CN103410981B - 并联阀芯式高压电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联阀芯式高压电磁阀，包括主阀体、N个先导阀和N个电磁铁，其中N≥2；先导阀一端与主阀体连接，另一端与电磁铁连接；主阀壳体内并列设置N个主阀芯组件，主阀芯组件包括阀座、主阀芯、套筒、主阀弹簧、主阀堵盖和主阀腔，各主阀腔之间通过连接通道相互连接，其中一个主阀腔与介质进口接头连接，各阀座中心通孔通过介质通道与介质出口接头相连接；电磁铁包括电磁线圈、衔铁、调节螺钉、推杆、端盖、铁芯、电磁铁壳体和控制线接头；先导阀包括先导阀座、先导阀套筒、先导阀芯、先导阀弹簧和连接螺母。本发明构思巧妙，设计合理，采用并联阀芯结构，流量大，响应快，各主阀可芯独立控制开启和关闭，能实现流量多级可调。

Description

并联阀芯式高压电磁阀

技术领域

本发明涉及电磁阀领域，具体涉及一种并联阀芯式高压电磁阀。

背景技术

在高压大流量气动电磁阀中，由于作用在阀芯上的静压力和气动力较大，普遍采用先导式结构，如中国专利CN2931959Y公开的高压电磁阀结构，先导式结构电磁阀的基本原理是通过控制电磁铁的通断来控制主阀芯上腔的充放气来实现主阀芯的开启和关闭，其响应可分为电磁响应和主阀芯上腔的充放气响应两部分。随着阀的通径的增加，主阀芯直径和开启行程均要增大，导致主阀芯上腔的体积增大，在先导阀通径尺寸不变的情况下，其充放气的时间增加，使得电磁阀的响应变慢；若增大先导阀的通径尺寸，则同时要增大电磁铁的尺寸以提供更大的电磁力，导致电磁响应增加，同样使得电磁阀的响应变慢。中国期刊文章“高压大流量气动电磁换向阀原理及动态特性”中提出的先导式高压电磁换向阀，其阀口通径为55mm，但主阀芯上腔放气响应时间约为200ms，整个电磁阀的开启响应时间则更长。

因此传统结构的高压先导式电磁阀，大流量与高速响应是一对相互制约的参数，很难同时满足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种并联阀芯式高压电磁阀，该电磁阀具并联阀芯结构，解决了先导式电磁阀流量与响应相互制约的技术难题，具有流量大和响应快的特点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种并联阀芯式高压电磁阀，包括主阀体、N个先导阀和N个电磁铁，其中N≥2；先导阀一端与主阀体连接，另一端与电磁铁连接；主阀体包括介质进口接头、介质出口接头、N个主阀芯组件、连接通道、主阀体壳体、连接通道堵头和介质通道，在主阀体壳体的一端设置一个半通孔，该半通孔为连接通道，在连接通道的开口端设置连接通道堵头，在上述半通孔下方平行于它再设置一个半通孔称为介质通道，介质通道的开口端设置介质通道堵头，介质出口接头设置在主阀体壳体侧壁，介质进口接头设置在主阀体壳体底部外侧，N个主阀芯组件设置在主阀体壳体内，主阀芯组件之间通过连接通道连接，主阀芯组件底部与介质通道相连，介质通道再与介质出口接头相连 ；主阀芯组件包括阀座、主阀芯、套筒、主阀弹簧、主阀堵盖和主阀腔，在主阀芯下方设置阀座，主阀芯上方设置主阀堵盖，主阀芯顶部开一凹槽，主阀弹簧一端固定在上述凹槽中，另一端与主阀堵盖连接，阀座、主阀芯和主阀弹簧设置在套筒中，在套筒外壁沿周向开设一圈凹槽，槽深小于套筒壁厚，在槽面上开设一个圆形通孔，通孔轴线在阀座和主阀芯的连接面内，上述凹槽与通孔组成的空间称为主阀腔，连接通道与主阀芯组件的主阀腔相连，阀座的中心通孔与介质通道相连；在主阀芯组件顶部的主阀体壳体上开有第一通孔，第一通孔轴线与主阀芯轴线平行。

上述电磁铁包括电磁线圈、衔铁、调节螺钉、推杆、端盖、铁芯、电磁铁壳体和控制线接头，电磁线圈、衔铁、调节螺钉、推杆和铁芯均设置在电磁铁壳体内；衔铁位于铁芯上方，电磁线圈缠绕在衔铁和铁芯上，沿衔铁中心和铁芯中心分别设置通孔，调节螺钉固定在衔铁一端，推杆穿过铁芯的中心，一端通过衔铁的通孔与调节螺钉连接，端盖设置在衔铁顶部，并固定在电磁铁壳体上，控制线接头固定在电磁铁壳体的侧面。

上述先导阀包括先导阀座、先导阀套筒、先导阀芯、先导阀弹簧和连接螺母；先导阀座顶部开有一凹槽，先导阀芯通过先导阀套筒固定在先导阀座的凹槽内，在先导阀芯底部和先导阀座之间设置先导阀弹簧，先导阀座内部设有中心通孔与主阀腔连接，先导阀芯的顶端与推杆连接，先导阀座的上端与连接螺母用螺纹连接，连接螺母的顶部与电磁铁下端连接。在先导阀座的凹槽面上设置第二通孔，第二通孔轴线与中心通孔轴线平行。第一通孔个数为N个，第二通孔个数为N个，且第一通孔和第二通孔相连通。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1) 采用并联阀芯结构，流量大，响应快；

2) 各主阀芯独立可控，能实现流量多级可调；

3) 具有性能稳定可靠，结构维护方便等特点，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明并联阀芯式高压电磁阀的整体结构示意图。

图2为图1的A—A剖面图。

图3为图1的B—B剖面图。

具体实施方式  

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1、图2和图3，包括主阀体2、先导阀和电磁铁21。主阀体2包括介质进口接头9、介质出口接头1、主阀芯组件、连接通道22、主阀腔23、主阀壳体25、连接通道堵头26和介质通道24。在主阀壳体25内并列设置3个主阀芯组件，他们之间靠连接通道22连接，连接通道的开口端设置连接通道堵头26，主阀芯组件的底部与介质通道24相连，介质通道开口端设置密封堵头3，介质出口接头1设置在主阀壳体25的侧壁，并与介质通道24相连，介质进口接头9设置在主阀壳体的底部外侧，与中间的主阀体组件相连，在主阀芯组件顶部的主阀体壳体25上开有第一通孔31，第一通孔31轴线与主阀芯6轴线平行；主阀芯组件包括阀座5、主阀芯6、套筒4、主阀弹簧7、主阀堵盖8和主阀腔23，在主阀芯6下方设置阀座5，主阀芯6上方设置主阀堵盖8，主阀芯6顶部开有凹槽，主阀弹簧7一端固定在上述凹槽中，另一端与主阀堵盖8连接，阀座5、主阀芯6和主阀弹簧7设置在套筒4中，阀座5与套筒4之间靠螺纹连接，主阀芯6与套筒4之间靠O型圈密封，套筒4与主阀壳体25之间靠O型圈密封，连接通道22与主阀芯组件的主阀腔23相连，阀座5的中心通孔与介质通道24相连。电磁铁包括电磁线圈16、衔铁17、调节螺钉18、推杆15、端盖19、铁芯27、电磁铁壳体28和控制线接头20；电磁线圈16、衔铁17、调节螺钉18、推杆15和铁芯27均设置在电磁铁壳体28内；衔铁17位于铁芯27上方，电磁线圈16缠绕在衔铁17和铁芯27上，沿衔铁17中心和铁芯27中心分别设置通孔，调节螺钉18固定在衔铁17一端，推杆15穿过铁芯27的中心，一端通过衔铁17的通孔与调节螺钉18连接，端盖19设置在衔铁17顶部，并固定在电磁铁壳体28上，控制线接头20固定在电磁铁壳体28的侧面。先导阀包括先导阀座10、先导阀套筒13、先导阀芯12、先导阀弹簧11和连接螺母14；先导阀座10顶部开有一凹槽，先导阀芯12通过先导阀套筒13固定在先导阀座10顶部凹槽内，在先导阀芯12底部和先导阀座10之间设置先导阀弹簧11，先导阀座10内部设有中心通孔29与主阀腔23连接，先导阀座10的凹槽面上设置第二通孔30，第二通孔30与中心通孔29方向相同且平行，先导阀芯12的顶端与推杆15连接，先导阀座10的上端与连接螺母14用螺纹连接，连接螺母14的顶部与电磁铁21下端连接。主阀壳体25、主阀芯6、套筒4、阀座5、介质进口接头9、介质出口接头1、先导阀座10、先导阀芯12采用不锈钢材料制作，保证电磁阀的强度和耐腐蚀性能。

本发明并联阀芯式高压电磁阀的工作过程为：当高压介质由介质进口接头9进入三个主阀腔23后，先导阀座5内部通孔进入主阀芯6与主阀堵盖8之间的空隙，在高压介质的作用下，主阀芯6被压紧在阀座5上，阀处于关闭状态；当三个电磁铁通电后，衔铁17推动推杆15另一端的先导阀芯12，将先导阀座10中心通29孔关闭，主阀芯6与主阀堵盖8之间空隙中的高压介质经第一通孔31和第二通孔30，由先导阀上端排出，主阀芯6在主阀腔23内高压介质的作用下向另一端运动，主阀腔23内高压介质经阀座5中心通孔流入介质通道24，最终由介质出口接头1流出，阀处于开启状态。

本发明采用并联阀芯结构，流量大，响应快，阀口通径15mm，开启响应60ms左右，结构并联的三个主阀芯分别由三个先导阀控制，可独立控制开启和关闭，当开启阀芯数不同时，阀具有三个不同级别的流通能力，故可实现流量的三级调节。

Claims (4)

1.一种并联阀芯式高压电磁阀，其特征在于：包括主阀体（2）、N个先导阀和N个电磁铁（21），其中N≥2；先导阀一端与主阀体（2）连接，另一端与电磁铁（21）连接；主阀体（2）包括介质进口接头（9）、介质出口接头（1）、N个主阀芯组件、连接通道（22）、主阀体壳体（25）、连接通道堵头（26）和介质通道（24），在主阀体壳体（25）的一端设置一个半通孔，该半通孔为连接通道（22），在连接通道（22）的开口端设置连接通道堵头（26），在上述半通孔下方平行于它再设置一个半通孔称为介质通道（24），介质通道（24）的开口端设置介质通道堵头（3），介质出口接头（1）设置在主阀体壳体（25）侧壁，介质进口接头（9）设置在主阀体壳体（25）底部外侧，N个主阀芯组件设置在主阀体壳体（25）内，主阀芯组件之间通过连接通道（22）连接，主阀芯组件底部与介质通道（24）相连，介质通道（24）再与介质出口接头（1）相连 ；主阀芯组件包括阀座（5）、主阀芯（6）、套筒（4）、主阀弹簧（7）、主阀堵盖（8）和主阀腔（23），在主阀芯（6）下方设置阀座（5），主阀芯（6）上方设置主阀堵盖（8），主阀芯（6）顶部开一凹槽，主阀弹簧（7）一端固定在上述凹槽中，另一端与主阀堵盖（8）连接，阀座（5）、主阀芯（6）和主阀弹簧（7）设置在套筒（4）中，在套筒（4）外壁沿周向开设一圈凹槽，槽深小于套筒（4）壁厚，在槽面上开设一个圆形通孔，通孔轴线在阀座（5）和主阀芯（6）的连接面内，上述凹槽与通孔组成的空间称为主阀腔（23），连接通道（22）与主阀芯组件的主阀腔（23）相连，阀座（5）的中心通孔与介质通道（24）相连；在主阀芯组件顶部的主阀体壳体（25）上开有第一通孔（31），第一通孔（31）轴线与主阀芯（6）轴线平行。

2.根据权利要求1所述的并联阀芯式高压电磁阀，其特征在于：上述电磁铁（21）包括电磁线圈（16）、衔铁（17）、调节螺钉（18）、推杆（15）、端盖（19）、铁芯（27）、电磁铁壳体（28）和控制线接头（20），电磁线圈（16）、衔铁（17）、调节螺钉（18）、推杆（15）和铁芯（27）均设置在电磁铁壳体（28）内；衔铁（17）位于铁芯（27）上方，电磁线圈（16）缠绕在衔铁（17）和铁芯（27）上，沿衔铁（17）中心和铁芯（27）中心分别设置通孔，调节螺钉（18）固定在衔铁（17）一端，推杆（15）穿过铁芯（27）的中心，一端通过衔铁（17）的通孔与调节螺钉（18）连接，端盖（19）设置在衔铁（17）顶部，并固定在电磁铁壳体（28）上，控制线接头（20）固定在电磁铁壳体（28）的侧面。

3.根据权利要求1所述的并联阀芯式高压电磁阀，其特征在于：上述先导阀包括先导阀座（10）、先导阀套筒（13）、先导阀芯（12）、先导阀弹簧（11）和连接螺母（14）；先导阀座（10）顶部开有一凹槽，先导阀芯（12）通过先导阀套筒（13）固定在先导阀座（10）的凹槽内，在先导阀芯（12）底部和先导阀座（10）之间设置先导阀弹簧（11），先导阀座（10）内部设有中心通孔（29）与主阀腔（23）连接，先导阀芯（12）的顶端与推杆（15）连接，先导阀座（10）的上端与连接螺母（14）用螺纹连接，连接螺母（14）的顶部与电磁铁（21）下端连接；在先导阀座（10）的凹槽面上设置第二通孔（30），第二通孔（30）轴线与中心通孔（29）轴线平行。

4.根据权利要求1或3所述的并联阀芯式高压电磁阀，其特征在于：第一通孔（31）个数为N个，第二通孔（30）个数为N个，且第一通孔（31）和第二通孔（30）相连通。