永磁体保持型电磁阀
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永磁体保持型电磁阀,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。
本发明的一种永磁体保持型电磁阀,其特征是电磁阀主要由阀体(6)、导磁套管(2)、主阀芯(10)、泄压阀芯(13)和电磁线圈(1)组成,其中,阀体(6)内有上阀腔(Ⅵ)、下阀腔(Ⅲ)和缓冲室(Ⅰ),上阀腔(Ⅵ)在下阀腔(Ⅲ)的正上方,下阀腔(Ⅲ)的下方为缓冲室(Ⅰ),下阀腔(Ⅲ)与缓冲室(Ⅰ)之间有隔板(18),隔板(18)上有阻尼口(Ⅱ),阀体(6)的上部有贯通的过孔,贯通的过孔在上阀腔(Ⅵ)的正上方,阀体(6)的一端有流体输入接口(19),流体输入接口(19)连通到缓冲室(Ⅰ),缓冲室(Ⅰ)通过阻尼口(Ⅱ)连通到下阀腔(Ⅲ),阀体(6)的另一端有流体输出接口(12),流体输出接口(12)连通到上阀腔(Ⅵ),上阀腔(Ⅵ)与下阀腔(Ⅲ)相交的壁体上有密封面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(25);主阀芯(10)为圆盘体结构,主阀芯(10)的圆心有通孔,主阀芯(10)的圆心通孔构成泄压通道(Ⅳ),主阀芯(10)下端面的泄压通道(Ⅳ)周边构成密封面b(11);泄压阀芯(13)为圆柱体结构,泄压阀芯(13)上端的中心有上连杆(7)接出,泄压阀芯(13)下端的中心有下连杆(17)接出;主阀芯(10)和泄压阀芯(13)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(13)的上连杆(7)穿过主阀芯(10)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(Ⅵ)之中,泄压阀芯(13)的上连杆(7)穿过主阀芯(10)的圆心通孔后连接到导杆(3)的下端,在主阀芯(10)与导杆(3)之间有联动套管(21),泄压阀芯(13)的下连杆(17)的下端连接有阻尼件(14),阻尼件(14)设置在隔板(18)上的阻尼口(Ⅱ)中,阻尼件(14)随泄压阀芯(13)的下降而打开阻尼口(Ⅱ),阻尼件(14)随泄压阀芯(13)的上升而堵塞阻尼口(Ⅱ),阻尼件(14)在阻尼口(Ⅱ)中有活动间隙;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(26),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(25)为圆柱体结构,永磁体d(26)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(25)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(25)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(25)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(25)与电磁线圈(1)之上的永磁体d(26)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(26)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(25)处于电磁线圈(1)的上端口与永磁体d(26)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(24),电磁阀打开时,导杆(3)体内的永磁体b(24)与永磁体a(4)相吸,同时导杆(3)体内的永磁体c(25)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(25)与永磁体d(26)相吸,同时导杆(3)体内的永磁体b(24)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(16)进行封堵;上连杆(7)在主阀芯(10)的圆心通孔中在有活动间隙,联动套管(21)在阀体(6)上部贯通的过孔有活动间隙;主阀芯(10)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(Ⅵ)壁体上的密封面a(8)对应配合;泄压阀芯(13)的上端有环形卡槽和胶垫b(20),胶垫b(20)由环形卡槽进行固定,胶垫b(20)与主阀芯(10)下端面的密封面b(11)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(10)和泄压阀芯(13)设置在下阀腔(Ⅲ)中,当电磁阀进行关闭操作时,主阀芯(10)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,电磁阀关闭后,主阀芯(10)上端的胶垫a(9)与上阀腔(Ⅵ)沿口的密封面a(8)密闭、泄压阀芯(13)上端的胶垫b(20)与主阀芯(10)下端的密封面b(11)密闭,下阀腔(Ⅲ)与上阀腔(Ⅵ)之间由主阀芯(10)和泄压阀芯(13)进行隔离,下阀腔(Ⅲ)承受流体介质的压力,流体介质的压力方向与主阀芯(10)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(10)和泄压阀芯(13)关闭更严密,泄压阀芯(13)的直径小于主阀芯(10)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(Ⅲ)得到减压,使得主阀芯(10)顺利打开;在下阀腔(Ⅲ)与流体输入接口(19)之间设置缓冲室(Ⅰ),缓冲室(Ⅰ)通过阻尼口(Ⅱ)连通到下阀腔(Ⅲ),在电磁阀关闭时及泄压阀芯(13)刚打开对下阀腔(Ⅲ)进行泄压时,阻尼件(14)堵塞在阻尼口(Ⅱ),只有少量的流体介质通过阻尼件(14)在阻尼口(Ⅱ)中的活动间隙进入到下阀腔(Ⅲ)中,从而使下阀腔(Ⅲ)的压力进行快速释放,使得主阀芯(10)顺利下落打开电磁阀,阻尼件(14)随着主阀芯(10)的下落而下落,打开阻尼口(Ⅱ),使流体介质顺利通过阻尼口(Ⅱ)进入下阀腔(Ⅲ),随后通过主阀芯(10)与上阀腔(Ⅵ)壁体密封面a(8)之间构成的流体通道(Ⅴ)进入到上阀腔(Ⅵ),再由流体输出接口(12)流出。由于采取在流体输入接口(19)与下阀腔(Ⅲ)之间设置缓冲室(Ⅰ)、阻尼口(Ⅱ)和阻尼件(14)的措施,在泄压阀芯(13)打开时,能使下阀腔(Ⅲ)的压力得到快速释放,从而不必考虑流体介质压力对打开主阀芯(10)的影响,也使得主阀芯(10)的直径不受到限制,因此,本发明能适应高压及大流量场合使用,生产各种耐压等级、流量等级的永磁体保持型电磁阀。本发明永磁体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,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(26)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(24)的N极与永磁体c(25)的N极进行互相相对设置,永磁体b(24)的N极朝上指向电磁线圈(1)的中心,永磁体c(25)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(24)的S极,电磁线圈(1)之上部位的永磁体d(26)的N极朝下指向永磁体c(25)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(24)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(25)向下吸引,从而带动导杆(3)向下运动,再通过上连杆(7)使泄压阀芯(13)先行打开,下阀腔(Ⅲ)通过泄压通道(Ⅳ)得到减压,随后把主阀芯(10)打开,使电磁阀开启,电磁阀打开后,永磁体b(24)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(10)与上阀腔(Ⅵ)沿口密封面a(8)之间的空间构成流体通道(Ⅴ),下阀腔(Ⅲ)通过流体通道(Ⅴ)连通到上阀腔(Ⅵ),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(25)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(24)向上吸引,从而带动导杆(3)向上运动,再通过上连杆(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(25)与永磁体d(26)相吸,保持电磁阀关闭状态。本发明在具体实施时,可以设计各种承压规格及流量的电磁阀,主阀芯(10)的直径设计为12mm以上,泄压阀芯(13)的直径设计为3-10mm,主阀芯(10)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(10)选用氧化铝陶瓷材料或氧化锆陶瓷材料制造时,主阀芯(10)的上端面与上阀腔(Ⅵ)沿口的密封面a(8)对应配合,主阀芯(10)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:设计的一种永磁体保持型电磁阀,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。采取在流体输入接口(19)与下阀腔(Ⅲ)之间设置缓冲室(Ⅰ)、阻尼口(Ⅱ)和阻尼件(14)的措施,从而不必考虑流体介质压力对打开主阀芯(10)的影响,也使得主阀芯(10)的直径不受到限制,适应高压及大流量场合使用,生产各种耐压等级、流量等级的电磁阀。本发明的永磁体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永磁体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永磁体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.上连杆,8.密封面a,9.胶垫a,10.主阀芯,11.密封面b,12.流体输出接口,13.泄压阀芯,14.阻尼件,16.底盖,17.下连杆,18.隔板,19.流体输入接口,20.胶垫b,21.联动套管,22.阀帽,23.衬垫,24.永磁体b,25.永磁体c,26.永磁体d;Ⅰ.缓冲室,Ⅱ.阻尼口,Ⅲ.下阀腔,Ⅳ.泄压通道,Ⅴ.流体通道,Ⅵ.上阀腔。
具体实施方式
实施例1 附图1所示的实施例中,永磁体保持型电磁阀主要由阀体(6)、导磁套管(2)、主阀芯(10)、泄压阀芯(13)和电磁线圈(1)组成,其中,阀体(6)内有上阀腔(Ⅵ)、下阀腔(Ⅲ)和缓冲室(Ⅰ),上阀腔(Ⅵ)在下阀腔(Ⅲ)的正上方,下阀腔(Ⅲ)的下方为缓冲室(Ⅰ),下阀腔(Ⅲ)与缓冲室(Ⅰ)之间有隔板(18),隔板(18)上有阻尼口(Ⅱ),阀体(6)的上部有贯通的过孔,贯通的过孔在上阀腔(Ⅵ)的正上方,阀体(6)的一端有流体输入接口(19),流体输入接口(19)连通到缓冲室(Ⅰ),缓冲室(Ⅰ)通过阻尼口(Ⅱ)连通到下阀腔(Ⅲ),阀体(6)的另一端有流体输出接口(12),流体输出接口(12)连通到上阀腔(Ⅵ),上阀腔(Ⅵ)与下阀腔(Ⅲ)相交的壁体上有密封面a(8),阀体(6)的底端有底盖(16)进行封堵;导磁套管(2)安装在阀体(6)的上端面,导磁套管(2)的底端与阀体(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(25),永磁体c(25)为圆柱体结构,当在导磁套管(2)上装有电磁线圈时,永磁体c(25)处于电磁线圈的内空间之中,永磁体c(25)与电磁线圈的上、下端口之间各有距离;主阀芯(10)为圆盘体结构,主阀芯(10)的圆心有通孔,主阀芯(10)的圆心通孔构成泄压通道(Ⅳ),主阀芯(10)下端面的泄压通道(Ⅳ)周边构成密封面b(11),主阀芯(10)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(Ⅵ)壁体上的密封面a(8)对应配合;泄压阀芯(13)为圆柱体结构,泄压阀芯(13)上端的中心有上连杆(7)接出,泄压阀芯(13)下端的中心有下连杆(17)接出,泄压阀芯(13)的上端有环形卡槽和胶垫b(20),胶垫b(20)由环形卡槽进行固定,胶垫b(20)与主阀芯(10)下端面的密封面b(11)对应配合;主阀芯(10)和泄压阀芯(13)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(13)的上连杆(7)穿过主阀芯(10)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(Ⅵ)之中,泄压阀芯(13)的上连杆(7)穿过主阀芯(10)的圆心通孔后连接到导杆(3)的下端,在主阀芯(10)与导杆(3)之间有联动套管(21),上连杆(7)在主阀芯(10)的圆心通孔中在有活动间隙,联动套管(21)在阀体(6)上部贯通的过孔有活动间隙;泄压阀芯(13)的下连杆(17)的下端连接有阻尼件(14),阻尼件(14)设置在隔板(18)上的阻尼口(Ⅱ)中,阻尼件(14)随泄压阀芯(13)的下降而打开阻尼口(Ⅱ),阻尼件(14)随泄压阀芯(13)的上升而堵塞阻尼口(Ⅱ),阻尼件(14)在阻尼口(Ⅱ)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)之上的部位固定有永磁体d(26),永磁体d(26)为环形结构;电磁线圈(1)之下的部位固定有永磁体a(4),永磁体a(4)为环形结构,电磁阀打开时,导杆(3)体内的永磁体c(25)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(25)与电磁线圈(1)之上的永磁体d(26)相吸。本实施例中,主阀芯(10)的直径为50mm,泄压阀芯(13)的直径为5mm;主阀芯(10)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(26)之间有距离,导杆(3)上部体内的永磁体c(25)处于电磁线圈(1)的上端口与永磁体d(26)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(24),电磁阀打开时,导杆(3)体内的永磁体b(24)与永磁体a(4)相吸,同时导杆(3)体内的永磁体c(25)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(25)与永磁体d(26)相吸,同时导杆(3)体内的永磁体b(24)处于电磁线圈(1)的下端口部位。本实施例中,永磁体d(26)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(Ⅵ)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(Ⅵ)正上方的过孔伸入到上阀腔(Ⅵ)之中,主阀芯(10)和泄压阀芯(13)设置在下阀腔(Ⅲ)中,泄压阀芯(13)上的上连杆(7)穿过主阀芯(10)的圆心通孔后连接到导杆(3)的下端,在主阀芯(10)与导杆(3)之间有联动套管(21),上连杆(7)在主阀芯(10)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(Ⅵ)正上方的过孔中有活动间隙,导杆(3)体内有永磁体b(24)的部位被限位在阀体(6)上端的圆形凹槽中,永磁体b(24)的上端在导磁套管(2)的底端之下,永磁体b(24)的上端与导磁套管(2)的底端之间有密封垫(5)的延展部分,永磁体b(24)的下端与凹槽的底壁之间有衬垫(23)。本实施例的其它技术特征与第一实施例相同,不再赘述。