CN101725739A - 用于流量计量控制的电磁调节阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于流量计量控制的电磁调节阀装置，在该结构中，主阀部分采用的是波纹管结构，副阀部分采用的是薄膜弹簧结构。在主阀部分将小椎体压入主阀口垫后旋入主阀口密封座中。采用激光焊接方式将波纹管和主阀口座与底座焊接在一起。将主阀口压在薄膜橡胶上并用对称分布的螺钉将主阀口压紧在零件主阀口座上。本发明具有大流量控制、使用方便、结构紧凑等特点。该结构不必设计较大的零件尺寸和重量，适中的零件尺寸和重量具有较好的惯性特征，因此控制性能较好，产品一致性和可靠性能高。另外先导式电磁调节阀的流体压力控制范围较宽，只要满足流量压差条件即能正常工作。

Description

用于流量计量控制的电磁调节阀装置

技术领域

本发明属于电磁阀领域，涉及一种先导式电磁调节阀装置，更具体地，涉及一种用于流量计量控制的、对流体的流量进行控制的装置，以及该装置用于流体流量计量控制的方法。

背景技术

在生产生活中，涉及到气体、燃气和蒸汽的输送中，对流量进行计量和控制是非常必要的。常用的流量计量控制装置所采用的电磁调节阀大都是直动式电磁调节阀，这种流量控制装置虽然可以控制气体的流量，但若控制较大流量时，需要设计较大的阀口通径，相应的其他零件的尺寸和重量也会增加。较大的零件尺寸和重量具有较大的惯性，另外还要设计大尺寸的电磁线圈产生电磁力来配合使用，这样会导致电磁阀的控制性能较差。另外，直动式电磁调节阀的阀口通径不可能无限制的增大来满足流量的需求，因此限制了其使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以实现用小流量的阀来控制大流量的阀的先导式电磁调节阀装置来解决上述技术问题

为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种用于流量计量控制的电磁调节阀装置，包括主阀部分、副阀部分、主阀座和副阀座，其特征在于，所述主阀部分包括：

波纹管，其上端连接主阀口座，下端连接底座；

主阀口，固定安装在主阀口座上，两者之间设置有薄膜橡胶，用于保持主阀口与主阀口座之间的密封性；

主阀口密封座，其上螺旋插入小椎体，小椎体下端的螺纹与主阀口密封座中心的螺纹孔相对应；

所述副阀部分包括：

衔铁部件，安装在主阀座上，包括：

衔铁，设置为两个圆柱组合的形状，上端圆柱直径大于下端圆柱直径，安装在副阀口接头上，副阀口接头上端的螺纹与衔铁下端中心的螺纹孔相对应；

膜片弹簧，其上设置有对称的几何凹槽，中心设置为圆孔，夹紧在衔铁和副阀口接头连接处之间；

副阀口接头，上端连接衔铁，下端连接副阀口密封垫；

副阀口密封垫，内部设有T型凹槽，将副阀口接头卡合入其中；

阀体，设置为圆柱中空结构，套在所述衔铁部件的外部，阀体的外部套有阀罩；

阀罩，设置为圆柱中空结构，其内部套有中间带通孔的圆柱形线包，阀罩和线包套在阀体外部；

所述主阀座上表面设有螺孔，四周螺孔上固定安装有副阀座，主阀座和副阀座之间安装有簧片座，主阀座中间位置的小螺孔中螺旋插入有副阀口；

所述衔铁部件的膜片弹簧四周焊接在簧片座上，将衔铁部件与主阀座相连接；

所述底座外部表面设有一圆环形凹槽，凹槽内安装有密封圈，使底座与主阀座密封插接；

所述主阀口密封座套在主阀口上，通过薄膜橡胶与主阀座密封插接。

其中，所述波纹管分别通过焊接方式与主阀口座和底座连接。

其中，所述主阀口、主阀口座和薄膜橡胶的对应位置设置有相同数目的螺纹孔和一个小孔，通过螺钉将对应的螺纹孔固定在一起，对应的小孔保持相通。

其中，所述主阀口密封座和小椎体之间设置有主阀口密封垫，用于保持主阀口密封座和小椎体之间的密封性。

其中，所述副阀座上设置有与主阀座相对应的螺孔，使用螺钉将两者固定。

其中，所述簧片座上设置有与主阀座相对应的螺孔，使用螺钉将两者固定。

其中，所述阀体上端套有圆环形结构的垫圈，之后套上中心带螺纹孔的六角螺母，与阀体顶部螺纹旋合。

上述技术方案具有如下优点：该结构具有大流量控制、使用方便、结构紧凑等特点。该结构不必设计较大的零件尺寸和重量，适中的零件尺寸和重量具有较好的惯性特征，因此控制性能较好，产品一致性和可靠性能高。另外先导式电磁调节阀的流体压力控制范围较宽，只要满足流量压差条件即能正常工作。

附图说明

图1是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置的整体结构示意图；

图2是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中波纹管连接结构示意图；

图3a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀口与主阀口座装配结构示意图；

图3b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀口与主阀口座装配后的示意图；

图4a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀口密封座装配结构示意图；

图4b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀口密封座装配后示意图；

图5a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中衔铁与副阀口接头装配结构示意图；

图5b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中衔铁与副阀口接头装配后示意图；

图6a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀座与副阀座装配结构示意图；

图6b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀座与副阀座装配后示意图；

图7a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中阀罩与阀体装配结构示意图；

图7b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中阀罩与阀体装配后示意图。

图中：1：波纹管；2：主阀口座；3：底座；4：主阀口；5：薄膜橡胶；6：小椎体；7：主阀口密封垫；8：主阀口密封座；9：、副阀口密封垫；10：副阀口接头；11：膜片弹簧；12：衔铁；13：副阀座；14：簧片座；15：副阀口；16：衔铁部件；17：主阀座；18：螺母；19：垫圈；20：阀罩；21：线包；22：阀体；23：导磁材料；A：第一空间；B：第二空间；C：第三空间；D：第四空间；E：第五空间。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置的整体结构示意图。下面对整体结构中各部分的具体装配进行描述。如图2所示，为波纹管1连接结构示意图，波纹管1上端与主阀口座2采用焊接方式连接在一起，波纹管1下端与底座3也采用焊接连接在一起。底座3外部表面上设有一圆环形凹槽，用于安装密封圈，之后将底座3插入主阀座17中，两者密封接触。

如图3a所示，为主阀口4与主阀口座2装配结构示意图，主阀口4固定安装在主阀口座2上，中间设置有薄膜橡胶5，使主阀口4和主阀口座2之间的接触表面处更为紧密。主阀口4圆环上设有四个螺钉孔和一个小孔，相应地，在主阀口座2和薄膜橡胶5上也设有四个螺纹孔和一个小孔，另外在主阀口座2与薄膜橡胶5接触表面处有两个环形凹槽，用于使主阀口4与主阀口座2更加密封接触。利用主阀口4将薄膜橡胶5压在主阀口座2上，并用四个内六角螺钉紧固。主阀口4、薄膜橡胶5、以及主阀口座2上贯穿零件的小孔，安装紧固时保证此孔的同心，以便于装置工作时气体的流通。图3b为主阀口4与主阀口座2装配完之后的示意图。

如图4a所示，为主阀口密封座装配结构示意图，主阀口密封座8连同配件小椎体6和主阀口密封垫7一起装配。小椎体6的上部带有锥状突起，下部带有螺纹，用于与主阀口密封座8的中心螺纹孔旋合；主阀口密封垫7圆周边部为锥状结构，中间有通孔；主阀口密封座8边部有一个环形密封凹槽，中心处设有锥状圆槽，用于安装主阀口密封垫7，边部与中心处之间设有三个椭圆的通孔。利用小椎体6将主阀口密封垫7压在主阀口密封座8上，将小椎体6旋入主阀口密封座8的中心螺纹孔内。图4b为主阀口密封座装配完之后的示意图。装配完成之后的主阀口密封座8套在主阀口4上，借助薄膜橡胶5压进主阀座17中，由于薄膜橡胶5的作用，两者之间密封接触。

如图5a所示，为衔铁12与副阀口接头10装配结构示意图，衔铁12设置为两个同轴圆柱组合的形状，位于上端的圆柱端面直径大于下端的圆柱端面直径，下端圆柱中心带有螺纹孔；副阀口接头10上部带有螺纹，用于与衔铁12旋合；衔铁12与副阀口接头10之间设置有一膜片弹簧11，膜片弹簧11带有对称的几何凹槽，将膜片弹簧11套在副阀口接头10上，旋入衔铁12中；副阀口接头10下部设有T型凸起，可将副阀口接头10卡入到内部设有T型凹槽的副阀口密封垫9中。图5b为衔铁与副阀口接头装配完之后的示意图，装配后的装置记为衔铁部件16。

如图6a所示，为主阀座17与副阀座13装配结构示意图，副阀座13设置为中心为通孔，四周为四个内部带有螺纹的圆孔；相对应地，在主阀座17的表面相应位置设置四个螺孔，可使用内六角螺钉将副阀座13固定于主阀座17上；同时，设有副阀口15，其中心设置有贯通的细孔，下端外表面设置有螺纹，用于旋入主阀座17的螺孔中；衔铁部件16的膜片弹簧11的四周焊接在簧片座14上，簧片座14中心带有圆孔，四周带有四个螺纹孔，通过使用内六角螺钉将簧片座14固定在主阀座17上。图6b为为主阀座与副阀座装配完成之后的示意图。

如图7a所示，为阀罩20与阀体22装配结构示意图，阀罩20为圆柱中空型结构，内部套有线包21，线包21为中间带通孔的圆柱形线包，阀体22为圆柱中空型结构，衔铁部件16置入阀体22的中空结构中，将线包21套入阀罩20中后，将其套在阀体22上，然后将圆环形结构的垫圈19也套在阀体22上，之后套上螺母18，螺母18为六角螺母，其中心带螺纹孔，可与阀体22顶部螺纹旋合；阀体22下端部外侧有螺纹，可以旋入副阀座13中；阀体22下端还连接有导磁材料23，导磁材料23与衔铁部件16相接触，进行磁性传导。图7b为阀罩与阀座装配完成之后的示意图。

在整个装置装配完成之后，主阀口4、薄膜橡胶5、主阀口密封垫7和主阀口密封座8之间构成了第一空间A，用来作为进气通道使外部气体通过主阀口4上预留的小孔进入电磁调节阀内部。波纹管1、主阀口座2、底座3、薄膜橡胶5和主阀座17之间构成了第二空间B，其与第一空间A相连通，整个空间为近似圆柱形，环绕在波纹管1的外侧。副阀口密封垫9、副阀口15和主阀座17构成了第三空间C，其与第二空间B相连通，第三空间C中的气体通过副阀口15中心带有的细孔进入下一个空间。衔铁12、副阀座13、衔铁部件16和阀体22构成了第四空间D，其与第三空间C通过副阀口15中心带有的细孔相连通，该空间除了副阀口15中心的细孔作为进气孔之外，其它地方均密闭，该空间范围较大。波纹管1、主阀口座2、底座3、主阀口4和主阀口密封垫7之间构成了第五空间E，该空间通过主阀口4进气，其它地方均密闭。

上述用于流量计量控制的电磁调节阀装置在用于流体流量计量控制时的控制方法描述如下。

1、电磁调节阀通气未工作状态

气体通过主阀座17首先进入第一空间A，第一空间A气体压力逐渐增大，当第一空间A气体压力大于第二空间B气体压力时，气体即会通过主阀口4零件上的小孔进入第二空间B，同时气体沿着第二空间B进入第三空间C。直至第一空间A中的气体压力与第二空间B中的气体压力相等时，气体停止流动。当电磁阀线圈21未通电流时，膜片弹簧11的预紧力使副阀口15关闭，因此第三空间C气体压力与第二空间B一致，第一空间A中的气体压力与第二空间B中的气体压力相等，波纹管1的预紧力使主阀口4关闭。

2.电磁阀开启

当电流通过线圈21时，线圈21在磁场中产生电磁力，该电磁力与膜片弹簧11的预紧力、第三空间C与第四空间D之间的压力差产生的气体压力平衡，使衔铁12向上移动。衔铁12向上移动，使副阀口15迅速打开，第三空间C压力远大于第四空间D压力时，气体由第三空间C迅速进入第四空间D，此时第三空间C压力迅速降低，第二空间B压力也随之迅速降低，在第一空间A和第二空间B之间形成较大的压差，流体压力克服波纹管1预紧力推动主阀口4打开。一路流体沿第一空间A到第二空间B、第三空间C，沿副阀口15到第四空间D；另一路流体从第一空间A沿主阀口4到第五空间E、第四空间D。主阀口4打开之后，两路流体之间的压差即第一空间A到第四空间D之间的压差相等，又满足了压力平衡状态。此时通过电磁阀的流体总流量为两路流体流量之和。

3.电磁阀的流量调节

当适当改变电磁阀线圈21的电流大小时，线圈21在磁场中产生的电磁力会相应的变化，此力与膜片弹簧11的预紧力、第三空间C与第四空间D之间的压力差产生的气体压力平衡，使衔铁12上下移动达到一种平衡状态。衔铁12的上下移动，改变了副阀口15一路流体的压差(第一空间A到第四空间D之间的压差)。沿副阀口15一路流体压差的改变必将带动沿主阀口4一路流体压差的变化。主阀口4一路调节压差具体过程与电磁阀开启压力变化过程相类似，直至两路流体之间的压差即第一空间A到第四空间D之间的压差相等，又满足了压力平衡状态。

4.电磁阀关闭

当电磁阀线圈21电流被切断时，膜片弹簧11的预紧力克服气体压力使副阀口15迅速关闭，致使第三空间C和第二空间B的压力迅速升高，在第一空间A和第二空间B之间形成较大的压差，流体压力和主弹簧1预紧力推动主阀口4关闭。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于流量计量控制的电磁调节阀装置，包括主阀部分、副阀部分、主阀座(17)和副阀座(13)，其特征在于，所述主阀部分包括：

波纹管(1)，其上端连接主阀口座(2)，下端连接底座(3)；

主阀口(4)，固定安装在主阀口座(2)上，两者之间设置有薄膜橡胶(5)，用于保持主阀口(4)与主阀口座(2)之间的密封性；

主阀口密封座(8)，其上螺旋插入小椎体(6)，小椎体(6)下端的螺纹与主阀口密封座(8)中心的螺纹孔相对应；

所述副阀部分包括：

衔铁部件(16)，安装在主阀座(17)上，包括：

衔铁(12)，设置为两个圆柱组合的形状，上端圆柱直径大于下端圆柱直径，安装在副阀口接头(10)上，副阀口接头(10)上端的螺纹与衔铁(12)下端中心的螺纹孔相对应；

膜片弹簧(11)，其上设置有对称的几何凹槽，中心设置为圆孔，夹紧在衔铁(12)和副阀口接头(10)连接处之间；

副阀口接头(10)，上端连接衔铁(12)，下端连接副阀口密封垫(9)；

副阀口密封垫(9)，内部设有T型凹槽，将副阀口接头(10)卡合入其中；

阀体(22)，设置为圆柱中空结构，套在所述衔铁部件(16)的外部，阀体(22)的外部套有阀罩(20)；

阀罩(20)，设置为圆柱中空结构，其内部套有中间带通孔的圆柱形线包(21)，阀罩(20)和线包(21)套在阀体(22)外部；

所述主阀座(17)上表面设有螺孔，四周螺孔上固定安装有副阀座(13)，主阀座(17)和副阀座(13)之间安装有簧片座(14)，主阀座(17)中间位置的小螺孔中螺旋插入有副阀口(15)；

所述衔铁部件(16)的膜片弹簧(11)四周焊接在簧片座(14)上，将衔铁部件(16)与主阀座(17)相连接；

所述底座(3)外部表面设有一圆环形凹槽，凹槽内安装有密封圈，使底座(3)与主阀座(17)密封插接；

所述主阀口密封座(8)套在主阀口(4)上，通过薄膜橡胶(5)与主阀座(17)密封插接。

2.如权利要求1所述的用于流量计量控制的电磁调节阀装置，其特征在于，所述波纹管(1)分别通过焊接方式与主阀口座(2)和底座(3)连接。

3.如权利要求1所述的用于流量计量控制的电磁调节阀装置，其特征在于，所述主阀口(4)、主阀口座(2)和薄膜橡胶(5)的对应位置设置有相同数目的螺纹孔和一个小孔，通过螺钉将对应的螺纹孔固定在一起，对应的小孔保持相通。

4.如权利要求1所述的用于流量计量控制的电磁调节阀装置，其特征在于，所述主阀口密封座(8)和小椎体(6)之间设置有主阀口密封垫(7)，用于保持主阀口密封座(8)和小椎体(6)之间的密封性。

5.如权利要求1所述的用于流量计量控制的电磁调节阀装置，其特征在于，所述副阀座(13)上设置有与主阀座(17)相对应的螺孔，使用螺钉将两者固定。

6.如权利要求1所述的用于流量计量控制的电磁调节阀装置，其特征在于，所述簧片座(14)上设置有与主阀座(17)相对应的螺孔，使用螺钉将两者固定。

7.如权利要求1所述的用于流量计量控制的电磁调节阀装置，其特征在于，所述阀体(22)上端套有圆环形结构的垫圈(19)，之后套上中心带螺纹孔的六角螺母(18)，与阀体(22)顶部螺纹旋合。

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