CN102155568A - 一种双稳态电磁阀及包括该电磁阀的热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双稳态电磁阀，包括套管组件、设有进口(22)和第一出口(21)的双孔阀座(2)及设有第二出口(31)的单孔阀座(3)，所述套管组件的腔体内设有芯铁部件；所述芯铁部件的轴向通腔中设有密封塞(1)，所述密封塞(1)的数目为一个；当所述芯铁部件沿轴向运动时，所述密封塞(1)可选择地密封所述第一出口(21)或者所述第二出口(31)。该电磁阀减少了多个零件造成的装配误差，从而提高了装配精度，且结构简单，成本较低。此外，本发明还公开了一种包括该双稳态电磁阀的热交换装置。

Description

一种双稳态电磁阀及包括该电磁阀的热交换装置

技术领域

本发明涉及流体控制元件技术领域，特别涉及一种双稳态电磁阀。此外，本发明还涉及一种包括所述双稳态电磁阀的热交换装置。

背景技术

双稳态电磁阀是冰箱等热交换装置中用于控制冷媒通向不同温区的自动控制元件，冰箱等热交换装置通过冷媒的通断来实现不同温区的温度控制。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的双稳态电磁阀的结构示意图。

现有技术中的双稳态电磁阀包括套管组件，以及分别位于套管组件两端的双孔阀座2′和单孔阀座3′；套管组件、双孔阀座2′和单孔阀座3′三者围成的腔体中设有芯铁部件；如图1所示，双孔阀座2′装配有进口管5′2和第一出口管5′1，进口管5′2与设于双孔阀座2′上的进口2′2连通，第一出口管5′1与设于双孔阀座2′上的第一出口2′1连通；单孔阀座3′装配有第二出口管5′3，第二出口管5′3与设于单孔阀座3′上的第二出口3′1连通；如图1所示，套管组件包括大套管4′1、小套管4′2以及设于二者之间的磁性元件4′3，磁性元件4′3的两端分别安装有固定块4′4。

如图1所示，芯铁部件的轴向通腔中设有两个密封橡胶1′1，两个密封橡胶1′1之间设有传动块1′2；在外部线圈电磁力和磁性元件4′3磁力的作用下，当芯铁元件向靠近双孔阀座2′的方向运动时，处于芯铁部件左端的密封橡胶1′1密封第一出口2′1，此时进口2′2与第二出口3′1导通；当芯铁元件向靠近单孔阀座3′的方向运动时，处于芯铁部件右端的密封橡胶1′1密封第二出口3′1，此时进口2′2与第一出口2′1导通。

由上述可知，芯铁部件采用两个密封橡胶1′1和一个传动块1′2的结构设计，零部件较多，因而装配误差较高，装配精度低。此外，零部件较多也造成了材料成本和装配成本的增加。

有鉴于此，如何提高双稳态电磁阀的装配精度，且同时降低成本，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双稳态电磁阀，该电磁阀减少了多个零件造成的装配误差，从而提高了装配精度，且结构简单，成本较低。此外，本发明另一个要解决的技术问题为提供一种包括该双稳态电磁阀的热交换装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种双稳态电磁阀，包括套管组件，所述套管组件的腔体中设有可沿轴向移动的芯铁部件，所述套管组件的一端安装有包括进口和第一出口的双孔阀座，其另一端安装有包括第二出口的单孔阀座；所述芯铁部件的轴向通腔中设有密封塞；所述密封塞的数目为一个；当所述芯铁部件向靠近所述双孔阀座方向运动时，所述密封塞密封所述第一出口；当所述芯铁部件向靠近所述单孔阀座方向运动时，所述密封塞密封所述第二出口。

优选地，所述密封塞所用材料的硬度范围为30HSD至65HSD。

优选地，所述密封塞的两端分别设有第一密封部和第二密封部；当所述芯铁部件向靠近所述双孔阀座方向运动时，所述第一密封部密封所述第一出口；当所述芯铁部件向靠近所述单孔阀座方向运动时，所述第二密封部密封所述第二出口。

优选地，所述第一密封部和所述第二密封部中至少一者的形状为球形，且所述第一出口或所述第二出口的轴线通过球心。

优选地，所述第一密封部和所述第二密封部中至少一者的形状为圆锥形，且各所述圆锥形的轴线与其密封的所述第一出口或所述第二出口的轴线共线。

优选地，各所述圆锥形密封的所述第一出口或者所述第二出口的端部具有与对应的所述圆锥形配合的渐扩面。

优选地，所述密封塞还包括本体，所述本体的轴向长度尺寸小于所述轴向通腔的轴向长度尺寸，以便所述密封塞在所述轴向通腔内可沿轴向运动；所述第一密封部和所述第二密封部分别设于所述本体的两端。

优选地，所述密封塞的材料为聚四氟乙烯或者黄铜。

优选地，所述套管组件包括大套管及设于所述大套管内的小套管，所述芯铁部件设于所述小套管的内腔中；所述大套管与所述小套管之间设有磁性元件。

优选地，所述大套管与所述小套管之间还设有分别位于所述磁性元件两端的固定块和弹性元件。

此外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种热交换装置，包括上述任一项所述的双稳态电磁阀。

在现有技术的基础上，本发明所提供的双稳态电磁阀芯铁部件的密封塞的数目为一个；当所述芯铁部件向靠近所述双孔阀座方向运动时，所述密封塞密封所述第一出口，此时进口与所述第二出口导通；当所述芯铁部件向靠近所述单孔阀座方向运动时，所述密封塞密封所述第二出口，此时进口与所述第一出口导通。

相对于现有技术中采用的两个密封橡胶和一个传动块的结构设计，本发明仅采用一个密封塞，显然减少了零部件的数量，因而降低了多个零部件造成的装配误差，提高了装配精度。此外，本发明仅采用一个密封塞，结构比较简单，在提高装配精度的同时，也降低了材料成本和装配成本。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的双稳态电磁阀的结构示意图；

图2为本发明一种实施例中进口与第二出口导通时的双稳态电磁阀的结构示意图；

图3为本发明一种实施例中进口与第一出口导通时的双稳态电磁阀的结构示意图；

图4为本发明一种实施例中双稳态电磁阀的芯铁部件的结构示意图；

图5为本发明一种实施例中双稳态电磁阀的小套管的主视结构示意图；

图6为本发明一种实施例中双稳态电磁阀的小套管的左视结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种双稳态电磁阀，该电磁阀减少了多个零件造成的装配误差，从而提高了装配精度，且结构简单，成本较低。此外，本发明另一核心为提供一种包括该双稳态电磁阀的热交换装置。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2、图3和图4，图2为本发明一种实施例中进口与第二出口导通时的双稳态电磁阀的结构示意图；图3为本发明一种实施例中进口与第一出口导通时的双稳态电磁阀的结构示意图；图4为本发明一种实施例中双稳态电磁阀的芯铁部件的结构示意图。

在一种实施例中，如图2和图3所示，本发明所提供的双稳态电磁阀包括套管组件，所述套管组件的腔体中设有可沿轴向移动的芯铁部件，所述套管组件的一端安装有双孔阀座2，其另一端安装有单孔阀座3；双孔阀座2开设有进口22和第一出口21，单孔阀座3开设有第二出口31，进口22与设于双孔阀座2上的进口管52连通，第一出口21与设于双孔阀座2上的第一出口管51连通，第二进口31与设于单孔阀座3上的第二出口管53连通；如图4所示，所述芯铁部件包括芯铁6、止动垫片7以及密封塞1，且密封塞1设于其轴向通腔中。在此需要说明的是，所述轴向通腔并不是一个封闭的腔体，其沿轴向的两端设有开口，以便于密封塞1与第一出口21和第二出口31接触，从而起到密封功能。相对于现有技术中采用两个橡胶件的密封构造，本发明的密封塞1的数量为一个，且如图2所示，该密封塞1大体充满所述芯铁部件的轴向通腔。

在此，需要指出的是，本实施例关注的重点是对于芯铁部件密封结构的改进，因而套管组件的结构并不是本实施例关注的重点，套管组件可以采用常规的结构设计，比如下文所述的包括大套管41、小套管42和设于二者之间的磁性元件43的套管组件，但并不限于此。套管组件的功能之一是提供一个放置芯铁部件的腔体，因而任何能够实现该功能的套管组件结构均应该在本实施例的保护范围之内。

如图2所示，在外部线圈电磁力的作用下，当所述芯铁部件向靠近双孔阀座2方向运动时，即图2所示的向左方运动，密封塞1密封第一出口21，此时进口22与第二出口31导通，从而实现了进口管52与第二出口管53的导通，流体可由进口管52中流入第二出口管53，流体的流动方向如图2中箭头所示的方向。

如图3所示，在外部线圈电磁力的作用下，当所述芯铁部件向靠近单孔阀座3方向运动时，即图2所示的向右方运动，密封塞1密封第二出口31，此时进口22与第一出口21导通，从而实现了进口管52与第一出口管51的导通，流体可由进口管52中流入第一出口管51，流体的流动方向如图3中箭头所示的方向。

由上述可知，相对于现有技术中采用的两个密封橡胶和一个传动块的结构设计，本发明仅采用一个密封塞1，显然减少了零部件的数量，因而降低了多个零部件造成的装配误差，提高了装配精度。此外，本发明仅采用一个密封塞1，结构比较简单，在提高装配精度的同时，也降低了材料成本和装配成本。

进一步地，在上述实施例中，我们可以对密封塞1所用的材料做出设置。具体地，密封塞1所用材料的硬度范围为30HSD至65HSD，在该硬度范围内，密封塞1不至于过软导致发生较大变形，从而影响其密封性能；另一方面也不至于过硬，以至于超过阀座材料的硬度，同样也会影响其密封性能。该密封塞1的材料可以选用聚四氟乙烯，相对于现有技术中不同制冷剂需要不同材质的橡胶件，因而通用性差的缺点，该密封塞1可以适用不同的制冷剂，因而具有良好的通用性。此外，该密封塞1的材料还可以用其他比阀座材料硬度软一点的材料，比如黄铜。

请参考图4，在上述任一种实施例的基础上，可以做出进一步改进。具体地，密封塞1的两端分别设有第一密封部11和第二密封部12；当所述芯铁部件向靠近双孔阀座2方向运动时，第一密封部11密封第一出口21；当所述芯铁部件向靠近单孔阀座3方向运动时，第二密封部12密封第二出口31。在密封塞1的两端设置专门的密封部，显然，这种实施方式能够进一步提高密封性能。

当然，为了更进一步提高密封性能，第一密封部11和第二密封部12的形状可以均为球形，且第一出口21或第二出口31的轴线通过球心。显然，仅仅是第一密封部11的形状为球形，或者仅仅是第二密封部12的形状为球形，这种结构设计也能解决技术问题，实现发明目的。

当然，第一密封部11和第二密封部12的形状还可以均为圆锥形，且各所述圆锥形的轴线与其密封的第一出口21或第二出口31的轴线共线。显然，仅仅是第一密封部11的形状为圆锥形，或者仅仅是第二密封部12的形状为圆锥形，这种结构设计也能解决技术问题，实现发明目的。

在上述实施例中，密封部为球形或圆锥形，相对于图1所示的现有技术，这种结构设计使得密封塞1与阀口(亦即第一出口21或者第二出口31)之间形成线密封，从而显著提高了产品的密封性能。此外，这种结构设计改变了现有技术中密封橡胶与整个阀口端面碰撞的结构，从而也有效提高了密封塞1的使用寿命。

在第一密封部11或者第二密封部12为圆锥形的基础上，还可以做出进一步改进。具体地，各所述圆锥形密封的第一出口21或者第二出口31的端部具有与对应的所述圆锥形配合的渐扩面。显然，当第一密封部11和第二密封部12的形状均为圆锥形时，第一出口21的端部和第二出口31的端部均具有与对应的所述圆锥形配合的渐扩面。当然，当仅仅第一密封部11的形状为圆锥形时，第一出口21的端部具有相应的渐扩面；当仅仅第二密封部12的形状为圆锥形时，第二出口31的端部具有相应的渐扩面。需要注意的一点是，渐扩面的锥度需要大体等于所述圆锥形的锥度。

这种结构设计在进一步增大密封面积提高密封性能的同时，也进一步减少了碰撞对密封塞1造成的损害，因而能够进一步提高使用寿命。

在此需要说明的是，可以采用倒角或者其他常规的方式加工所述渐扩面，渐扩面的面积越大，其技术效果越好。

当然，在第一密封部11或者第二密封部12的形状为球形的基础上，我们也可以考虑在第一出口21或者第二出口31的端部加工出渐扩面；在不考虑加工难度的前提下，可以在该渐扩面上加工出与所述球形相配合的弧度，显然，这种结构设计能够进一步提高密封塞1的密封性能和使用寿命。

在上述任一种实施例的基础上，还可以做出进一步改进。具体地，如图4所示，密封塞1还包括本体13，本体13的轴向长度尺寸h小于所述轴向通腔的轴向长度尺寸H，以便密封塞1在所述轴向通腔内可沿轴向运动；第一密封部11和第二密封部12分别设于本体13的两端。

在芯铁部件自身重力和气流的综合作用下，芯铁部件在径向上会发生微调，密封塞1随之在径向上发生微调，在此基础上，密封塞1可以在轴向通腔中发生移动，因而这种结构有助于球形或者圆锥形密封部在与阀口密封时自动定心，从而进一步提高密封性能。

请参考图2和图3，在上述任一种实施例中，我们可以对套管组件做出具体设计。具体地，如上文所述，所述套管组件包括大套管41及设于大套管41内的小套管42，所述芯铁部件设于小套管42的内腔中；大套管41与小套管42之间设有磁性元件43。在外部线圈电磁力以及磁性元件43磁力的作用下，芯铁部件沿轴向运动。

大套管41与小套管42之间还设有分别位于磁性元件43两端的固定块44和弹性元件45，弹性元件45可以为弹簧。固定块44和弹性元件45分别设于磁性元件43的两端，可以对磁性元件43起到固定作用。相对于图1所示的磁性元件两端均设置固定块的结构，本技术方案在磁性元件43的一端设置了弹性元件45，在大套管41与阀座焊接时，可以不考虑零部件的受热损害。另外，通过对弹性元件45弹力的控制可以使磁性元件43的固定力得到很好地控制，减少了工作过程中损害的可能性，从而提高了双稳态电磁阀的稳定性。

请参考图5和图6，图5为本发明一种实施例中双稳态电磁阀的小套管的主视结构示意图；图6为本发明一种实施例中双稳态电磁阀的小套管的左视结构示意图。

如图6所示，小套管42的管壁开设有沿轴向延伸，且连通进口22与第二出口31的通道421。当第一密封部11密封第一出口21时，进口22通过通道421与第二出口31导通。显然，这种结构设计简单方便，成本较低。

此外，本发明所提供的热交换装置包括上述任一个具体实施例所描述的双稳态电磁阀；所述热交换装置的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。

以上对本发明所提供的一种双稳态电磁阀及包括该电磁阀的热交换装置进行了详细介绍。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 (11)

1.一种双稳态电磁阀，包括套管组件，所述套管组件的腔体中设有可沿轴向移动的芯铁部件，所述套管组件的一端安装有包括进口(22)和第一出口(21)的双孔阀座(2)，其另一端安装有包括第二出口(31)的单孔阀座(3)；所述芯铁部件的轴向通腔中设有密封塞(1)；其特征在于，所述密封塞(1)的数目为一个；当所述芯铁部件向靠近所述双孔阀座(2)方向运动时，所述密封塞(1)密封所述第一出口(21)；当所述芯铁部件向靠近所述单孔阀座(3)方向运动时，所述密封塞(1)密封所述第二出口(31)。

2.如权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述密封塞(1)所用材料的硬度范围为30HSD至65HSD。

3.如权利要求2所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述密封塞(1)的两端分别设有第一密封部(11)和第二密封部(12)；当所述芯铁部件向靠近所述双孔阀座(2)方向运动时，所述第一密封部(11)密封所述第一出口(21)；当所述芯铁部件向靠近所述单孔阀座(3)方向运动时，所述第二密封部(12)密封所述第二出口(31)。

4.如权利要求3所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述第一密封部(11)和所述第二密封部(12)中至少一者的形状为球形，且所述第一出口(21)或所述第二出口(31)的轴线通过球心。

5.如权利要求3所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述第一密封部(11)和所述第二密封部(12)中至少一者的形状为圆锥形，且各所述圆锥形的轴线与其密封的所述第一出口(21)或所述第二出口(31)的轴线共线。

6.如权利要求5所述的双稳态电磁阀，其特征在于，各所述圆锥形密封的所述第一出口(21)或者所述第二出口(31)的端部具有与对应的所述圆锥形配合的渐扩面。

7.如权利要求3至6任一项所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述密封塞(1)还包括本体(13)，所述本体(13)的轴向长度尺寸小于所述轴向通腔的轴向长度尺寸，以便所述密封塞(1)在所述轴向通腔内可沿轴向运动；所述第一密封部(11)和所述第二密封部(12)分别设于所述本体(13)的两端。

8.如权利要求1至6任一项所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述密封塞(1)的材料为聚四氟乙烯或者黄铜。

9.如权利要求1至6任一项所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述套管组件包括大套管(41)及设于所述大套管(41)内的小套管(42)，所述芯铁部件设于所述小套管(42)的内腔中；所述大套管(41)与所述小套管(42)之间设有磁性元件(43)。

10.如权利要求9所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述大套管(41)与所述小套管(42)之间还设有分别位于所述磁性元件(43)两端的固定块(44)和弹性元件(45)。

11.一种热交换装置，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的双稳态电磁阀。

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