CN102667283B - 电磁阀装置 - Google Patents

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Abstract

一种装置（1），包括：本体（2、7），具有用于流体的入口（3）和出口（4），并且具有主阀座（6），通过该主阀座，流体能从入口（3）流至出口（4）；主塞（8、9），与主阀座（6）相关联；控制室（11），部分地由主塞（8）限定；第一通道（8d、9b、9c），用于入口（3）与控制室（11）之间的连通；第二通道（12、13），用于使控制室（11）与出口（4）连通；以及控制电磁阀（14），包括控制可移动单元（17）的控制螺线管（15），该可移动单元包括第一铁芯（18），该第一铁芯能作为可移动塞与第二通道（12、13）相互作用。可移动单元（17）包括邻近第一铁芯（18）的第二可移动铁磁芯（21）。隔离元件（19）在主塞（8、9）与第二铁芯（21）之间延伸。一个或多个弹簧（20、22）朝着主塞（8、9）推动第二铁芯（21）。第二铁芯（21）永久性地连接于主塞（8、9），并当螺线管（15）不起作用时，使第一铁芯（18）保持在第二通道（12、13）的关闭位置中，并且使第二铁芯（21）相对于第一铁芯（18）处于预定的位置中，以使铁芯（18、21）由间隙（24）分隔开。螺线管（15）的起作用促使朝着第二铁芯（21）吸引第一铁芯（18）以及第二通道（12、13）的打开。

Description

电磁阀装置
本发明涉及一种电磁阀装置。
更具体地说，本发明涉及这种类型的电磁阀装置，该电磁阀装置包括：
本体，具有用于流体的入口和用于流体的出口，并且具有主阀座，通过该主阀座，流体能从入口流动至出口；
主塞，所述主塞可相对于所述阀座在所述阀座的关闭位置与打开位置之间移动；
控制室，形成在本体中并且部分地由主塞限定；
至少一个第一连通通道，介于流体入口与控制室之间，以及至少一个第二通道，用于使得控制室与出口连通；以及
控制电磁阀，包括操作电磁阀，所述操作电磁阀控制可在螺线管内移动的一单元，所述单元包括（第一）铁磁芯，所述铁磁芯能以可移动塞的形式与所述第二通道相互作用。
本申请人名下的英国专利GB 2296075B描述了这种类型的电磁阀装置的一个实例。
根据现有技术的这种电磁阀包括单个可移动铁芯（core），在相关联的螺线管的励磁状态中，铁芯使在主塞中设置的通道打开，从而使得控制室与出口连通。为使该可移动铁芯移动，螺线管必须由相当高的功率（电压）进行励磁。
这是因为，为了即使在主塞已从相关联的阀座中升起时也确保可移动铁芯能使所述通道打开，螺线管的励磁必须促使可移动铁芯的运动大于主塞的预期最大运动。
本发明的一个目的在于提供上述类型的电磁阀装置，该电磁阀装置以这样的方式获得，即，需要相当低的电功率来对相关联的螺线管进行励磁。
根据本发明，该目的和其他目的通过上述类型的电磁阀来实现，其特征在于，上述可移动单元包括邻近第一铁芯的一端安装在所述螺线管中的附加或第二铁芯，并且其特征在于，设置有定位装置，以使第二可移动铁芯保持固定于主塞，并且当螺线管不起作用时，使第一铁芯保持在所述第二通道的关闭位置中，并使第二铁芯相对于螺线管和第一铁芯保持在预定的位置中，所述铁芯由一间隙分隔开；
该布置使得螺线管的励磁导致朝着第二铁芯吸引第一铁芯以及该通道的打开。
以公知的方式，上述第二通道的打开于是允许主塞从相关联的阀座中移开，并且允许流体通过所述阀座从入口到出口的直接通过。
由于上述特征，在根据本发明的电磁阀装置中，第二可移动铁芯与主塞一起平移，并且经过与主塞相同的距离，但是螺线管的励磁仅必须足以允许第一可移动铁芯被第二可移动铁芯吸引并且移动经过与所述铁芯之间的距离对应的小距离。换言之，不管主塞的特定行程如何，螺线管仅必须使得第一可移动铁芯经过与上述间隙的尺寸对应的小距离。
通过以下参照附图仅以非限制性实例的方式提供的详细描述，本发明的其他特征和优点将是显而易见的，其中：
图1为根据本发明的电磁阀装置的局部轴向剖视图；
图2为示出了一变型实施例的相似视图；
图3为根据本发明的另一电磁阀装置的局部轴向剖视图；
图4为基本上沿着图3的线IV-IV截取的局部剖视图；
图5为另一变型实施例的剖视图；以及
图6和图7为另外的变型实施例的剖视图。
在图1中，标号1表示根据本发明的电磁阀的整体，所述电磁阀能例如用于控制将水从自来水总管供应至用于进行洗涤的机器，例如洗衣机或洗碗机。
电磁阀1包括例如由模制塑性材料制成的本体2，在所述本体中形成有用于流体（典型地为液压机流体）的入口通道3和用于该流体的出口通道4。在所示示例性实施例中，这些通道3和4是共轴的，但是这种相对布置并非必不可少的。
出口通道4在本体2的管状结构（formation）5中获得，该结构的上部限定主阀座6。流体流可通过该阀座6从入口3至出口4。
第二本体7也例如由塑性材料制成，以流体密封的方式接合于本体2的顶部。
整体上由8表示的环状隔膜的外围部分8a夹在本体2与7之间。该隔膜8包括柔性中间部分8b，所述柔性中间部分将外围部分8a连接于旨在作为与阀座6相互作用的主塞的加厚中心环状部分8c。
部分8c围绕大致为杯状的导向元件9的柄部9a安装，并且通过环状元件10固定在该柄部上。
成形本体7具有在其上端处封闭的上管状结构7a。
由11表示的控制室形成在本体7与由隔膜8和相关联的导向元件9形成的组件之间。
控制室11通过至少一个通道与入口3永久性流体连通，在所示示例性实施例中，该通道形成在包括隔膜8和相关联的导向元件9的单元中。特别地，如图1中所示，在阀座6外，在隔膜8的部分8c中形成有多个通孔8d。这些孔与隔膜导向元件9中形成的环状隔室9b连通，所属就隔室又与相应的外凹槽9c连通，所述外凹槽也形成在隔膜导向元件9中。
作为所示布置的一可替代方案，入口3与室11之间的连通能通过在隔膜8和相关联的导向元件9中设置的通道或者在电磁阀装置的本体中设置的通道而建立。
标号12表示在隔膜导向元件9中形成的一通道，所述通道能使控制室11与出口通道4连通。
在所示实施例中，在通道12的上部中安装有例如由钢制成的管13，所述管具有突出的上边缘13a，所述上边缘能作为阀座，如下面更充分地解释的。
电磁阀装置另外还包括整体上由14表示的控制电磁阀。该控制电磁阀包括操作螺线管15，所述操作螺线管以公知的方式与磁路相关联，所述磁路包括两个管状元件，即上元件16a和下元件16b，这两个元件在该螺线管中从相对的端部轴向地延伸。
在螺线管15的轴向中间部分中，元件16a和16b的相应端部以预定的距离彼此面对。
由螺线管15和相关联的磁性元件16a和16b形成的组件围绕本体7的管状部分7a安装。
控制电磁阀14还包括整体上由17表示的单元，所述单元可移动地安装在螺线管15中，并且特别地，以一径向间隙可移动地安装在本体7的管状部分7a内。该单元17包括铁磁材料的可移动铁芯18，所述铁芯在静止状态中（当电磁阀装置1关闭时）压在阀座13a上。
可移动铁磁芯18安装在由非磁性材料制成的隔离元件19内。在所示示例性实施例中，所述隔离元件是管状的（虽然其可以其他的形状制成）并且在本体7的管状部分7a内以一径向间隙延伸。
元件19的下端具有较大的直径，并且在阀座13a周围压在隔膜导向元件9上。
可移动铁芯18具有径向台肩18a，该台肩与所述管状元件19的面向内台肩19a之间定位有卷簧20。弹簧20倾向于抵靠阀座13a推动可移动铁芯18，以使铁芯作为塞。
在本体7的管状部分7a中，管状元件19上方定位有由21表示的第二铁磁芯。
第二铁芯21的上端与本体7的部分7a的上端壁之间定位有卷簧22。该弹簧22倾向于向下推动铁芯21和管状元件19，特别是以这样的方式推动，即，使得管状元件19的下端保持与隔膜导向元件9接触。
代替上述弹簧22，铁芯18与21之间的间隙24中能定位有弹簧20，在这种情况下，元件19和铁芯18不必设置有相应的台肩（如在图2中所示的变型中所看到的）。
在管状元件19的上部中，邻近铁芯21，形成有由图1中的23表示的至少一个孔，通过所述孔，在本体7的部分7a与元件19之间形成的间隙与在该元件19与铁芯18的侧壁之间形成的间隙连通。
隔离元件19能与铁芯21和隔膜导向元件9分离且不同，或者能与铁芯和隔膜导向元件中的一个和/或另一个形成一体（或者永久性地固定于铁芯和隔膜导向元件中的一个和/或另一个中）（图2示出了与图1的实施例相似的一个实施例，但是该实施例与图1的实施例的不同之处主要在于，元件19与隔膜导向元件9形成为一体）。
在图1中所示的电磁阀1的静止状态中，铁芯18和21被由24表示的狭窄间隙分隔开。
在操作中，当螺线管15不起作用时，供应至入口3的流体通过一个或多个通道8d、9b和9c进入控制室11。可移动铁芯和塞18关闭阀座13a，并且使得控制室11与入口通道3具有相同的流体压力。
作为主塞的隔膜8的部分8c压在阀座6上，这是因为该隔膜和相关联的隔膜导向元件9的暴露于室11中的压力的表面积大于隔膜8的暴露于通道3中的压力的表面积。因此关闭主阀8c-6。
当对螺线管15进行励磁时，磁通量从磁性元件16a流至铁芯21，通过间隙24流至铁芯18，并且从该铁芯流至下磁性元件16b。因此朝着铁芯21吸引铁芯18。这种吸引导致抵抗弹簧20的作用而打开阀座13a。
控制室11中的流体压力然后能通过管13和隔膜导向元件9的通道12朝着出口通道4排放。
随着控制室11中的压力下降，施加至隔膜8的入口通道3中的压力导致由隔膜和相关联的隔膜导向元件9形成的组件上升，从而打开主阀8c-6。
供应至电磁阀1的入口通道3的流体然后能通过阀座6到达出口通道。
塞8、9的升起导致铁芯21升起相应的量，并且通过该铁芯拉动对其具有磁性吸引的铁芯18；因此阀座13a继续保持打开。
需要电功率以对螺线管15进行励磁，以造成并保持朝着铁芯21对铁芯18的吸引非常低，并且特别地，这与主塞8、9的打开行程无关。
一般来说，参照图1和图2，铁芯18与21之间的距离（间隙24的高度）优选地小于磁性元件16a与16b之间的距离，并且每个铁芯18和21与相关联的磁性元件16a和16b之间的距离也优选地小于磁性元件16a与16b之间的距离。
如图1中所示，铁芯18和21在间隙24的对面彼此面对，所述间隙位于这样的一区域中，即，所述区域位于磁性元件16a和16b的相对于轴线的面对端部之间。
在其他相似的变型实施例中（例如见图3），如果需要的话，可省略元件16a和16b，并且在这种情况下，第二可移动铁芯21优选地向上延伸至螺线管15的上端附近的一位置。
参照图1，当对螺线管15进行励磁时，流体3通过通道8d、9b和9c从入口中流入到控制室11中，然后朝着本体7的管状部分7a的内部区域的上部流动，通过在该管状部分7a与管状元件19之间形成的间隙。该流体然后能朝着通道12-13和出口通道4向下通过孔23和在管状元件19与铁芯18之间形成的间隙流回。以这种方式在螺线管15中建立的流体的流动有利地降低了螺线管的温度。
当对螺线管15进行去励磁（de-energize）时，弹簧22和20倾向于使铁芯21和18回到图1中所示的静止位置。铁芯18再次关闭阀座13a，从而使控制室11和出口通道4分离。
由隔膜8和相关联的隔膜导向元件9形成的单元然后能回到主阀座6的关闭位置。
图3和图4示出了另一变型实施例。在这些图中，与前述部件和元件相同或在功能上等同的部件和元件已被赋予与前面所使用的那些相同的字母数字标号。
在图3和图4中所示的实施例中，通道12的上端形成突出的边缘13，所述突出的边缘作为一阀座，如下面更充分地解释的。
在此示出的电磁阀装置1也包括控制电磁阀14，该控制电磁阀包括与包括大致为C形的外壳16（图3）的磁路相关联的操作螺线管15。
由螺线管15和相关联的磁性外壳16形成的组件围绕本体7的管状部分7a安装。
控制电磁阀14也包括整体上由17表示的单元，所述单元可移动地安装在螺线管15内，并且特别地，以一径向间隙可移动地安装在本体7的管状部分7a内。该单元17包括铁磁材料的可移动铁芯18，所述铁芯在其下端处承载塞118a，所述塞在静止状态中（当关闭电磁阀装置1时）压在阀座13上。
可移动铁磁芯18具有纵向通道18b，非磁性材料的隔离元件19在所述纵向通道内延伸。在图3和图4中所示的示例性实施例中，隔离元件为杆的形式（虽然其可以其他的形状制成），并且以一径向间隙通过（并超过）铁芯18的通道18b朝着主塞8的元件9的顶部延伸。
在本体7的管状部分7a中，隔离元件19上方定位有由21表示的第二铁磁芯。
铁芯18与铁芯21的面对台肩之间定位有卷簧20。弹簧20倾向于抵靠阀座13推动可移动铁芯18和相关联的塞18a。
第二铁芯21的上端与本体7的部分7a的上端壁之间定位有卷簧22。该弹簧22倾向于向下推动铁芯21，特别是以这样的方式推动，即，使得铁芯保持抵靠隔离元件19的上端。
隔离元件19能与隔膜导向元件9（如图3和图4中所示）和/或第二铁芯21成一体（或者永久性地连接于隔膜导向元件和/或第二铁芯）。
隔离元件19的长度使得，在图中所示的电磁阀1的静止状态中，铁芯18和21被由24表示的狭窄间隙分隔开。
在操作中，当螺线管15不起作用时，供应至入口3的流体通过一个或多个通道8d、9b和9c进入控制室11。可移动铁芯和塞18关闭阀座13a，并且使得控制室11与入口通道3具有相同的流体压力。
作为主塞的隔膜8的部分8c压在阀座6上，这是因为该隔膜和相关联的隔膜导向元件9的暴露于室11中的压力的表面积大于隔膜8的暴露于通道3中的压力的表面积。因此关闭主阀8c-6。
当对螺线管15进行励磁时，磁通量流入到铁芯21中，并且通过间隙24流入到铁芯18中，并且从该铁芯流至磁性元件16。因此朝着铁芯21吸引铁芯18。这种吸引导致抵抗弹簧20的作用而打开阀座13。
控制室11中的流体压力然后能通过隔膜导向元件9的通道12朝着出口通道4排放。
随着控制室11中的压力下降，施加至隔膜8的入口通道3中的压力导致由隔膜和相关联的隔膜导向元件9形成的组件上升，从而打开主阀8c-6。
供应至电磁阀1的入口通道3的流体然后能通过阀座6到达出口通道。
塞8、9的升起导致铁芯21升起相应的量，并且通过该铁芯拉动对其具有磁性吸引的铁芯18；因此阀座13a继续保持打开。
需要电功率以对螺线管15进行励磁，以造成并保持朝着铁芯21对铁芯18的吸引非常低，并且特别地，这与主塞8、9的打开行程无关。
图5示出了另一变型实施例。在该图中，前述部件和元件已再次被赋予与前面所使用的那些相同的字母数字标号。
在图5中所示的变型中，隔离杆19与上铁磁芯21成一体，例如通过过盈配合安装在该铁芯的凹槽21a中。
图6示出了下可移动铁芯18的一变型实施例，该下可移动铁芯包括铁磁部件18d和由非磁性材料制成的部件18c。
显然，图5和图6中所示的两个变型能彼此结合。
图7示出了另一变型实施例。在该图中同样前述部件和元件已再次被赋予与前面所使用的那些相同的字母数字标号。
在图7的变型中，在隔膜导向元件9与第二可移动铁芯21之间定位有间隔结构，所述间隔结构包括管状元件19以及在隔膜导向元件9的通道13内成角度地间隔开的多个杆19b。管状元件19围绕弹簧20和可移动铁芯18在铁芯21的台肩21a与杆19b之间延伸。
在杆19b之间形成有大孔19c，在操作中，这些大孔允许从室11中朝着出口4流动的水彻底地冲洗通道13及其周围区域，从而去除任何随着时间的推移可能导致该通道的堵塞的沉淀物。
杆19b能与隔膜导向元件9成一体和/或固定于隔膜导向元件，并且管状元件19可固定于铁芯21或安装在铁芯上，并且能压在所述杆19b上。可替代地，杆19b能与管状元件19成一体，并且能压在隔膜导向元件9上。
显然，只要保持本发明的原理，那么应用形式和结构细节能与仅以非限制性实例的方式描述和示出的应用形式和结构细节有很大不同，从而不背离所附权利要求书所定义的本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电磁阀装置(1)，包括：
本体(2、7)，具有用于流体的入口(3)和出口(4)，并且具有主阀座(6)，通过所述主阀座，流体能从所述入口(3)流至所述出口(4)，
主塞(8、9)，所述主塞相对于所述阀座(6)能在所述阀座(6)的关闭位置与打开位置之间移动；
控制室(11)，形成在所述本体(2、7)中并且部分地由所述主塞(8)限定；
至少一个第一通道(8d、9b、9c)，用于所述入口(3)与所述控制室(11)之间的连通；
至少一个第二通道(12、13)，用于使所述控制室(11)与所述出口(4)连通；以及
控制电磁阀(14)，包括控制一单元(17)的控制螺线管(15)，所述单元能在所述螺线管(15)中移动，并且所述单元包括第一铁磁芯(18)，所述第一铁磁芯能作为可移动塞与所述第二通道(12、13)相互作用；
其中，所述可移动单元(17)包括邻近上述第一铁磁芯(18)的一端定位在所述螺线管(15)中的第二可移动铁芯(21)，并且设置有定位装置(19、20、22)，以使所述第二可移动铁芯(21)保持永久性地连接于所述主塞(8、9)，并且当所述螺线管(15)不起作用时，使所述第一铁磁芯(18)保持在所述第二通道(12、13)的关闭位置中，并且使所述第二可移动铁芯(21)相对于所述第一铁磁芯(18)和所述螺线管(15)保持在预定的位置中，所述第一铁磁芯(18)与第二可移动铁芯(21)由间隙(24)分隔开，所述定位装置包括充分非磁性的隔离元件(19)，所述隔离元件在所述主塞(8、9)与所述第二可移动铁芯(21)之间延伸；
该布置使得所述螺线管(15)的励磁导致朝着所述第二可移动铁芯(21)吸引所述第一铁磁芯(18)并且导致打开所述第二通道(12、13)，并且流体流通过所述第一通道(8d、9b、9c)从所述入口(3)流至所述控制室(11)；
所述电磁阀装置的特征在于，所述隔离元件(19)以一径向间隙在所述螺线管(15)内且围绕所述第一铁磁芯(18)延伸，并且所述隔离元件在所述第二可移动铁芯(21)附近具有至少一个孔(23)；
该布置使得当所述螺线管(15)起作用时，流体流朝着所述第二可移动铁芯(21)在所述螺线管(15)与所述隔离元件(19)之间流动，并且然后通过所述隔离元件(19)的所述至少一个孔(23)朝着所述第二通道(13、12)在所述隔离元件(19)与所述第一铁磁芯(18)之间流动。
2.根据权利要求1所述的电磁阀装置，其中，所述隔离元件(19)永久性地连接于所述主塞(8、9)和/或连接于所述第二可移动铁芯(21)，并且所述定位装置包括倾向于朝着所述第一铁磁芯(18)推动所述第二可移动铁芯(21)的第一弹性装置(22)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电磁阀装置，其中，所述定位装置包括倾向于使所述第一铁磁芯(18)和第二可移动铁芯(21)分别朝着所述主塞(8、9)返回的第一和第二弹性装置(20、22)。
4.根据权利要求3所述的电磁阀装置，其中，所述第一弹性装置包括定位在上述间隙(24)中的弹簧(25)。
5.根据权利要求3所述的电磁阀装置，其中，所述第一弹性装置(20)在所述第一铁磁芯(18)的反作用表面(18a)与所述隔离元件(19)的反作用表面(19a)之间延伸。
6.根据权利要求3所述的电磁阀装置，其中，所述螺线管(15)与一磁路相关联，所述磁路包括第一和第二磁芯(16a、16b)，所述第一和第二磁芯在所述螺线管(15)内从相对的端部轴向地延伸并具有这样的对应端部，即，在所述螺线管(15)的轴向中间部分中，所述对应端部以预定的距离彼此面对，并且其中，在所述螺线管(15)的不起作用状态中，所述第一铁磁芯(18)和第二可移动铁芯(21)在这样的区域中彼此面对，即，所述区域位于所述磁性元件(16a、16b)的相对于轴线的面对端部之间，所述第一铁磁芯(18)和第二可移动铁芯(21)之间的距离以及所述第一铁磁芯(18)和第二可移动铁芯(21)与所述第一和第二磁芯(16a、16b)之间的距离小于所述第一和第二磁芯(16a、16b)的面对端部之间的距离。
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