CN101988583A - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

一种电磁阀，包括阀座、与所述阀座固定连接的套管、设于所述套管外部的线圈、设于所述套管内的动铁芯、静铁芯以及设于所述动铁芯和静铁芯之间的复位弹簧；所述动铁芯的靠近所述静铁芯的相反一端进一步设置有密封件，阀体内在所述密封件相对侧设有阀口；所述密封件包括位于所述动铁芯端部的中心腔体中的大径部、中间部及部份伸出于所述动铁芯端部的中心腔体的小径部。电磁阀还设有通过所述密封件的平衡通道，这样密封件的两侧就不再有压力差，从而避免了因该压力差导致的密封件动作从而使电磁阀流量不稳定的问题，同时，也解决了密封件受力较大的问题，从而可减少对密封件的磨损。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及控制阀领域，特别涉及一种用于暖通空调、制冷等控制系统的电磁阀，如制冰机、空调等使用的电磁阀。

背景技术

暖通空调、制冷等涉及温度控制、调节的系统中经常会用到电磁阀，以便控制管路系统中介质的通断。

请参考图7、图8，图7为现有技术中一种典型的电磁阀的结构示意图，图8为图7所示电磁阀的密封塞与阀口部位的局部放大示意图。

现有技术中电磁阀包括进口管30、出口管31以及分别与两者连通的阀座21，阀座21具有阀口211。电磁阀的介质通道中设置有密封塞22，密封塞22设置于动铁芯23的末端；电磁阀关闭时密封塞22将阀口211封堵。在动铁芯23远离密封塞22的一端设有静铁芯24。在电磁阀开启或者关闭的过程中，动铁芯23具有一适当的行程L2。

动铁芯23与静铁芯24之间可以设置复位弹簧26；动铁芯23、复位弹簧26以及静铁芯24设置于套管25之中。

密封塞22设置于动铁芯23的端部。具体地说，动铁芯23的端部具有一中心腔体231，密封塞22设置于所述中心腔体231中。密封塞22应当可活动地卡接于所述中心腔体231中，可以相对于动铁芯23产生适当的位移，即密封塞22具有一自由行程L1。所述自由行程L1的方向与动铁芯23在电磁阀2启闭时的移动方向相同；在图中，动铁芯23在电磁阀2启闭时的移动方向以及自由行程L2的方向均为竖直方向。

在动铁芯23的端部设置开口壁233，开口壁233中具有朝向阀口211方向的开口，且其中固定阻挡垫片28，两者可以采用常规的方式固定连接于一体，比如焊接；但最好是将两者卡接于一体：首先将阻挡垫片28放入所述开口壁233中，然后压接所述开口壁233的开口端部分，使阻挡垫片28稳定可靠地固定于所述动铁芯23的开口壁233中。

密封塞22卡接于所述中心腔体231中，密封塞22具有一大体为环形的第一台阶面221，第一台阶面221的外径大于上述阻挡面281的内径，且第一台阶面221与阻挡面281大体相平行地设置，由此即可将密封塞22卡接于所述中心腔体231中。

第一台阶面221到密封塞顶面223的距离，小于阻挡面281到中心腔体顶面的距离，两者的距离差即为密封塞22在所述中心腔体231中的自由行程L1；密封塞22还有一个第二台阶面222，在第二台阶面222与阻挡面281之间还设置有密封弹簧29。

由于密封塞的材料一般为工程塑料如PTFE，在密封塞22动作过程中第一台阶面221与第二台阶面222会分别受到弹簧与阻挡面281的作用，且弹簧与阻挡面281均为金属材料制成，在长期使用过程中，第一台阶面221与第二台阶面222会产生磨损，这样会影响电磁阀的动作性能的一致性。另外，密封塞与芯铁内腔的间隙较小，平衡孔与阀口的距离较远，当电磁阀开启后，冷媒迅速从阀口流出，在密封塞的下侧会形成局部的低压，密封塞的上、下两侧形成压力差。在压差力的作用下，密封塞会向下运动，导致流量不稳定或流量变小。阀口越大，受到的影响越明显。

一般情况下要解决这一问题，可以增大密封塞下方弹簧的弹簧力。但是，加大弹簧力一方面会加重对密封塞的损坏；另一方面，在电磁阀开启阶段，芯铁与封头的电磁吸力需要克服更大弹力，因此会减小芯铁在开阀瞬间的初速度，因此会减弱电磁阀的动作性能。在阀口的通径相对较大时，就更加明显。

另外，现有技术采用平面密封，密封塞实际所受的压力大于阀口面积与压差之积。这样，在同样压力差的情况下，如果阀口通径相对较大，则两端的压差力则相对较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁阀，能够克服上面所述的技术问题，同时能适用较大的阀口的通径，在阀口通径相对较大的场合，也能避免密封件的波动，保证电磁阀通过阀口的流量的稳定性。为此本发明采用以下技术方案：

一种电磁阀，包括阀座、与所述阀座固定连接的套管、设于所述套管外部的线圈、设于所述套管内的动铁芯、静铁芯以及设于所述动铁芯和静铁芯之间的复位弹簧；所述动铁芯的靠近所述静铁芯的相反一端设置有密封件，阀体内在所述密封件相对侧设有阀口；当电磁阀关闭时，所述动铁芯和静铁芯之间保持适当的间距，所述密封件与所述阀口接触；所述密封件活动地卡接于所述动铁芯端部的中心腔体中，所述密封件包括位于所述动铁芯端部的中心腔体中的大径部、中间部及部份伸出于所述动铁芯端部的中心腔体的小径部。

优选地，所述阀座和所述套管形成的内腔、所述动铁芯和所述静铁芯之间的内腔之间设置有通过所述密封件的平衡通道。

优选地，所述平衡通道的在密封件的一部份包括所述密封件的小径部在径向设置的至少一个平衡孔及该密封件的内部设置的与所述平衡孔连通的轴向的孔，该平衡孔与所述阀座和所述套管形成的内腔相连通，同时轴向的孔通过所述动铁芯与动铁芯和所述静铁芯之间的内腔相连通。

可选地，所述密封件还包括一个设置于所述小径部的锥面，所述密封件与所述阀口接触时是通过该锥面与阀口接触而密封的。

优选地，所述密封件为金属材料制成。

优选地，所述密封件与形成所述阀口的材料不同，其中所述密封件的材料的硬度大于所述阀口的材料的硬度。

可选地，所述阀座包括阀座部与阀口部，其中所述阀口部的材料为工程塑料。

优选地，所述阀口部的材料为PPS、尼龙或PTFE。

可选地，所述密封件的金属材料为不锈钢。

优选地，所述阀口的通径在2mm以上。

更加合适的，本发明的技术方案更加适合于阀口通径在3mm以上的直动式电磁阀。

相对上述背景技术，本发明所提供电磁阀，通过将密封件的小径部部份突出于动铁芯端部的中心腔体中，从而可以使平衡通道的一部份设置在密封件上，并使密封件的至少一个平衡孔和阀座与套管形成的内腔相连通，这样密封件的两侧就不再有压力差或压力差很小，从而避免了因该压力差导致的密封件波动从而导致的电磁阀流量不稳定的波动问题，同时，也解决了密封件受力较大的问题，从而可减少对密封件的磨损。

附图说明

图1为本发明电磁阀的一种实施方式的结构示意图；

图2为图1所示电磁阀的密封件的结构示意图；

图3为本发明电磁阀的第二种实施方式的结构示意图；

图4为图3所示电磁阀密封件与阀座的阀口部位的局部放大结构示意图；

图5为图3所示电磁阀开启瞬间密封件与阀口部位的局部放大结构示意图；

图6为图3所示电磁阀开启后密封件与阀口部位的局部放大结构示意图；

图7为现有技术中一种典型电磁阀的结构示意图；

图8为图7所示电磁阀处于关闭状态下密封塞与阀口部位的局部放大结构示意图。

具体实施方式

本发明核心是提供一种电磁阀，通过将密封件的小径部部份突出于动铁芯端部的中心腔体中，从而使平衡通道可以设置在密封件上，使密封件的上、下两侧就不再有压力差或使密封件的上、下两侧的压力差变得很小，从而避免了因该压力差导致的电磁阀流量不稳定的波动问题，同时，也解决了密封件受力较大的问题，从而可减少对密封件的磨损。特别适合于阀口通径相对较大的电磁阀。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明电磁阀的一种实施方式的结构示意图，图2为图1所示电磁阀的密封件的结构示意图。

如图所示，电磁阀包括阀体部件、与阀体部件通过螺钉2固定的线圈部件1，阀体部件包括进口管9、出口管10以及与两者分别连通的阀座7’，阀座7’具有阀口71。阀座7’与套管4焊接固定并形成一个与进口管9连通的内腔；在套管4的远离阀座的一端密封固定有静铁芯3；在套管4与阀座7’共同形成的内腔中有动铁芯6，在动铁芯6与静铁芯3之间设置有回复弹簧5，动铁芯还设置有一个轴向的通孔61；在动铁芯6的与静铁芯3相反的一端为中心腔体62，中心腔体62内放置有密封件11，密封件11通过固定块13、并通过压接动铁芯6的这一端的端部使之变形而固定；具体地，在动铁芯6的端部设置开口壁602，开口壁602中具有朝向阀口211方向的开口，且其中固定固定块13，两者可以采用常规的方式固定连接于一体，比如焊接；也可以将两者卡接于一体如先将固定块13放入所述开口壁602中，然后压接所述开口壁602的开口端部分，使固定块13稳定可靠地固定于所述动铁芯6的开口壁602中。当然，密封件11也可以通过直接压接动铁芯6的这一端的开口壁602的端部而不使用固定块而固定。

具体地，本实施方式中密封件11包括位于所述动铁芯端部的中心腔体62中的大径部1103、中间部1104及部份伸出于所述动铁芯端部的中心腔体62、部份位于中心腔体62的小径部1105，其中大径部1103的外径略小于中心腔体62该部位的内径，两者大致相当；而中间部1104的外径小于大径部1103的外径而形成第一台阶面1108，而中间部1104的外径大于小径部1105的外径而形成第二台阶面1109；在固定块13与密封件11之间设置的密封弹簧12一端抵接固定块13的平面，另一端抵接第一台阶面1108。密封件11的大径部1103与中间部1104的高度之和小于中心腔体62的底部与固定块13的平面之间的高度而形成密封件11在中心腔体62中的一个可以轴向位移的距离L1。

在密封件11的小径部，设置有一个横向的平衡孔1106，平衡孔1106与阀座6和所述套管形成的内腔73相连通，内腔73与进口管9相连通；同时，密封件11还设置有轴向的一端封闭的孔1102，轴向的孔1102与平衡孔1106相连通；并进一步通过动铁芯6的轴向的通孔61形成平衡通道，通过平衡通道所述动铁芯6和所述静铁芯3之间的内腔63与阀座与密封件11侧的内腔73相连通，即所述平衡通道的一部份是密封件11的小径部在径向设置的至少一个平衡孔1106及该密封件的内部设置的与所述平衡孔1106连通的轴向的孔1102。

在密封件11的小径部1105的与所述阀口71对向的部份为密封锥面1107，当然这只是其中的一种密封结构形式，另外也可以采用其它的密封结构。在电磁阀关闭时，密封件11的小径部1105的密封锥面1107与阀口71相接触而密封，这时动铁芯6与静铁芯3之间存在间隙L2。

该实施方式中，密封件为金属材料加工而成如不锈钢，而阀座材料为另一种金属材料，如黄铜。这样由于密封面与阀口两者的材料的硬度不同，从而能满足密封的要求。

下面介绍本发明的第二种实施方式，图3为本发明电磁阀的第二种实施方式的结构示意图，图4为图3所示电磁阀在关闭时密封件与阀座的阀口部位的局部放大结构示意图，图5为图3所示电磁阀在开启瞬间密封件与阀口部位的局部放大结构示意图，图6为图3所示电磁阀开启后密封件与阀口部位的局部放大结构示意图。

如图所示，该实施方式与上述第一实施方式的主要区别在于：本实施方式中阀座是采用组合结构形成：阀座包括阀座部7与阀口部8，两者通过组合构成，其中阀口部8为工程塑料制成，如PPS、PTFE、尼龙等材料，而阀座部7为金属材料加工而成，如不锈钢或黄铜。具体组合时，可以将阀口部8压入阀座部7的设置的朝向密封件的孔中，然后压接阀座部7的端部使之变形而固定；另外也可以通过其它零件如固定件将两者固定。而本实施方式中，密封件11可以采用与阀座部材料相同或不同的材料，如可以采用不锈钢、黄铜等，这样有利于密封件与阀座之间的密封性能。

该电磁阀的动作原理及动作方式如下：

电磁阀从不通电转为通电时：电磁线圈通电后，动铁芯6在电磁力的作用下，克服回复弹簧5的弹簧力向静铁芯3方向移动，这时，阀口的上方的内腔73的压力与进口压力相同，而出口压力相对较低；一开始，动铁芯6移动并带动固定块13一起移动，但这时固定块13的上平面与密封件11的第二台阶面1109并没有接触，这样密封件11也保持不动，动铁芯只要克服回复弹簧的弹簧力及本身的重力，直到移动一定距离后，如图5所示，这时固定块13的上平面与密封件11的第二台阶面1109接触，这时，动铁芯还要同时克服密封件上、下两侧的压力差所造成的压差力，然后带动密封件11一起向远离阀口的方向移动，直到动铁芯6移动一定行程L2并使动铁芯6与静铁芯相接触为止，动铁芯6的行程即为不通电时动铁芯6与静铁芯3之间的间隙L2；而密封件11，由于其在动铁芯6的中心腔体可移动一定距离L1，因此密封件11的行程要小于动铁芯6的移动行程L2。这时，电磁阀完全开启，如图6所示，制冷剂从进口管9流入通过阀口从出口管10流出。

在电磁阀从通电转向断电时：电磁线圈断电后，电磁力消失，动铁芯6在回复弹簧5的弹簧力作用下向远离静铁芯3的方向移动，同时带动密封件11向阀口方向移动，直到密封件11的密封锥面1107与阀口接触，这时密封件11不再向阀口方向移动，而动铁芯6则在弹簧力、压力差所造成的压差力的共同作用下继续移动直到动铁芯6的中心腔体的底面与密封件的上平面1101相抵接，这时电磁阀关闭。

由于本发明中，平衡通道是通过密封件11的，这样密封件的两侧压力基本保持平衡即密封件的a、b两点的压力基本保持平衡，这样通过降低密封件的两侧压力差，从而减小压力差所造成的压差力对密封件的作用，再加上密封弹簧12的弹簧力，这样密封件不会在流动过程中产生轴向的波动，并且动作过程中，动作相对平稳可靠。同时，也解决了密封件11动作过程中受力较大的问题，从而可减少对密封件11的第一台阶面、第二台阶面的磨损。从而特别适合于阀口通径相对较大的直动式电磁阀，如阀口通径在2mm以上的电磁阀中使用。

以上对本发明所提供的电磁阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁阀，包括阀座、与所述阀座固定连接的套管、设于所述套管外部的线圈、设于所述套管内的动铁芯、静铁芯以及设于所述动铁芯和静铁芯之间的复位弹簧；所述动铁芯的靠近所述静铁芯的相反一端设置有密封件，阀体内在所述密封件相对侧设有阀口；当电磁阀关闭时，所述动铁芯和静铁芯之间保持适当的间距，所述密封件与所述阀口接触；其特征在于，所述密封件活动地卡接于所述动铁芯端部的中心腔体中，所述密封件包括位于所述动铁芯端部的中心腔体中的大径部、中间部及部份伸出于所述动铁芯端部的中心腔体的小径部。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀座和所述套管形成的内腔、所述动铁芯和所述静铁芯之间的内腔之间设置有通过所述密封件的平衡通道。

3.如权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述平衡通道的在密封件的一部份包括所述密封件的小径部在径向设置的至少一个平衡孔及该密封件的内部设置的与所述平衡孔连通的轴向的孔，该平衡孔与所述阀座和所述套管形成的内腔相连通，同时轴向的孔通过所述动铁芯与动铁芯和所述静铁芯之间的内腔相连通。

4.如权利要求1-3其中任一所述的电磁阀，其特征在于，所述密封件还包括一个设置于所述小径部的锥面，所述密封件与所述阀口接触时是通过该锥面与阀口接触而密封的。

5.如权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述密封件为金属材料制成。

6.如权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述密封件与形成所述阀口的材料不同，其中所述密封件的材料的硬度大于所述阀口的材料的硬度。

7.如权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，所述阀座包括阀座部与阀口部，其中所述阀口部的材料为工程塑料。

8.如权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述阀口部的材料为PPS、尼龙或PTFE。

9.如权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，所述密封件的金属材料为不锈钢。

10.如权利要求1-3其中任一所述的电磁阀，其特征在于，所述阀口的通径在2mm以上。

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