CN103363126A

CN103363126A - 一种自保持型电磁阀

Info

Publication number: CN103363126A
Application number: CN2013103243759A
Authority: CN
Inventors: 周昀煜
Original assignee: Quzhou Yunrui Industrial Design Co Ltd
Current assignee: FUNING COUNTY HONGDA PETROCHEMICAL MACHINERY CO LTD
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: CN103363126B

Abstract

一种自保持型电磁阀，涉及到自动化控制流体的执行器具。主要由阀体、导磁套管、主阀芯、泄压阀芯和电磁线圈组成，其中，阀体内有上阀腔和下阀腔，阀体的一端有流体输入接口，流体输入接口连通到下阀腔，阀体的另一端有流体输出接口，流体输出接口连通到上阀腔，导磁套管安装在阀体的上端面，导磁套管的内空间有上下活动的导杆，导杆的体内有永磁体c，主阀芯的圆心有通孔，泄压阀芯上的连杆穿过主阀芯的圆心通孔后连接到导杆的下端，电磁线圈嵌套在导磁套管上，电磁线圈之上的部位固定有永磁体d，电磁线圈之下的部位固定有永磁体a。本发明采用顺流闭合方式，使阀芯闭合严密不易泄漏；不需用电流来定位阀芯，节约能源，而且使线圈的寿命长。

Description

一种自保持型电磁阀

技术领域

本发明涉及到自动化控制流体的执行器具，特别涉及到一种电磁控制设备。

背景技术

电磁阀包括燃气电磁阀、蒸汽电磁阀、水用电磁阀、油用电磁阀和制冷用电磁阀，电磁阀作为自动化控制流体介质的执行器具，广泛应用在家电、纺织、轻工、城建行业中。电磁阀是用电磁力作用于密封在导磁套管内的铁芯完成阀门开启动作，不存在动密封，所以能避免外漏，因此，电磁阀具有使用安全的特点，尤其适用于腐蚀性、有毒或高低温的介质。

自保持型电磁阀就是只需瞬间通电即完成阀门开关动作，阀芯位置不需电来保持。它的优点在于节约能源，而且电磁线圈没有温升，从而使线圈的寿命长，在高低温、防爆等场合有较高安全性。

然而，目前的电磁阀在进行关闭操作时，阀芯是迎着流体介质的流向或压力方向进行关闭的，流体介质的压力作用方向与阀芯的打开方向相同，因此，容易发生关闭不严密而泄漏的故障，造成工作不可靠影响到设备的正常运行、使用寿命短和资源浪费，并且影响到安全性。

发明内容

本发明的目的是要克服现有电磁阀的缺点，设计一种采用顺流闭合方式的闭合严密不易泄漏、工作可靠、节约能源和使用寿命长的一种自保持型电磁阀，适合在家电、纺织、轻工、城建行业中应用，满足人们的生活和工作需要。

本发明的一种自保持型电磁阀，其特征是电磁阀主要由阀体（6）、导磁套管（2）、主阀芯（11）、泄压阀芯（13）和电磁线圈（1）组成，其中，阀体（6）内有上阀腔（Ⅳ）和下阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅳ）在下阀腔（Ⅰ）的正上方，阀体（6）的上部有贯通的过孔，贯通的过孔在上阀腔（Ⅳ）的正上方，阀体（6）的一端有流体输入接口（16），流体输入接口（16）连通到下阀腔（Ⅰ），阀体（6）的另一端有流体输出接口（10），流体输出接口（10）连通到上阀腔（Ⅳ），上阀腔（Ⅳ）的截面小于下阀腔（Ⅰ）的截面，上阀腔（Ⅳ）壁体的下沿口构成密封面a（8）；导磁套管（2）安装在阀体（6）的上端面，导磁套管（2）的内空间有上下活动的导杆（3），导杆（3）的体内有永磁体c（21）；主阀芯（11）为圆盘体结构，主阀芯（11）的圆心有通孔，主阀芯（11）的圆心通孔构成泄压通道（Ⅱ），主阀芯（11）下端面的泄压通道（Ⅱ）周边构成密封面b（12）；泄压阀芯（13）为圆柱体结构，泄压阀芯（13）上端的中心有连杆（7）接出；主阀芯（11）和泄压阀芯（13）设置在下阀腔（Ⅰ）中，泄压阀芯（13）上的连杆（7）穿过主阀芯（11）的圆心通孔后，再穿过阀体（6）上部贯通的过孔连接到导杆（3）的下端，或者，导杆（3）的下部穿过阀体（6）上部贯通的过孔伸入到上阀腔（Ⅳ）之中，泄压阀芯（13）上的连杆（7）穿过主阀芯（11）的圆心通孔后连接到导杆（3）的下端，在主阀芯（11）与导杆（3）之间有联动套管（17）；电磁线圈（1）嵌套在导磁套管（2）上，电磁线圈（1）之上的部位固定有永磁体d（22），电磁线圈（1）之下的部位固定有永磁体a（4）。

本发明中，电磁线圈（1）嵌套在导磁套管（2）的中段部位，永磁体a（4）为环形结构，永磁体c（21）为圆柱体结构，永磁体d（22）为环形结构或圆柱体结构；导杆（3）的体内有一个永磁体或二个永磁体，当导杆（3）的体内有一个永磁体时，永磁体c（21）设置在导杆（3）的上部且处于电磁线圈（1）的内空间之中，永磁体c（21）与电磁线圈（1）的上、下端口之间各有距离，电磁阀打开时，导杆（3）体内的永磁体c（21）与电磁线圈（1）之下的永磁体a（4）相吸，电磁阀关闭时，导杆（3）体内的永磁体c（21）与电磁线圈（1）之上的永磁体d（22）相吸；当导杆（3）的体内二个永磁体时，电磁线圈（1）的上端口与永磁体d（22）之间有距离，电磁线圈（1）的下端口与永磁体a（4）之间有距离，导杆（3）上部体内的永磁体c（21）处于电磁线圈（1）的上端口与永磁体d（22）之间，在电磁线圈（1）的下端口与永磁体a（4）之间的导杆（3）体内有永磁体b（20），电磁阀打开时，导杆（3）体内的永磁体b（20）与永磁体a（4）相吸，同时导杆（3）体内的永磁体c（21）处于电磁线圈（1）的上端口部位，电磁阀关闭时，导杆（3）体内的永磁体c（21）与永磁体d（22）相吸，同时导杆（3）体内的永磁体b（20）处于电磁线圈（1）的下端口部位。

本发明中，阀体（6）的底端有底盖（14）进行封堵；连杆（7）在主阀芯（11）的圆心通孔中在有活动间隙，联动套管（17）在阀体（6）上部贯通的过孔有活动间隙；主阀芯（11）的上端面有环形卡口和胶垫a（9），胶垫a（9）由环形卡口进行固定，胶垫a（9）与上阀腔（Ⅳ）壁体下沿口的密封面a（8）对应配合；泄压阀芯（13）的上端有环形卡槽和胶垫b（15），胶垫b（15）由环形卡槽进行固定，胶垫b（15）与主阀芯（11）下端面的密封面b（12）对应配合。

上述的发明中，把电磁阀设计为顺流闭合方式，主阀芯（11）和泄压阀芯（13）设置在下阀腔（Ⅰ）中，当电磁阀进行关闭操作时，主阀芯（11）和泄压阀芯（13）顺着流体介质的流动方向运动，使得容易闭合，电磁阀闭合后，主阀芯（11）上端的胶垫a（9）与上阀腔（Ⅳ）沿口的密封面a（8）密闭、泄压阀芯（13）上端的胶垫b（15）与主阀芯（11）下端的密封面b（12）密闭，下阀腔（Ⅰ）与上阀腔（Ⅳ）之间由主阀芯（11）和泄压阀芯（13）进行隔离，下阀腔（Ⅰ）承受流体介质的压力，流体介质的压力方向与主阀芯（11）和泄压阀芯（13）的闭合方向相同，利用流体介质的压力使得主阀芯（11）和泄压阀芯（13）闭合更严密。电磁阀的开启操作或关闭操作是采取对电磁线圈（1）施加正向电流或反向电流的措施来实现的，电磁阀打开或关闭后即断开电磁线圈（1）的电源，电磁阀的打开保持是采取使导杆（3）体内的永磁体与永磁体a（4）进行相吸的措施来实现的，电磁阀的关闭保持是采取使导杆（3）体内的永磁体与永磁体d（22）进行相吸的措施来实现的。具体实施时，导杆（3）体中的永磁体b（20）的N极与永磁体c（21）的N极进行互相相对设置，永磁体b（20）的N极朝上指向电磁线圈（1）的中心，永磁体c（21）的N极朝下指向电磁线圈（1）的中心，电磁线圈（1）之下部位的永磁体a（4）的N极朝上指向永磁体b（20）的S极，电磁线圈（1）之上部位的永磁体d（22）的N极朝下指向永磁体c（21）的S极。当要打开电磁阀时，向电磁线圈（1）施加正向电流，使电磁线圈（1）的下端产生N极性的磁力、上端产生S极性的磁力，根据同性相斥的原理，电磁线圈（1）下端产生的N极性磁力迫使永磁体b（20）向下推开，根据异性相吸的原理，电磁线圈（1）上端产生的S极性磁力迫使永磁体c（21）向下吸引，从而带动导杆（3）向下运动，再通过连杆（7）使泄压阀芯（13）先行打开，下阀腔（Ⅰ）通过泄压通道（Ⅱ）得到减压，随后把主阀芯（11）打开，使电磁阀开启，电磁阀打开后，永磁体b（20）与永磁体a（4）相吸，保持电磁阀打开运行，电磁阀打开运行时，主阀芯（11）与上阀腔（Ⅳ）沿口密封面a（8）之间的空间构成流体通道（Ⅲ），下阀腔（Ⅰ）通过流体通道（Ⅲ）连通到上阀腔（Ⅳ），使流体介质通过；当要关闭电磁阀时，向电磁线圈（1）施加反向电流，使电磁线圈（1）的上端产生N极性的磁力、下端产生S极性的磁力，根据同性相斥的原理，电磁线圈（1）上端产生的N极性磁力迫使永磁体c（21）向上推开，根据异性相吸的原理，电磁线圈（1）下端产生的S极性磁力迫使永磁体b（20）向上吸引，从而带动导杆（3）向上运动，再通过连杆（7）带动泄压阀芯（13）向上闭合，使电磁阀关闭，电磁阀关闭后，永磁体c（21）与永磁体d（22）相吸，保持电磁阀关闭状态。本发明在具体实施时，主阀芯（11）的直径设计为10-35mm，泄压阀芯（13）的直径设计为3-5mm，泄压阀芯（13）的直径小于主阀芯（11）的直径，使得泄压阀芯（13）容易被打开，泄压阀芯（13）打开后，下阀腔（Ⅰ）得到减压，使得主阀芯（11）顺利打开。主阀芯（11）选用氧化铝陶瓷材料或氧化锆陶瓷材料或金属材料制造，当主阀芯（11）选用氧化铝陶瓷材料或氧化锆陶瓷材料制造时，主阀芯（11）的上端面与上阀腔（Ⅳ）沿口的密封面a（8）对应配合，主阀芯（11）的下端面与泄压阀芯（13）对应配合，可不用胶垫密封。

本发明的有益效果是：设计的一种自保持型电磁阀，采用顺流闭合方式，阀芯的闭合方向顺着流体介质的流动方向，利用流体介质的压力使阀芯闭合严密不易泄漏，克服了常规电磁阀容易造成关闭不严密易泄漏的缺点。本发明的自保持型电磁阀的开启操作或关闭操作是采取对电磁线圈（1）施加正向电流或反向电流的措施来实现的，电磁阀打开或关闭后即断开电磁线圈（1）的电源，使得结构简单，电磁阀打开或关闭后通过磁力吸合进行保持，不需用电来定位阀芯，节约能源，而且使线圈的寿命长。本发明适合在家电、纺织、轻工、城建行业中应用，满足人们的生活和工作需要。

附图说明

附图1是在导杆中设置一个永磁体的自保持型电磁阀结构图。

附图2是在导杆中设置二个永磁体的自保持型电磁阀结构图。

图中：1.电磁线圈，2.导磁套管，3.导杆，4.永磁体a，5.密封垫，6.阀体，7.连杆，8.密封面a，9.胶垫a，10.流体输出接口，11.主阀芯，12.密封面b，13.泄压阀芯，14.底盖，15.胶垫b，16.流体输入接口，17.联动套管，18.阀帽，19.衬垫，20.永磁体b，21.永磁体c，22.永磁体d；Ⅰ.下阀腔，Ⅱ.泄压通道，Ⅲ.流体通道，Ⅳ.上阀腔。

具体实施方式

实施例1 附图1所示的实施例中，一种自保持型电磁阀主要由阀体（6）、导磁套管（2）、主阀芯（11）、泄压阀芯（13）和电磁线圈（1）组成，其中，阀体（6）内有上阀腔（Ⅳ）和下阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅳ）在下阀腔（Ⅰ）的正上方，阀体（6）的上部有贯通的过孔，贯通的过孔在上阀腔（Ⅳ）的正上方，阀体（6）的一端有流体输入接口（16），流体输入接口（16）连通到下阀腔（Ⅰ），阀体（6）的另一端有流体输出接口（10），流体输出接口（10）连通到上阀腔（Ⅳ），上阀腔（Ⅳ）的截面小于下阀腔（Ⅰ）的截面，上阀腔（Ⅳ）壁体的下沿口构成密封面a（8），阀体（6）的底端有底盖（14）进行封堵；用阀帽（18）把导磁套管（2）安装在阀体（6）的上端面，导磁套管（2）与阀体（6）的上端面之间有密封垫（5），导磁套管（2）的内空间有上下活动的导杆（3），导杆（3）上部的体内有永磁体c（21），永磁体c（21）为圆柱体结构，在导磁套管（2）上安装有电磁线圈时，永磁体c（21）处于电磁线圈的内空间之中，并且与电磁线圈的上、下端口之间各有距离；主阀芯（11）为圆盘体结构，主阀芯（11）的圆心有通孔，主阀芯（11）的圆心通孔构成泄压通道（Ⅱ），主阀芯（11）的上端面有环形卡口和胶垫a（9），胶垫a（9）由环形卡口进行固定，胶垫a（9）与上阀腔（Ⅳ）壁体下沿口的密封面a（8）对应配合，主阀芯（11）下端面的泄压通道（Ⅱ）周边构成密封面b（12）；泄压阀芯（13）为圆柱体结构，泄压阀芯（13）上端的中心有连杆（7）接出，泄压阀芯（13）的上端有环形卡槽和胶垫b（15），胶垫b（15）由环形卡槽进行固定，胶垫b（15）与主阀芯（11）下端面的密封面b（12）对应配合；主阀芯（11）和泄压阀芯（13）设置在下阀腔（Ⅰ）中，泄压阀芯（13）上的连杆（7）穿过主阀芯（11）的圆心通孔后，再穿过阀体（6）上部贯通的过孔连接到导杆（3）的下端，在主阀芯（11）与导杆（3）之间有联动套管（17），连杆（7）在主阀芯（11）的圆心通孔中有活动间隙；联动套管（17）在阀体（6）上部贯通的过孔中有活动间隙；电磁线圈（1）嵌套在导磁套管（2）的中段部位，电磁线圈（1）绕组之上的骨架上安装有永磁体d（22），永磁体d（22）为环形结构，电磁线圈（1）绕组之下的骨架上安装有永磁体a（4），永磁体a（4）为环形结构。本实施例中，主阀芯（11）的直径为15mm，泄压阀芯（13）的直径为3mm；主阀芯（11）选用不锈钢材料制造，泄压阀芯（13）选用不锈钢材料制造，导杆（3）和导磁套管（2）选用工程塑料或尼龙材料制造，其它部件选用不锈钢或黄铜或工程塑料或尼龙材料制造。

实施例2 附图2所示的实施例是在第一实施的基础上，在导杆（3）的体内设置二个永磁体，电磁线圈（1）的上端口与永磁体d（22）之间有距离，导杆（3）上部体内的永磁体c（21）处于电磁线圈（1）的上端口与永磁体d（22）之间，电磁线圈（1）的下端口与永磁体a（4）之间有距离，在电磁线圈（1）的下端口与永磁体a（4）之间的导杆（3）体内有永磁体b（20）。本实施例中，永磁体d（22）为圆柱体结构，设置在导磁套管（2）顶端的体内；永磁体a（4）为环形结构，在阀体（6）的上端有圆形的凹槽，永磁体a（4）设置在凹槽中，永磁体a（4）的环心与在上阀腔（Ⅳ）正上方的过孔轴向贯通，导杆（3）的下端穿过永磁体a（4）的环心及上阀腔（Ⅳ）正上方的过孔伸入到上阀腔（Ⅳ）之中，主阀芯（11）和泄压阀芯（13）设置在下阀腔（Ⅰ）中，泄压阀芯（13）上的连杆（7）穿过主阀芯（11）的圆心通孔后连接到导杆（3）的下端，在主阀芯（11）与导杆（3）之间有联动套管（17），连杆（7）在主阀芯（11）的圆心通孔中有活动间隙，导杆（3）的下端在永磁体a（4）的环心中及上阀腔（Ⅳ）正上方的过孔中有活动间隙，导杆（3）体内有永磁体b（20）的部位被限位在阀体（6）的上端有的圆形凹槽中。本实施例的其它技术特征与第一实施例相同，不再赘述。

Claims

1.一种自保持型电磁阀，其特征是电磁阀主要由阀体（6）、导磁套管（2）、主阀芯（11）、泄压阀芯（13）和电磁线圈（1）组成，其中，阀体（6）内有上阀腔（Ⅳ）和下阀腔（Ⅰ），上阀腔（Ⅳ）在下阀腔（Ⅰ）的正上方，阀体（6）的上部有贯通的过孔，贯通的过孔在上阀腔（Ⅳ）的正上方，阀体（6）的一端有流体输入接口（16），流体输入接口（16）连通到下阀腔（Ⅰ），阀体（6）的另一端有流体输出接口（10），流体输出接口（10）连通到上阀腔（Ⅳ），上阀腔（Ⅳ）的截面小于下阀腔（Ⅰ）的截面，上阀腔（Ⅳ）壁体的下沿口构成密封面a（8）；导磁套管（2）安装在阀体（6）的上端面，导磁套管（2）的内空间有上下活动的导杆（3），导杆（3）的体内有永磁体c（21）；主阀芯（11）为圆盘体结构，主阀芯（11）的圆心有通孔，主阀芯（11）的圆心通孔构成泄压通道（Ⅱ），主阀芯（11）下端面的泄压通道（Ⅱ）周边构成密封面b（12）；泄压阀芯（13）为圆柱体结构，泄压阀芯（13）上端的中心有连杆（7）接出；主阀芯（11）和泄压阀芯（13）设置在下阀腔（Ⅰ）中，泄压阀芯（13）上的连杆（7）穿过主阀芯（11）的圆心通孔后，再穿过阀体（6）上部贯通的过孔连接到导杆（3）的下端，或者，导杆（3）的下部穿过阀体（6）上部贯通的过孔伸入到上阀腔（Ⅳ）之中，泄压阀芯（13）上的连杆（7）穿过主阀芯（11）的圆心通孔后连接到导杆（3）的下端，在主阀芯（11）与导杆（3）之间有联动套管（17）；电磁线圈（1）嵌套在导磁套管（2）上，电磁线圈（1）之上的部位固定有永磁体d（22），电磁线圈（1）之下的部位固定有永磁体a（4）。

2.根据权利要求1所述的一种自保持型电磁阀，其特征是电磁线圈（1）嵌套在导磁套管（2）的中段部位，永磁体a（4）为环形结构，永磁体c（21）为圆柱体结构，永磁体d（22）为环形结构或圆柱体结构；导杆（3）的体内有一个永磁体或二个永磁体，当导杆（3）的体内有一个永磁体时，永磁体c（21）设置在导杆（3）的上部且处于电磁线圈（1）的内空间之中，永磁体c（21）与电磁线圈（1）的上、下端口之间各有距离，电磁阀打开时，导杆（3）体内的永磁体c（21）与电磁线圈（1）之下的永磁体a（4）相吸，电磁阀关闭时，导杆（3）体内的永磁体c（21）与电磁线圈（1）之上的永磁体d（22）相吸；

当导杆（3）的体内二个永磁体时，电磁线圈（1）的上端口与永磁体d（22）之间有距离，电磁线圈（1）的下端口与永磁体a（4）之间有距离，导杆（3）上部体内的永磁体c（21）处于电磁线圈（1）的上端口与永磁体d（22）之间，在电磁线圈（1）的下端口与永磁体a（4）之间的导杆（3）体内有永磁体b（20），电磁阀打开时，导杆（3）体内的永磁体b（20）与永磁体a（4）相吸，同时导杆（3）体内的永磁体c（21）处于电磁线圈（1）的上端口部位，电磁阀关闭时，导杆（3）体内的永磁体c（21）与永磁体d（22）相吸，同时导杆（3）体内的永磁体b（20）处于电磁线圈（1）的下端口部位。

3.根据权利要求1所述的一种自保持型电磁阀，其特征是阀体（6）的底端有底盖（14）进行封堵。

4.根据权利要求1所述的一种自保持型电磁阀，其特征是连杆（7）在主阀芯（11）的圆心通孔中在有活动间隙，联动套管（17）在阀体（6）上部贯通的过孔有活动间隙。

5.根据权利要求1所述的一种自保持型电磁阀，其特征是主阀芯（11）的上端面有环形卡口和胶垫a（9），胶垫a（9）由环形卡口进行固定，胶垫a（9）与上阀腔（Ⅳ）壁体下沿口的密封面a（8）对应配合。

6.根据权利要求1所述的一种自保持型电磁阀，其特征是泄压阀芯（13）的上端有环形卡槽和胶垫b（15），胶垫b（15）由环形卡槽进行固定，胶垫b（15）与主阀芯（11）下端面的密封面b（12）对应配合。