CN101858439A - 双向电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双向电磁阀，包括阀体、阀瓣和阀杆，所述阀体设有由右腔、中腔、上腔和左腔构成的阀体空腔，所述右腔连接所述中腔，所述上腔连接所述中腔，所述中腔连接所述左腔，所述阀体空腔内安装有上下分布的上阀座和下阀座，所述上阀座位于所述上腔和中腔之间，所述下阀座位于所述中腔和所述左腔之间，所述阀瓣设有上密封件、下密封件和将其向下压的压紧弹簧，所述上密封件的密封面呈环形，与所述上阀座的密封面上下相对设置，共同组成上密封副，所述下密封件的密封面呈环形，与所述下阀座的密封面上下相对设置，共同组成下密封副，所述阀瓣的上端与所述阀杆的下端连接。本发明可以双向使用，主要用于各种工业流体介质的输送系统。

Description

双向电磁阀

技术领域

本发明涉及一种双向电磁阀，主要可用于各种工业流体介质的输送系统。

背景技术

图2显示了现有用于工业场合的一种阀门结构，其主要由阀体、阀瓣30、导向套40.5和阀杆50，所述阀体由阀体主体21和安装在阀体主体上的阀盖22组成，所述阀体内设有由右腔15、中腔12和左腔11依次连通而成的空腔，所述空腔构成主阀介质通道，所述右腔是主阀介质通道的进口段，经阀体的右管口连接进口管，所述左腔是主阀介质通道的出口段，经阀体的左管口连接出口管，所述中腔位于所述左腔的里段11.1的上方，所述中腔和左腔之间安装有水平的主阀座40.1，所述主阀座上设有环形的主阀座密封面，所述导向套呈竖向，固定安装在所述中腔内，其部分外侧表面与所述中腔内表面相互配合，并通过相应密封材料或紧配合等方式实现密封，所述阀瓣呈杯形，其底面设有主阀密封件40.2，其侧壁的下部或其底部设有阻尼孔，所述阻尼孔位于主阀密封件之的外面，由此进入中腔的介质不经过主阀密封副就可以通过所述阻尼孔进入所述阀瓣内的空腔13，所述阀瓣的外侧面同所述导向套的内侧面间隙配合，由此允许阀瓣在导向套的限定下上下自由移动，所述主阀密封件和主阀座上的密封面上下相对，组成主阀密封副，用以在阀门关闭时封闭主阀介质通道，所述阀瓣的底面直径大于所述主阀座的环形密封面直径，由此进入中腔的介质可以对阀瓣底面中超出主阀座密封面的部分施以向上的压力，所述右腔的里端从所述中腔的右侧连通所述中腔，所述阀体上还设有副阀介质通道和用于封闭所述副阀介质通道的副阀密封副，所述副阀介质通道的一端连接所述中腔的顶部15.1，另一端连通所述左腔，所述副阀密封副由副阀密封件40.4和副阀座40.3组成，所述副阀座水平安装在所述副阀介质通道的壁上，所述副阀密封件安装在阀杆的下端，位于所述副阀座的上方，所述阀杆与所述阀体以允许所述阀杆上下移动的方式连接，所述阀杆的上端可以连接电磁驱动机构、液压/气压驱动机构、电机驱动机构和/或手动驱动机构等各种驱动机构，通过驱动机构带动阀杆向上移动，以实现阀门的开启。

阀门关闭时，驱动机构施加上阀杆上的动力消失，在弹簧压力以及自重等作用下，所述阀杆和副阀密封件一同向下移动，直至所述副阀密封件的密封面接触到所述副阀座上的密封面，依靠阀杆带来的和/或通过其方式获得的向下的压力(例如阀杆的自重)使副阀密封件上的密封面同副阀座上的密封面相互紧压在一起，关闭副阀介质通道，这时右腔内的介质依然可以通过阀瓣上的阻尼孔继续流入所述阀瓣内的空腔，由于副阀介质通道已被关闭，流入阀瓣内的介质无法流出，经过一定时间，所述阀瓣内的空腔里的介质压力增大到一定值，在阀瓣内的介质压力和阀瓣自重的作用下，阀瓣向下移动，直至所述主阀密封件的密封面接触到所述主阀座上的密封面，封闭所述的主阀介质通道，随后阀瓣内的介质压力会继续升高，直至与右腔内的介质压力平衡，依靠这种介质压力，保证了阀门关闭的可靠性和有效性。

阀门开启时，驱动机构通过阀杆带动副阀密封件向上移动，使副阀密封件与副阀座相互分开，开启副阀介质通道，阀瓣内的介质经副阀介质通道流入左腔，由于阻尼孔的阻力远大于副阀介质通道的的阻力，阀瓣内的介质压力逐渐减小，当阀瓣内的介质压力减小到一定程度后，阀瓣在内外介质压力差的作用下克服自重和移动阻力向上移动，使主阀密封件与主阀座相互分开，开启主阀介质通道，其后阀瓣会稳定在一个平衡位置下，保持主阀介质通道的开启状态。

这种现有阀门的缺陷是只能单向使用。如果将阀门的左管口连接进口管道，进入左腔的介质分为两路，一路通过左腔直接流到主阀座的下面，另一路通过连接左腔连接的副阀介质通道流到副阀座的下面，对副阀密封件施以向上的压力，将副阀密封件向上推，打开副阀密封副，介质经过副阀介质通道流入阀瓣内的空间，经一定时间，阀瓣内的介质压力与阀瓣下方的介质压力基本相等，无法将阀瓣压向主阀密封座，致使主阀密封副失效，左腔的介质经过主阀座的中央通孔进入中腔，进而右腔流出，同时阀瓣内的介质也可以通过阻尼孔流入右腔，因此在左管口连接进口管道的情况下，阀门无法有效地关闭。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双向电磁阀，该电磁阀可以双向使用，以任一管口连接进水管都可以实现有效和可靠的关闭。

本发明的技术方案是：

一种双向电磁阀，包括阀体、阀瓣和阀杆，所述阀体由阀体主体和安装在所述阀体主体上的阀盖组成，所述阀体设有由右腔、中腔、上腔和左腔构成的阀体空腔，所述右腔的里端连接所述中腔的侧面，所述上腔位于所述中腔的上方，其下端与所述中腔的上端连接，所述中腔位于所述左腔的里段的上方，其下端与所述左腔的里段连接，所述阀体空腔内安装有上下分布的上阀座和下阀座，所述上阀座呈环形，位于所述上腔和中腔之间，其中央通孔构成连通所述中腔和上腔的通道，所述下阀座呈环形，位于所述中腔和所述左腔之间，其中央通孔构成连通所述中腔和所述左腔的通道，所述阀瓣呈倒杯状，设有下通孔和上通孔，所述阀瓣的下通孔设置在所述阀瓣的底部，所述阀瓣的上通孔设置在位于所述上腔内的阀瓣的壁上，所述阀瓣设有上密封件、下密封件和将其向下压的压紧弹簧，所述上密封件的密封面呈环形，与所述上阀座的密封面上下相对设置，共同组成上密封副，所述下密封件的密封面呈环形，与所述下阀座的密封面上下相对设置，共同组成下密封副，所述阀瓣的上端与所述阀杆的下端连接，所述右腔的外端为右管口，所述左腔的外端为左管口。

本发明的工作过程是：

本发明可以同各种适宜形式的驱动机构配套使用，例如通常可以同各种适宜结构的电磁驱动机构连接，通过电磁驱动机构的动铁芯带动阀杆移动。当阀门开启时，通过驱动机构带动阀杆向上移动并且保持在上移后的位置，当驱动机构带动阀杆和阀瓣向上移动后，上、下密封副同时打开，根据阀门使用方向的不同，介质可以穿过密封副由左腔流向右腔或者由右腔流向左腔，不论介质从右腔进入还是从左腔进入，介质对阀瓣的作用力都是平衡的，因此阀门的开启和开启状态的维持不受阀门连接方向的影响。

阀门关闭时，驱动机构施加在阀杆上的动力消失，阀杆和阀瓣在压紧弹簧以及自重等作用下向下移动，直至所述下密封件和上密封件上的密封面分别与所述下阀座和上阀座上的密封面相接触，在压紧弹簧的作用下，上、下密封件的密封面分别紧压在上、下阀座的密封面上，关闭介质通道。此时，如果阀门的右腔连接进口管道，介质通过右腔流入阀瓣外侧的中腔，相对于上密封副而言，中腔内的介质对阀瓣施以向上的压力，相对于下密封副而言，中腔内的介质对阀瓣施以向下的压力，在上、下密封副的通径相等或大致相等的情况下，介质对阀瓣的合力也相等或大致相等，因此上、下密封副的挤压力不受介质压力的影响，依靠适当的压紧弹簧可以实现可靠并且有效地实现阀门的关闭；如果阀门的左腔连接进口管道，介质通过左腔进口进入左腔的里段，并可以穿过阀瓣的内腔流入上腔，上腔的介质相对于上密封副而言对阀瓣施以向下的压力，左腔的里段的介质相对于下密封副而言对阀瓣施以向上的压力，在上、下密封副的通径相等或大致相等的情况下，介质对阀瓣的合力也相等或大致相等，依靠适当的压紧弹簧可以实现可靠并且有效地实现阀门的关闭。因此，阀门的关闭和关闭状态的维持也不受阀门连接方向的影响。

本发明的有益效果是：阀门的开启和关闭都不受连接方向的影响，因此可以任一方向使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2对背景技术的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种双向电磁阀，其包括阀体、阀瓣和阀杆50，所述阀体由阀体主体21和安装在所述阀体主体上的阀盖组成，所述阀体设有由右腔15、中腔12、上腔14和左腔11构成的阀体空腔，所述右腔的里端连接所述中腔的侧面，所述上腔位于所述中腔的上方，其下端与所述中腔的上端连接，所述中腔位于所述左腔的里段11.1的上方，其下端与所述左腔的里段连接，所述阀体空腔内安装有上下分布的上阀座43和下阀座41，所述上阀座呈环形，位于所述上腔和中腔之间，其中央通孔构成连通所述中腔和上腔的通道，所述下阀座呈环形，位于所述中腔和所述左腔之间，其中央通孔构成连通所述中腔和所述左腔的通道，所述阀瓣呈倒杯状，设有下通孔36和上通孔37，所述阀瓣的下通孔设置在所述阀瓣的底部，所述阀瓣的上通孔设置在位于所述上腔内的阀瓣的壁上，所述阀瓣设有上密封件44、下密封件42和将其向下压的压紧弹簧45，所述上密封件的密封面呈环形，与所述上阀座的密封面上下相对设置，共同组成上密封副，所述下密封件的密封面呈环形，与所述下阀座的密封面上下相对设置，共同组成下密封副，所述阀瓣的上端与所述阀杆的下端连接，所述右腔的外端为右管口23.1，所述左腔的外端为左管口23.2。

通常，所述上阀座和下阀座应上下同轴分布，以保证受力的均衡。

所述阀瓣的上通孔通常可以设置在所述阀瓣上部的侧壁上。所述上通孔的具体位置的设置，应保证在阀瓣上下移动过程中，所述上通孔始终位于所述上腔内。

所述上通孔的数量可以是一个或多个，所述多个上通孔可以采用对称分布的方式分布。

所述上、下密封件的密封面之间的间距通常应等于所述上、下阀座的密封面之间的间距，由此可以实现在阀瓣上下移动的过程中，所述上、下密封副同时密封、同时开启。

所述上阀座和下阀座的设置方式可以是：所述阀体的内壁上设有径向向内凸起的上环台33.2和下环台33.1，所述上环台位于所述上腔和所述中腔之间，所述下环台位于所述中腔和所述左腔的里段之间。所述上、下阀座可以是独立于所述上、下环台的件，分别固定安装在所述上、下环台上，优选安装在所述上、下环台的上表面的内侧边缘部位，这样有利于加工和安装，并有利于其他部分的结构分布。所述上、下阀座也可以是所述上、下环台本身或者说是所述上、下环台的一部分，即在所述上、下环台的相应位置上通过机加工、堆焊或其他方式形成相应的上、下阀座的密封面，在这种情况下，所述上、下环台和所述上、下阀座实际上是区分不开的。

通常，所述上、下密封副采用相同的结构或相同的参数，特别是涉及介质压力方面的结构和参数。例如，所述上阀座和下阀座的阀孔(即阀座的中央通孔)孔径相等或相仿。由此保证了介质相对于上、下密封副施加给阀瓣的压力大小相等或相仿，方向相反。所称上阀座和下阀座的阀孔孔径相仿，是指由这两个孔径大小差异导致的介质对阀瓣的向上和向下的压力差较小，不会妨碍阀门的开启和关闭，而是否妨碍阀门的开启和关闭，可以依据现有技术手段对阀门的有关性能进行检测，以判断是否符合阀门的相应指标要求和/或是否符合阀门的正常使用要求。

所述上、下密封件的安装方式可以是：所述阀瓣的外侧固定安装有一个上阀瓣31，所述上阀瓣呈环形，套在所述阀瓣的外面，其下端面上设有用于安装所述上密封件的嵌装槽，所述上密封件通过该嵌装槽固定安装在所述上阀瓣上，所述阀瓣的底面上设有用于安装所述下密封件的嵌装槽，所述下密封件通过该嵌装槽固定安装在所述阀瓣上。所述上、下密封件的位置应保证在阀瓣下移到关闭位置时，所述上、下密封件的密封面恰好分别与所述上、下阀座的密封面相接触，实现上、下密封副的密封。

所述阀瓣的外形通常可以呈阶梯状的柱形，包括直径依次增大的上段30.3、中段30.2和下段30.1，所述下段的外侧面同所述上环台的内侧面间隙配合，由此构成所述阀瓣上下移动时的下导向结构。

所述阀瓣的下端通常可以设有一个环形的下凸缘30.4，所述下凸缘的直径大于所述下阀座的密封面的直径，其底面构成所述阀瓣底面的一部分，由此将所述下密封件嵌装在所述阀座的底面上，可以使所述下密封件的密封面恰好对应于所述下阀座的密封面。

所述阀瓣的底部可以设有一个中央螺孔，所述中央螺孔上旋接有一个设有中央通孔的压紧螺栓36.1，所述压紧螺栓上套有一个或多个环形片36.2，所述环形片的外径大于所述下密封件的内径，由此可以将所述下密封件的内圆周边区域压住，实现所述下密封件的固定，所述螺栓的中央通孔构成所述阀瓣的下通孔，由此允许所述左腔的里段的介质通过该通孔进入所述阀瓣的内腔。

所述上阀瓣的安装方式可以是：所述上阀瓣套在所述阀瓣的中段，其下端面与所述阀瓣下段的顶部端面相接触，所述阀瓣的中段还旋接有上密封件压紧螺母32和上密封件防松螺母33，所述上密封件压紧螺母紧压在所述上阀瓣的上方，所述防松螺母紧压在所述压紧螺母的上方，由此将所述上阀瓣和所述上密封件紧紧夹住，实现所述上阀瓣和上密封件的固定和定位，并可以有效地避免压紧螺母松动。

为便于安装，所述阀瓣中段分为上、中、下三个小段，所述上、中、下三小段的外径依次加大，所述中小段设有用于旋接所述上密封件压紧螺母和所述上密封件防松螺母的外螺纹。

所述上阀瓣的外侧面上可以设有环形的定位台肩，所述定位台肩上部的外径小于下部的外径，所述压紧弹簧优选螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套在所述阀瓣的中段，其上端与所述上腔的上壁相接触，下端与所述定位台肩的端面相接触，由此保持压缩状态，并向所述阀瓣施加较为恒定的向下的压力。

所述阀瓣的上段套有环形的定位圈34并旋接有压在所述定位圈上面的压紧套35，所述定位圈的上端面与所述压紧套的下端面相接触，下端面与所述阀瓣中段的顶部端面相接触，通过压紧套将所述定位圈固定住，所述定位圈的外侧面与所述阀体的内壁间隙配合，由此构成所述阀瓣上下移动时的上导向结构。通过所述上导向结构和所述下导向结构的相互配合，可以有效地防止所述阀瓣在上下移动时出现摆动和晃动。

所述压紧套可以呈倒杯状，其顶部设有中央通孔，所述阀杆穿过所述压紧套顶部的中央通孔，其下端为阀杆的头部51，延伸到所述压紧套内，所述阀杆的头部的最大横向尺寸大于所述压紧套顶部的中央通孔的尺寸，通常可以呈球形或半球形，由此可以将所述阀杆的头部限制在所述压紧套内，进而可以通过所述阀杆带动所述压紧套和所述阀瓣上下移动。

所述阀体主体和阀盖之间采用法兰连接，所述阀盖呈带有空腔的立体结构，通过法兰方式固定安装在所述阀体主体上，所述阀盖内的空腔构成了所述上腔，所述阀盖的底面构成所述的上环台，设有中央通孔。

所述阀盖可以由相互对接的上盖22.1和下盖22.2组成，其相互对接面22.3优选横切所述上腔侧壁的平面，以便于加工和安装，所述阀盖上用于同所述阀体主体部分法兰21.1连接的法兰22.4设置在所述上盖上。

所述阀体主体的上部为与所述阀盖结合的结合部23，呈管状，其顶端设有与所述阀盖连接的法兰，所述结合部的内壁的下端设有径向向内凸起的限位环台，所述阀盖的下部外形为呈柱形，插在所述结合部内，其下端与所述环形限位凸台相接触，以实现定位。

当所述阀盖分为相互对接的上盖和下盖时，所述上盖和下盖的相互对接面通常应位于所述结合部内，由所述上盖将所述下盖压紧。

所述阀盖的外表面与所述结合部内壁之间可以设有环形密封圈，用于密封住所述阀盖和所述结合部之间的间隙，避免介质泄露。

可以理解的是，根据防止介质泄露的要求，还可以依据现有技术在其他相应的配合面之间或其他的适宜的部位设置密封圈等密封材料，以实现密封。

本发明可以与任意适宜的驱动机构配套使用。

本说明书中涉及的“左”和“右”等表述方位的用词，仅仅为了表述上的便利，将不同的方位区分开来，不用于限定阀门相应结构的实际方位，也不用于限定相互对应的“左”、“右”必须是相反的两个方向。

Claims (10)

1.一种双向电磁阀，包括阀体、阀瓣和阀杆，所述阀体由阀体主体和安装在所述阀体主体上的阀盖组成，其特征在于所述阀体设有由右腔、中腔、上腔和左腔构成的阀体空腔，所述右腔的里端连接所述中腔的侧面，所述上腔位于所述中腔的上方，其下端与所述中腔的上端连接，所述中腔位于所述左腔的里段的上方，其下端与所述左腔的里段连接，所述阀体空腔内安装有上下分布的上阀座和下阀座，所述上阀座呈环形，位于所述上腔和中腔之间，其中央通孔构成连通所述中腔和上腔的通道，所述下阀座呈环形，位于所述中腔和所述左腔之间，其中央通孔构成连通所述中腔和所述左腔的通道，所述阀瓣呈倒杯状，设有下通孔和上通孔，所述阀瓣的下通孔设置在所述阀瓣的底部，所述阀瓣的上通孔设置在位于所述上腔内的阀瓣的壁上，所述阀瓣设有上密封件、下密封件和将其向下压的压紧弹簧，所述上密封件的密封面呈环形，与所述上阀座的密封面上下相对设置，共同组成上密封副，所述下密封件的密封面呈环形，与所述下阀座的密封面上下相对设置，共同组成下密封副，所述阀瓣的上端与所述阀杆的下端连接，所述右腔的外端为右管口，所述左腔的外端为左管口。

2.如权利要求1所述的双向电磁阀，其特征在于所述上阀座和下阀座上下同轴分布，所述阀瓣的下通孔设置在所述阀瓣的底部，连接所述左腔的里段，所述阀瓣的上通孔设置在所述阀瓣上部的侧壁上，位于所述上腔内，所述上通孔的数量是一个或多个，所述上、下密封件的密封面之间的间距等于所述上、下阀座的密封面之间的间距，所述上阀座和所述下阀座的阀孔孔径相等或相仿。

3.如权利要求2所述的双向电磁阀，其特征在于所述上阀座和下阀座的设置方式是：所述阀体的内壁上设有径向向内凸起的上环台和下环台，所述上环台位于所述上腔和所述中腔之间，所述下环台位于所述中腔和所述左腔的里段之间，所述上、下阀座分别是独立于所述上、下环台的件，或者分别是所述上、下环台的一部分，所述独立于上、下环台的上、下密封座分别固定安装在所述上、下环台上。

4.如权利要求3所述的双向电磁阀，其特征在于所述上、下密封件的安装方式是：所述阀瓣的外侧固定安装有一个上阀瓣，所述上阀瓣呈环形，套在所述阀瓣的外面，其下端面上设有用于安装所述上密封件的嵌装槽，所述上密封件通过该嵌装槽固定安装在所述上阀瓣上，所述阀瓣的底面上设有用于安装所述下密封件的嵌装槽，所述下密封件通过该嵌装槽固定安装在所述阀瓣上。

5.如权利要求4所述的双向电磁阀，其特征在于所述阀瓣的外形呈阶梯状的柱形，包括直径依次增大的上段、中段和下段，所述下段的外侧面同所述上环台的内侧面间隙配合，所述阀瓣的下端设有一个环形的下凸缘，所述下凸缘的直径大于所述下阀座的密封面的直径，其底面构成所述阀瓣底面的一部分，所述阀瓣的底部设有一个中央螺孔，所述中央螺孔上旋接有一个设有中央通孔的压紧螺栓，所述压紧螺栓上套有一个或多个环形片，所述环形片的外径大于所述下密封件的内径，将所述下密封件的内圆周边区域压住，所述螺栓的中央通孔构成所述阀瓣的下通孔。

6.如权利要求5所述的双向电磁阀，其特征在于所述上阀瓣的安装方式是：所述上阀瓣套在所述阀瓣的中段，其下端面与所述阀瓣下段的顶部端面相接触，所述阀瓣的中段还旋接有上密封件压紧螺母和上密封件防松螺母，所述上密封件压紧螺母紧压在所述上阀瓣的上方，所述防松螺母紧压在所述压紧螺母的上方。

7.如权利要求6所述的双向电磁阀，其特征在于所述阀瓣中段分为上、中、下三个小段，所述上、中、下三小段的外径依次加大，所述中小段设有用于旋接所述上密封件压紧螺母和所述上密封件防松螺母的外螺纹，所述上阀瓣的外侧面上设有环形的定位台肩，所述定位台肩上部的外径小于下部的外径，所述压紧弹簧为螺旋弹簧，套在所述阀瓣的中段，其上端与所述上腔的上壁相接触，下端与所述定位台肩的端面相接触。

8.如权利要求7所述的双向电磁阀，其特征在于所述阀瓣的上段套有环形的定位圈并旋接有压在所述定位圈上面的压紧套，所述定位圈的上端面与所述压紧套的下端面相接触，下端面与所述阀瓣中段的顶部端面相接触，所述定位圈的外侧面与所述阀体的内壁间隙配合。

9.如权利要求8所述的双向电磁阀，其特征在于所述压紧套呈倒杯状，其顶部设有中央通孔，所述阀杆穿过所述压紧套顶部的中央通孔，其下端为阀杆的头部，延伸到所述压紧套内，所述阀杆的头部的最大横向尺寸大于所述压紧套顶部的中央通孔的尺寸，所述阀体主体和阀盖之间采用法兰连接，所述阀盖呈带有空腔的立体结构，通过法兰方式固定安装在所述阀体主体上，所述阀盖内的空腔构成了所述上腔，所述阀盖的底面设有中央通孔，构成所述的上环台。

10.如权利要求9所述的双向电磁阀，其特征在于所述阀盖由相互对接的上盖和下盖组成，其相互对接面为横切所述上腔侧壁的平面，所述阀盖上用于同所述阀体主体部分法兰连接的法兰设置在所述上盖上，所述阀体主体的上部为与所述阀盖结合的结合部，所述结合部呈管状，顶端设有与所述阀盖连接的法兰，所述结合部的内壁的下端设有径向向内凸起的限位环台，所述阀盖的下部外形为呈柱形，插在所述结合部内，其下端与所述环形限位凸台相接触，所述上盖和下盖的相互对接面位于所述结合部内。

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