于火工品，应用及试验均存在较大限制和安全隐患。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海专用无泄漏电磁感应阀及工作过程，从而可以方便的完成在深海环境中的感应阀的应急打开工作，方便深海环境中的应急剪切、抛载等工作，工作可靠性好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海专用无泄漏电磁感应阀，包括阀体，所述阀体的中部设置有圆柱腔孔，圆柱腔孔内配合安装有线圈座，所述线圈座的中部开有圆柱孔，所述线圈座的外部套有感应线圈，线圈座的顶部配合安装有压环，压环将感应线圈压紧；位于圆柱腔孔底部的阀体上还开有过流孔，所述过流孔的上部并在圆柱孔底部位置安装有内置式过滤网；所述阀体的一侧壁设置有开口，所述开口处安装水密插件，感应线圈的两头通过线缆经水密插件引出；位于阀体的上端面通过螺钉安装有端盖。

螺纹处配合安装阀芯组件，所述阀芯组件伸入至线圈座的圆柱孔中；

阀芯组件的结构为：包括上阀芯和下阀芯，上阀芯和下阀芯中心均有一中心孔，上阀芯的中心孔为通孔，下阀芯的中心孔为盲孔，上阀芯和下阀芯之间通过低熔点焊接材料焊接连接为一体，上阀芯中心孔上端设置有内嵌式过滤网。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述阀体的外形为圆柱形结构。

所述阀体的底部设置有法兰安装结构。

所述线圈座为一体式结构。

所述线圈座为倒T型圆柱结构，线圈座的上下端面均设置有密封槽。

所述感应线圈为圆柱螺旋结构。

所述阀体上端面与端盖之间、端盖顶面与上阀芯之间、线圈座上端面与端盖之间、线圈座下端面与阀体之间均设置有密封圈。

所述阀体的底面安装有密封圈。

所述线圈座和压环均采用耐高温非金属材料制作。

一种深海专用无泄漏电磁感应阀的工作过程，

S1：初始状态

阀芯组件处于关闭状态：

感应线圈不通电，深海环境高压水经内嵌式过滤网进入上阀芯的中心孔，由于上阀芯和下阀芯为焊接结构，外界海水无法进入圆柱孔中，此时感应阀处于关闭状态；

S2：工作状态

阀芯组件处于打开状态：

通过外部驱动器给感应线圈施加高频交变电流，利用高频电磁感应原理对阀芯组件进行加热，阀芯组件受热温度达到低熔点焊接材料的熔点时，低温焊材融化，融化的焊材流入下阀芯的中心孔中，此时上阀芯和下阀芯断开分离，上阀芯的中心孔与圆柱孔连通，外界海水经圆柱孔底部的内置式过滤网进入该阀所控制的执行机构，驱动执行机构工作。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过采用上下阀芯焊接结构，采用高频电磁感应加热原理实现阀芯阀口的熔断开启，实现了可控阀口的零泄漏需求。

本发明结构和原理简单可靠，没有控制阀传统的阀芯阀套结构，阀芯没有配合要求，不需要精密加工，成本低。

本发明所述的阀芯为插装式结构，可通过更换阀芯多次重复使用。

本发明特别适合于深海环境的应急剪切、抛载等一次性作业工况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图(阀芯组件关闭状态)。

图2为本发明的结构示意图(阀芯组件打开状态)。

图3为本发明阀体的结构示意图。

图4为本发明线圈座的结构示意图。

其中：1、阀体；2、端盖；3、阀芯组件；4、压环；5、线圈座；6、感应线圈；7、水密插件；8、内置式过滤网；

101、圆柱腔孔；102、法兰安装结构；103、过流孔；

501、圆柱孔；502、密封槽；

30、内嵌式过滤网；31、上阀芯；32、下阀芯；33、低熔点焊接材料。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图4所示，本实施例的深海专用无泄漏电磁感应阀，包括阀体1，阀体1的中部设置有圆柱腔孔101，圆柱腔孔101内配合安装有线圈座5，线圈座5的中部开有圆柱孔501，线圈座5的外部套有感应线圈6，线圈座5的顶部配合安装有压环4，压环4将感应线圈6压紧；位于圆柱腔孔101底部的阀体1上还开有过流孔103，过流孔103的上部并在圆柱孔501底部位置安装有内置式过滤网8；阀体1的一侧壁设置有开口，开口处安装水密插件7，感应线圈6的两头通过线缆经水密插件7引出；位于阀体1的上端面通过螺钉安装有端盖2。

螺纹处配合安装阀芯组件3，阀芯组件3伸入至线圈座5的圆柱孔501中；

阀芯组件3的结构为：包括上阀芯31和下阀芯32，上阀芯31和下阀芯32中心均有一中心孔，上阀芯31的中心孔为通孔，下阀芯32的中心孔为盲孔，上阀芯31和下阀芯32之间通过低熔点焊接材料33焊接连接为一体，上阀芯31中心孔上端设置有内嵌式过滤网30。

阀体1的外形为圆柱形结构。

阀体1的底部设置有法兰安装结构102。

线圈座5为一体式结构。

线圈座5为倒T型圆柱结构，线圈座5的上下端面均设置有密封槽502。

感应线圈6为圆柱螺旋结构。

阀体1上端面与端盖2之间、端盖2顶面与上阀芯31之间、线圈座5上端面与端盖2之间、线圈座5下端面与阀体1之间均设置有密封圈。

阀体1的底面安装有密封圈。

线圈座5和压环4均采用耐高温非金属材料制作。

本实施例的深海专用无泄漏电磁感应阀的工作过程，

S1：初始状态

阀芯组件3处于关闭状态：

感应线圈6不通电，深海环境高压水经内嵌式过滤网30进入上阀芯31的中心孔，由于上阀芯31和下阀芯32为焊接结构，外界海水无法进入圆柱孔501中，此时感应阀处于关闭状态；

S2：工作状态

阀芯组件3处于打开状态：

通过外部驱动器给感应线圈6施加高频交变电流，利用高频电磁感应原理对阀芯组件3进行加热，阀芯组件3受热温度达到低熔点焊接材料33的熔点时，低温焊材融化，融化的焊材流入下阀芯32的中心孔中，此时上阀芯31和下阀芯32断开分离，上阀芯31的中心孔与圆柱孔501连通，外界海水经圆柱孔501底部的内置式过滤网8进入该阀所控制的执行机构，驱动执行机构工作。

本发明所述的一种深海无泄漏电磁感应阀的具体结构和功能如下：

主要包括阀体1、阀芯组件3、感应线圈6、线圈座5、压环4、端盖2、水密插件7及密封件等。

阀体1为圆柱形结构，阀体1中心有一圆柱腔孔101，圆柱腔孔101内依次安装线圈座5、感应线圈6和压环4。阀体1底面为法兰安装结构102，阀体1底面中心设置有一个小过流孔103及密封圈，在过流孔103上端、线圈座5内孔内安装有内置式过滤网8。

线圈座5为倒T型圆柱结构，中心有一上下贯通的圆柱孔501，线圈座5上下端面都设置有密封槽502。

感应线圈6为圆柱螺旋结构，感应线圈6套于线圈座5上，感应线圈6两头通过连接的线缆经连接于阀体1侧面的水密插件7引出，感应线圈6上端安装压环4。

端盖2通过螺钉连接于阀体1上端，且同时压紧压环4和线圈座5，线圈座5上下端面及阀体1上端面均设置有密封圈。端盖2中心有一中心孔，阀芯组件3通过螺纹连接安装于端盖2上端，且在结合面处设置有密封圈。

阀芯组件3为上下两段式结构，上阀芯31和下阀芯32中心均有一中心孔，上阀芯31的中心孔为通孔，下阀芯32的中心孔为盲孔，上阀芯31和下阀芯32通过低熔点焊接材料33焊接连接为一体，上阀芯31中心孔上端设置有内嵌式过滤网30。

线圈座5和压环4为耐高温非金属材料。

本发明的工作原理为：

阀芯关闭状态：感应线圈6不通电，深海环境高压水经阀芯组件3上端内嵌式过滤网30进入上阀芯31的中心孔，由于上阀芯31和下阀芯32为焊接结构，外界海水无法进入线圈座5的圆柱孔501中，此时感应阀处于关闭状态。

阀芯开启状态：通过外部驱动器给感应线圈6施加高频交变电流，利用高频电磁感应原理对阀芯组件3进行加热，上阀芯31和下阀芯32受热温度达到低熔点焊接材料33的熔点时，低温焊材融化，融化的焊材流入下阀芯32的中心孔中，此时上阀芯31和下阀芯32断开分离，上阀芯31的中心孔与线圈座5的圆柱孔501连通，此时，阀处于开启状态，如图2所示，A口与B口连通，外界海水经线圈座5的圆柱孔501底部设置的内置式过滤网8进入该阀所控制的执行机构，驱动执行机构工作。

本发明整体工作方便，操作简便，工作可靠性好，特别适合于深海环境的应急剪切、抛载等一次性作业工况。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。