CN101749475B - 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，主阀部分采用圆柱螺旋弹簧结构，副阀部分采用薄膜弹簧结构。在主阀部分将小阀口旋入主阀口座后压上主阀口垫旋入气塞中。主阀口与密封座密封连接，并通过主阀口座和气塞与主阀口垫密封接触，各部件之间的间隙完全由橡胶垫填充，密封性能良好。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。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。 

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，但如控制较大流量时，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，另外还要设计尺寸很大的电磁线圈产生电磁力来配合使用，因此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阀结构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： 

小阀口，其中间设有小通孔，下部设有外螺纹，在螺纹下边设有环状密封槽； 

主阀口座，其上部设为锥形结构，锥形结构顶部设有凹台，凹台中间设有螺纹孔，用于与小阀口旋合；其下部设有外螺纹，在螺纹下边设有环状密封槽； 

气塞，其上部圆周设有斜边槽，上部中心设有螺纹孔，下部圆周外侧设有环状密封槽，下部中心设有圆孔；

主阀口垫，设置为圆环形，其圆周外侧设有斜边，用于压入气塞的圆周斜边槽内； 

主弹簧，为圆柱螺旋弹簧，其上端放置在气塞下部中心的圆孔内，其下端通过气塞压入主阀座中； 

主阀口，其上部为带有锥形的凹槽，该凹槽与主阀口垫配合形成密封结构；其中心设有通孔，用于气体流通；其下部外侧设有外螺纹，螺纹下部设有环状密封槽； 

密封座，其中心设有螺纹孔，用于将主阀口旋入其中； 

所述主阀口座将主阀口垫压入气塞内，主阀口座下部的外螺纹旋入气塞上部中心的螺纹孔内，将主阀口座与气塞固连； 

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圈，阀罩和线圈套在阀体外部； 

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。 

其中，所述小阀口下部的环状密封槽与主阀口座接触，用于保持小阀口与主阀口座之间的密封性。 

其中，所述主阀口下部的环状密封槽与密封座接触，用于保持主阀口与密封座之间的密封性。 

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。 

其中，所述阀体下端衔接有导磁材料。 

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。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2a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主弹簧、气塞和主阀口座的装配结构示意图； 

图2b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主弹簧、气塞和主阀口座装配后的结构示意图； 

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密封座装配结构示意图； 

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密封座装配后的结构示意图； 

图4a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中衔铁部件装配结构示意图； 

图4b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中衔铁部件装配后的结构示意图； 

图5a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀座与副阀座装配结构示意图； 

图5b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中主阀座与副阀座装配后的结构示意图； 

图6a是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中阀罩与阀体装配结构示意图； 

图6b是本发明用于流量计量控制的电磁调节阀装置中阀罩与阀体装配后的结构示意图。 

图中：1：主弹簧；2：气塞；3：主阀口垫；4：主阀口座；5：小阀口；6：主阀口；7：密封座；8：主阀座；9：副阀口；10：副阀口密封垫；11：簧片座；12：膜片弹簧；13：副阀口接头；14：副阀座；15：衔铁；16：阀体；17：螺母；18：垫圈；19：阀罩；20：线圈；21：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。 

在本发明所述的电磁调节阀装置中，主阀部分采用圆柱螺旋弹簧结构，副阀部分采用薄膜弹簧结构。 

如图2a所示，为电磁调节阀装置中主弹簧1、气塞2、主阀口垫3、主阀口座4和小阀口5的装配结构示意图。小阀口5的的边缘为六边形 结构，中间带有直径很小的通孔，用于气体从该通孔通过；下部带有外螺纹，用于与主阀口座4中间的螺纹孔旋合；下部与主阀口座4衔接的位置设有环状密封槽，用于与主阀口座4密封；主阀口座4上部为锥形结构，锥形结构顶部带凹台，凹台中间有螺纹孔，用于与小阀口5旋合；主阀口座4下部带有外螺纹，用于将主阀口垫3压入气塞2后与气塞2中间的螺纹孔旋合；主阀口座4下部与气塞2接触的位置带有环状密封槽，用于与气塞2密封；主阀口垫3为橡胶材质，圆周外侧带有斜边，用于压入气塞2的圆周斜边槽内；气塞2上部圆周带有斜边槽，下部带有环状密封槽，用于与主阀座8密封，下部中心还设有圆孔，用于放入主弹簧1。主弹簧1为圆柱螺旋弹簧，通过气塞2将其压入主阀座8中。图2b为电磁调节阀装置中主弹簧、气塞和主阀口垫、主阀口座、小阀口装配后的结构示意图； 

如图3a所示，为电磁调节阀装置中主阀口6与密封座7装配结构示意图。主阀口6上部为带有锥形的凹槽，用于与主阀口垫3配合形成密封结构，主阀口6外形为六边形，中间为通孔，用于气体从中间通过，其下部外侧为外螺纹，用于与密封座7的螺纹孔旋合，其下部还带有环状密封槽用于与密封座7密封；密封座7中间设有螺纹孔，用于将主阀口6旋入其中。图3b为电磁调节阀装置中主阀口与密封座装配后的结构示意图。 

如图4a所示，为电磁调节阀装置中衔铁部件装配结构示意图。副阀口密封垫10内部设有T型凹槽；副阀口接头13上部设有螺纹，用于与衔铁15旋合，其下部设有T型插件，通过将T型插件插入T型凹槽内可将副阀口接头13放入到副阀口密封垫10中；膜片弹簧12设有对称的几何凹槽，将膜片弹簧12套在副阀口接头13上，旋入衔铁15中，衔铁15中心带有螺纹孔，与副阀口接头13的外螺纹旋合，膜片弹簧12夹持在副阀口接头13和衔铁15之间。图4b为电磁调节阀装置中衔铁部件装配后的结构示意图。 

如图5a所示，为电磁调节阀装置中主阀座8与副阀座14装配结构示意图。副阀座14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8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14固定于主阀座8上；同时，设有副阀口9，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8的螺孔中；衔铁部件的膜片弹簧12的四周焊接在簧片座11上，簧片座11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11固定在主阀座8上。图5b为电磁调节阀装置中主阀座与副阀座装配后的结构示意图。 

如图6a所示，为电磁调节阀装置中阀罩与阀体装配结构示意图。阀罩19为圆柱中空型结构，内部套有线圈20，线圈20为中间带通孔的圆柱形线圈，阀体16为圆柱中空型结构，装配后的衔铁部件置入阀体16的中空结构中，将线圈20套入阀罩19中后，将其套在阀体16上，然后将圆环形结构的垫圈18也套在阀体16上，之后套上螺母17，螺母17为六角螺母，其中心带螺纹孔，可与阀体16顶部螺纹旋合；阀体16下端部外侧有螺纹，可以旋入副阀座14中；阀体16下端还连接有导磁材料21，导磁材料21与衔铁部件相接触，进行磁性传导。图6b为电磁调节阀装置中阀罩与阀体装配后的结构示意图。 

在整个装置装配完成之后，主阀口垫3、主阀口座4、小阀口5和主阀口6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座4上安装的小阀口5进入电磁调节阀内部。气塞2、主阀口座4、小阀口5和主阀座8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，环绕在主弹簧1的外侧。副阀口密封垫10、副阀口9和主阀座8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9中心带有的细孔进入下一个空间。衔铁15、副阀座14、衔铁部件和阀体16构成了第四空间D，其与第三空间 C通过副阀口9中心带有的细孔相连通，该空间除了副阀口9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。气塞2、主阀口垫3、主阀口6、密封座7、和阀座8之间构成了第五空间E，该空间通过主阀口6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.电磁阀通气未工作状态 

气体通过主阀口6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，气体即会通过小阀口5零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20未通电流时，膜片弹簧12的预紧力使副阀口9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，主弹簧1的预紧力使主阀口6关闭。 

2.电磁阀开启 

当电流通过线圈20时，线圈20在磁场中产生电磁力，该电磁力与膜片弹簧12的预紧力、第三空间C与第四空间D之间的压差产生的气体压力平衡，使衔铁15向上移动。衔铁15向上移动，使副阀口9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，流体压力克服主弹簧1预紧力推动主阀口座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9到第四空间D；另一路流体从第一空间A沿主阀口6到第五空间E、第四空间D。主阀口座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量之 和。 

3.电磁阀的流量调节 

当适当改变电磁阀线圈20的电流大小时，线圈20在磁场中产生的电磁力会相应的变化，此力与膜片弹簧12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13上下移动达到一种平衡状态。衔铁13的上下移动，改变了副阀口9一路流体的压差(第一空间A到第四空间D之间的压差)。沿副阀口9一路流体压差的改变必将带动沿主阀口6到第五空间E一路流体压差的变化。主阀口6一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20电流被切断时，膜片弹簧12的预紧力克服气体压力使副阀口9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预紧力推动主阀口座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(8)和副阀座(14)，其特征在于，所述主阀部分包括：

小阀口(5)，其中间设有小通孔，下部设有外螺纹，在螺纹上部设有环状密封槽；

主阀口座(4)，其上部设为锥形结构，锥形结构顶部设有凹台，凹台中间设有螺纹孔，用于与小阀口(5)旋合；其下部设有外螺纹，在螺纹上部设有环状密封槽；

气塞(2)，其上部圆周设有斜边槽，上部中心设有螺纹孔，下部圆周外侧设有环状密封槽，下部中心设有圆孔；

主阀口垫(3)，设置为圆环形，其圆周外侧设有斜边，用于压入气塞(2)的圆周斜边槽内；

主弹簧(1)，为圆柱螺旋弹簧，其上端放置在气塞(2)下部中心的圆孔内，其下端通过气塞(2)压入主阀座(8)中；

主阀口(6)，其上部为带有锥形的凹槽，该凹槽与主阀口垫(3)配合形成密封结构；其中心设有通孔，用于气体流通；其下部外侧设有外螺纹，螺纹上部设有环状密封槽；

密封座(7)，其中心设有螺纹孔，用于将主阀口(6)旋入其中；

所述主阀口座(4)将主阀口垫(3)压入气塞(2)内，主阀口座(4)下部的外螺纹旋入气塞(2)上部中心的螺纹孔内，将主阀口座(4)与气塞(2)固连；

所述副阀部分包括：

衔铁部件，安装在主阀座(8)上，包括：

衔铁(15)，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(13)上，副阀口接头(13)上端的螺纹与衔铁(15)下端中心的螺纹孔相对应； 

膜片弹簧(12)，其上设置有对称的几何凹槽，中心设置为圆孔，夹紧在衔铁(15)和副阀口接头(13)连接处之间；

副阀口接头(13)，上端连接衔铁(15)，下端连接副阀口密封垫(10)；

副阀口密封垫(10)，内部设有T型凹槽，将副阀口接头(13)卡合入其中；

阀体(16)，设置为圆柱中空结构，套在所述衔铁部件的外部，阀体(16)的外部套有阀罩(19)；

阀罩(19)，设置为圆柱中空结构，其内部套有中间带通孔的圆柱形线圈(20)，阀罩(19)和线圈(20)套在阀体(16)外部；

所述主阀座(8)上表面设有螺孔，四周螺孔上固定安装有副阀座(14)，主阀座(8)和副阀座(14)之间安装有簧片座(11)，主阀座(8)中间位置的小螺孔中螺旋插入有副阀口(9)；

所述衔铁部件的膜片弹簧(12)四周焊接在簧片座(11)上，将衔铁部件与主阀座(8)相连接。

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，所述小阀口(5)下部的环状密封槽与主阀口座(4)接触，用于保持小阀口(5)与主阀口座(4)之间的密封性。

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(6)下部的环状密封槽与密封座(7)接触，用于保持主阀口(6)与密封座(7)之间的密封性。

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，所述副阀座(14)上设置有与主阀座(8)相对应的螺孔，使用螺钉将两者固定。

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，所述簧片座(11)上设置有与主阀座(8)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，所述阀体(16)上端套有圆环形结构的垫圈(18)，之后套上中心带螺纹孔的六角螺母(17)，与阀体(16)顶部螺纹旋合。

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(16)下端衔接有导磁材料(21)。 

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