CN102943917B

CN102943917B - 一种双稳态电控锁闭阀

Info

Publication number: CN102943917B
Application number: CN201210464603.8A
Authority: CN
Inventors: 施德成; 李洪岐; 滕亮; 曹永鹏; 高启波; 安慧
Original assignee: HARBIN TDJ SPEED REGULATING TECHNOLOGY DEVELOPMENT CENTER
Current assignee: Harbin railway Retarder Speed Control Research Co., Ltd.
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2032-11-16
Also published as: CN102943917A

Abstract

一种双稳态电控锁闭阀，本发明属于可控减速顶设备领域。为解决现有减速顶电控阀存在的能源浪费、元器件的寿命低以及电控阀对工作环境的要求苛刻和受减速顶内部气压影响较大的问题。本装置包括阀锁闭机构、线圈骨架、线圈、阀体座、第一永磁体和阀杆，线圈缠绕在线圈骨架的外侧，第一永磁体固定在阀杆的上端，第一永磁体位于线圈骨架的上侧，所述阀体座上端开有贯通阀体座右侧的底槽，所述锁闭机构设置在阀体座的底槽内，锁闭机构包括锁舌和复位弹簧，锁舌安装在阀体座底槽的底部，在锁舌上端面上与阀杆下端相对应的位置还开有卡位槽，复位弹簧的左端设置在阀体座上底槽的左端面上，复位弹簧的右端顶紧在锁舌的左端。本发明用于调控减速顶设备。

Description

一种双稳态电控锁闭阀

技术领域

本发明涉及一种双稳态电控锁闭阀，属于可控减速顶设备领域。

背景技术

目前，可控减速顶设备广泛应用于铁路站场编组站、钢厂、港口的编组作业中，起着不可替代的重要作用。

现有可控型减速顶由电控阀和减速顶两大部分组成。其电控阀芯的作用是由带有铁芯的通电线圈产生电磁力作用于永磁铁上来控制锁闭机构的动作。此工作方式处于工作状态时需要持续通过电流，造成了资源浪费，且受形状尺寸限制产生的电磁力有限，长时间的通电易使元器件的寿命降低。

可控型减速顶的控制原理是当减速顶被车轮压下，由控制系统控制电控开关阀关闭，内部形成真空密闭腔，外部气压使减速顶被压下，此时为非工作状态。当电控阀开关打开时，内外气压一致，减速顶升起到工作状态，此工作方式的减速顶为真空吸下式。此方式对工作环境的要求（如空气的洁净度、内腔空气排净度、电源电压等）较为苛刻，且受减速顶内部气压影响较大，实现控制效果不理想，吸下高度不一致，阻力功较大。

发明内容

本发明为解决现有可控型减速顶电控阀存在的能源浪费、电磁力有限、元器件的寿命低以及电控阀对工作环境的要求苛刻和受减速顶内部气压影响较大的问题，设计了一种双稳态电控锁闭阀。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种双稳态电控锁闭阀，所述双稳态电控锁闭阀包含有电控阀芯、阀体座和阀体，所述电控阀芯设置在阀体的内部，阀体与位于阀体下端的阀体座固定连接，电控阀芯包括线圈骨架和线圈，线圈缠绕在线圈骨架的外侧，所述双稳态电控锁闭阀还包括锁闭机构、第一永磁体和阀杆，阀杆沿竖直方向设置，第一永磁体固定在阀杆的上端，第一永磁体位于线圈骨架的上侧，所述阀体座上端开有贯通阀体座右侧的底槽，所述锁闭机构设置在阀体座的底槽内，锁闭机构包括锁舌和复位弹簧，锁舌安装在阀体座底槽的底部，在锁舌上端面上与阀杆下端相对应的位置还开有卡位槽，复位弹簧的左端设置在阀体座上底槽的左端面上，复位弹簧的右端顶紧在锁舌的左端。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1.本发明采用永久磁铁与电磁铁相吸或相斥方式带动锁闭机构实现锁闭或解锁，在断电后可保持在指定工作状态，故障率低，性能稳定可靠。

2.锁闭机构为机械式，适应复杂恶劣的工作环境，易于维护、维修。设备常态处于断电状态，电器元件不易受损，延长了设备的使用寿命。

3.设备常态处于断电状态，与真空吸下阀和普通电动锁闭阀不同之处在于工作时仅需瞬时通电，设备耗电量小，节能。在站场大量应用时效果尤其显著。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，图2是锁舌34的结构示意图，图3是阀杆29及其相关部件的结构示意图，图4是滑道槽铁33的截面图，图5是滑道槽铁33的俯视图，图6是锁销35的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式所述一种双稳态电控锁闭阀包含有电控阀芯、阀体座1和阀体2，所述电控阀芯设置在阀体2的内部，阀体2与位于阀体2下端的阀体座1固定连接，电控阀芯包括线圈骨架25和线圈24，线圈24缠绕在线圈骨架25的外侧，所述一种双稳态电控锁闭阀还包括锁闭机构、第一永磁体22和阀杆29，阀杆29沿竖直方向设置，第一永磁体22固定在阀杆29的上端，第一永磁体22位于线圈骨架25的上侧，所述阀体座1上端开有贯通阀体座1右侧的底槽，所述锁闭机构设置在阀体座1的底槽内，锁闭机构包括锁舌34和复位弹簧38，锁舌34安装在阀体座1底槽的底部，在锁舌34上端面上与阀杆29下端相对应的位置还开有卡位槽34-3，复位弹簧38的左端设置在阀体座1上底槽的左端面上，复位弹簧38的右端顶紧在锁舌34的左端。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述电控阀芯还包含有第二永磁体40，第二永磁体40固定在阀杆29的下端，第二永磁体40位于线圈骨架25的下方，所述第一永磁体22和第二永磁体40的磁极方向相反，如此设置，可保证锁销35的左下端卡紧在锁舌34的卡位槽34-3内时，断电后保证此状态更稳定，同时两块永磁体通电后可提供更大的磁力，其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述电控阀芯还包含有电磁铁26，所述线圈骨架25中间为空心结构，电磁铁26设置在线圈骨架25中间，电磁铁26上开有贯通电磁铁26上下端面的通孔，所述阀杆29贯穿于电磁铁26上的通孔设置，如此设置，可大大加强通电后所生成磁极的强度，其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述阀体2内部腔壁上与电控阀芯之间还设置有套筒9，套筒9与线圈骨架25的上下两端固定连接，阀体2的上端还安装有阀体盖16，如此设置，可有效保护本装置的内部结构，其他组成和连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方五：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述锁闭机构还包括导向底板37、弹簧销轴4、滑道槽铁33和锁销35，导向底板37安装在阀体座1底槽的底部与锁舌34之间，锁舌34的左端还开有弹簧槽34-1，所述弹簧销轴4的左端固定连接在阀体座1上底槽的左端，弹簧销轴4的右端与复位弹簧38的左端连接，弹簧销轴4和复位弹簧38设置在锁舌34上的弹簧槽34-1内，锁舌34的左上端突出有一个锁舌挡块34-2。

所述滑道槽铁33为长方体形，滑道槽铁33的前后两端通过连杆固定在阀体座1上，滑道槽铁33的下端开有贯通滑道槽铁33左右端面的滑道槽33-3，锁舌34设置在滑道槽铁33的滑道槽33-3内且锁舌挡块34-2位于滑道槽铁33的左端，滑道槽33-3的底部开有贯通滑道槽33-3底部与滑道槽铁33上端面的矩形滑道通孔33-1，矩形滑道通孔33-1的前后两侧内壁上各开有一个第三销轴孔33-2，两个第三销轴孔33-2共中心轴线，所述锁销35的左端面上开有贯通锁销35前后两端的阀杆槽35-1，锁销35的右侧开有贯通锁销35前后两端的锁销孔35-2，阀杆29下端开有第四销轴孔29-1，第四销轴5穿过阀杆槽35-1和第四销轴孔29-1并与第四销轴孔29-1固定连接，在滑道槽铁33的矩形滑道通孔33-1内，第三销轴36穿过锁销35上的锁销孔35-2和滑道槽铁33上的第三销轴孔33-2并与第三销轴孔33-2固定连接，如此设置，可有效定位复位弹簧38，同时，通过锁销35代替阀杆29来实现卡紧锁舌34的功能，又可有效避免阀杆29因长期受力而产生变形，其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1或3说明本实施方式，本实施方式所述阀杆29的上端套装有上磁铁架19，上磁铁架19的下端为圆盘形磁铁架，上磁铁架19的上端为圆筒形套接部分，上磁铁架19的圆盘形磁铁架上安装有第一调整垫23，所述第一永磁体22安装在第一调整垫23上，第一永磁体22的外侧安装有上磁铁罩18，上磁铁罩18的下端固定在上磁铁架19的圆盘形磁铁架上，上磁铁罩18的上端固接在上磁铁架19的圆筒形套接部分上，上磁铁罩18的上侧还安装有开口销21，第一销轴20穿过上磁铁罩18、第一永磁体22、上磁铁架19的圆筒形套接部分和阀杆29并将上磁铁罩18、第一永磁体22和上磁铁架19固定在阀杆29上。

阀杆29的下端还套装有下磁铁架30，下磁铁架30的上端为圆盘形磁铁架，下磁铁架30的下端为圆筒形套接部分，下磁铁架30的圆盘形磁铁架下方安装有第二调整垫39，第二调整垫39下方安装有第二永磁铁40，第二永磁铁40外围设置有下磁铁罩41，下磁铁罩41上端固接在下磁铁架30的圆盘形磁铁架上，下磁铁罩41下端固接在下磁铁架30的圆筒形套接部分上，第二销轴42穿过下磁铁罩41、第二永磁体40、下磁铁架30的圆筒形套接部分和阀杆29并将下磁铁罩41、第二永磁体40和下磁铁架30固定在阀杆29上，下磁铁罩41的下侧还安装有挡圈7，如此设置，可有效定位并保护第一永磁体22与第二永磁体40，其他组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述电磁铁26侧面的下端还安装有套管27，两个穿钉28穿过套管27并将套管27钉紧在电磁铁26上，两个穿钉28以电磁铁26的中心轴线为对称轴对称设置，所述套筒9的下端连接有套底盘31，套底盘31的外侧与套筒9之间还安装有密封圈8，套底盘31的下端连接有套环6，如此设置，可有效定位电磁铁26，其他组成和连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方八：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述上磁铁罩18、下磁铁罩41、套管27和两个穿钉28的材质为铜，如此设置，可防止上磁铁罩18、下磁铁罩41、套管27和两个穿钉28被磁化，其他组成和连接关系与具体实施方式七相同。

工作原理

当对电控阀直流供电时，使电磁铁通过电磁线圈产生固定的磁极性即一端N极，另一端S极。这时，固定在同一阀杆29上的两块永磁铁（第一永磁体22和第二永磁体22），其中一块与电磁铁的磁极性相吸，另一块相斥。

a)锁闭状态

若此时第一永磁体22与电磁铁26相斥，这时第一永磁体22与电磁铁26之间将产生很大的斥力，第二永磁体22与电磁铁26之间将产生很大的吸力，阀杆29向上移动，同时通过阀杆29带动机械锁闭机构，通过在复位弹簧38作用下伸出的锁舌34将电控阀外部与其配合的沟槽锁住，实现锁闭功能，这时如断电将使电控阀长期保持锁闭状态。

b)解锁状态

如改变原供直流电源的“+”“-”极性。这时电磁铁26将产生与原来相反的磁极性，使第一永磁体22与电磁铁26相吸，第二永磁体40与电磁铁26相斥，带动阀杆29下移，同时电控阀外部与锁舌34相配合的沟槽将锁舌34推回，阀杆29带动锁闭机构使锁销35的左下端卡紧在锁舌34上的卡位槽34-3内，实现解锁功能。这时如断电将使电控阀长期保持解锁状态。

Claims

1.一种双稳态电控锁闭阀，所述双稳态电控锁闭阀包含有电控阀芯、阀体座(1)和阀体（2），所述电控阀芯设置在阀体（2）的内部，阀体（2）与位于阀体（2）下端的阀体座（1）固定连接，电控阀芯包括线圈骨架（25）和线圈（24），线圈（24）缠绕在线圈骨架（25）的外侧，其特征在于：所述双稳态电控锁闭阀还包括锁闭机构、第一永磁体（22）和阀杆（29），阀杆（29）沿竖直方向设置，第一永磁体（22）固定在阀杆（29）的上端，第一永磁体（22）位于线圈骨架（25）的上侧，所述阀体座(1)上端开有贯通阀体座(1)右侧的底槽，所述锁闭机构设置在阀体座(1)的底槽内，锁闭机构包括锁舌（34）和复位弹簧（38），锁舌（34）安装在阀体座（1）底槽的底部，在锁舌（34）上端面上与阀杆（29）下端相对应的位置还开有卡位槽（34-3），复位弹簧（38）的左端设置在阀体座（1）上底槽的左端面上，复位弹簧（38）的右端顶紧在锁舌（34）的左端。

2.根据权利要求1所述一种双稳态电控锁闭阀，其特征在于：所述电控阀芯还包含有第二永磁体（40），第二永磁体（40）固定在阀杆（29）的下端，第二永磁体（40）位于线圈骨架（25）的下方，所述第一永磁体（22）和第二永磁体（40）的磁极方向相反。

3.根据权利要求1所述一种双稳态电控锁闭阀，其特征在于：所述电控阀芯还包含有电磁铁（26），所述线圈骨架（25）中间为空心结构，电磁铁（26）设置在线圈骨架（25）中间，电磁铁（26）上开有贯通电磁铁（26）上下端面的通孔，所述阀杆（29）贯穿于电磁铁（26）上的通孔设置。

4.根据权利要求3所述一种双稳态电控锁闭阀，其特征在于：所述阀体（2）内部腔壁上与电控阀芯之间还设置有套筒（9），套筒（9）与线圈骨架（25）的上下两端固定连接，阀体（2）的上端还设置有阀体盖（16）。

5.根据权利要求1所述一种双稳态电控锁闭阀，其特征在于：所述锁闭机构还包括导向底板（37）、弹簧销轴（4）、滑道槽铁（33）和锁销（35），导向底板（37）安装在阀体座（1）底槽的底部与锁舌（34）之间，锁舌（34）的左端还开有弹簧槽（34-1），所述弹簧销轴（4）的左端固定连接在阀体座（1）上底槽的左端，弹簧销轴（4）的右端与复位弹簧（38）的左端连接，弹簧销轴（4）和复位弹簧（38）设置在锁舌（34）上的弹簧槽（34-1）内，锁舌（34）的左上端突出有一个锁舌挡块（34-2），所述滑道槽铁（33）为长方体形，滑道槽铁33的前后两端通过连杆固定在阀体座1上，滑道槽铁（33）的下端开有贯通滑道槽铁（33）左右端面的滑道槽（33-3），锁舌（34）设置在滑道槽铁（33）的滑道槽（33-3）内且锁舌挡块（34-2）位于滑道槽铁（33）的左端，滑道槽（33-3）的底部开有贯通滑道槽（33-3）底部与滑道槽铁（33）上端面的矩形滑道通孔（33-1），矩形滑道通孔（33-1）的前后两侧内壁上各开有一个第三销轴孔（33-2），两个第三销轴孔（33-2）共中心轴线，所述锁销（35）的左端面上开有贯通锁销（35）前后两端的阀杆槽（35-1），锁销（35）的右侧开有贯通锁销（35）前后两端的锁销孔（35-2），阀杆（29）下端开有第四销轴孔（29-1），第四销轴(5)穿过阀杆槽（35-1）和第四销轴孔（29-1）并与第四销轴孔（29-1）固定连接，在滑道槽铁（33）的矩形滑道通孔（33-1）内，第三销轴（36）穿过锁销（35）上的锁销孔（35-2）和滑道槽铁(33)上的第三销轴孔（33-2）并与第三销轴孔（33-2）固定连接。

6.根据权利要求4所述一种双稳态电控锁闭阀，其特征在于：所述阀杆（29）的上端套装有上磁铁架（19），上磁铁架（19）的下端为圆盘形磁铁架，上磁铁架（19）的上端为圆筒形套接部分，上磁铁架（19）的圆盘形磁铁架上安装有第一调整垫（23），所述第一永磁体（22）安装在第一调整垫（23）上，第一永磁体(22)的外侧安装有上磁铁罩（18），上磁铁罩（18）的下端固定在上磁铁架（19）的圆盘形磁铁架上，上磁铁罩（18）的上端固接在上磁铁架（19）的圆筒形套接部分上，上磁铁罩（18）的上侧还安装有开口销（21），第一销轴（20）穿过上磁铁罩（18）、第一永磁体（22）、上磁铁架（19）的圆筒形套接部分和阀杆（29）并将上磁铁罩（18）、第一永磁体（22）和上磁铁架（19）固定在阀杆(29)上，

阀杆(29)的下端还套装有下磁铁架(30)，下磁铁架(30)的上端为圆盘形磁铁架，下磁铁架(30)的下端为圆筒形套接部分，下磁铁架(30)的圆盘形磁铁架下方安装有第二调整垫（39），第二调整垫（39）下方安装有第二永磁铁（40），第二永磁铁（40）外围设置有下磁铁罩（41），下磁铁罩（41）上端固接在下磁铁架(30)的圆盘形磁铁架上，下磁铁罩（41）下端固接在下磁铁架(30)的圆筒形套接部分上，第二销轴（42）穿过下磁铁罩（41）、第二永磁体（40）、下磁铁架(30)的圆筒形套接部分和阀杆(29)并将下磁铁罩（41）、第二永磁体（40）和下磁铁架(30)固定在阀杆（29）上，下磁铁罩（41）的下侧还安装有挡圈（7）。

7.根据权利要求6所述一种双稳态电控锁闭阀，其特征在于：所述电磁铁（26）侧面的下端还安装有套管（27），两个穿钉（28）穿过套管（27）并将套管（27）钉紧在电磁铁（26）上，两个穿钉（28）以电磁铁（26）的中心轴线为对称轴对称设置，所述套筒（9）的下端连接有套底盘（31），套底盘（31）的外侧与套筒（9）之间还安装有密封圈（8），套底盘（31）的下端连接有套环(6)。

8.根据权利要求7所述一种双稳态电控锁闭阀，其特征在于：所述上磁铁罩（18）、下磁铁罩（41）、套管（27）和两个穿钉（28）的材质为铜。