CN104500818A - 一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，包括主阀、阀位指示器和手动装置。主阀入口与系统压力管道相通，阀芯组件在主弹簧和的介质不平衡力的共同作用下与阀座组件贴合形成密封，此时机械式阀位指示器提供关到位信号；当电磁阀通电时，作用阀芯组件上的电磁力克服主弹簧作用力和介质不平衡力推动阀芯组件运动，主阀打开，此时机械式阀位指示器提供开到位信号。本发明能够快速实现管路液、气的通断；主阀采用平衡式结构，能够有效降低介质不平衡力；设有机械式阀位指示器，有利于电磁阀工作状态判断和故障诊断，为系统实现自动控制提供了条件；设有手动装置，保证在无电源或电磁线圈失效的情况下能够可靠打开阀门。

Description

一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀
技术领域
本发明涉及一种用于舰船系统管路气、液通断的电磁阀,具体涉及一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀。
背景技术
在舰船系统中,由于系统封闭且空间要求密集，因此对系统元器件的安装尺寸及自动化程度要求较高。
目前市面上的大口径电磁阀主要以干式、分体式阀为主，其阀体部分与电磁铁部分采用分体结构，液流方向与阀芯运动方向呈垂直分布，其结构简单，电磁铁部分不接触介质，防腐性能好，但垂直分布的结构导致其体积大，所需安装空间大。其使用的阀位指示器采用霍尔开关，安装调试困难，恶劣工况下不适用。
随着近年来船舶工业的持续发展，相应的适合舰船环境的电磁阀需求日益增多，需要发明一种电磁阀，在保证性能情况下，要求体积小，集成度高，便于系统自动化控制及故障诊断。
发明内容
本发明提供了一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，包括主阀、关到位阀位指示器、开到位阀位指示器和手动装置。
主阀主要由线圈组件、阀芯组件、阀座组件、主弹簧等组成。线圈组件与阀芯组件形成闭合磁路，阀芯组件以线圈组件内孔为导向做轴向运动；线圈组件内孔两端设有减摩环，阀芯组件运动采用星形圈密封，可有效降低运动摩擦力；阀芯组件内孔为介质的流通通道，介质流动方向与阀芯的运动方向一致；阀芯组件为分体焊接结构，介质腔采用压力平衡式设计，可有效降低关闭状态下阀芯组件所受到介质不平衡力。
阀位指示器为机械式限位开关，主要由导向套、压盖、指示杆、复位弹簧组成，限位装置以机械连接方式固定在阀芯组件上，通过限位装置上的锥形面将阀芯组件的轴向运动转化为指示杆的竖直运动，进而触发微动开关进行阀位指示。结构中设置了两个阀位指示器，分别为关到位阀位指示器和开到位阀位指示器，优选两个到位指示器呈180°设置在入口法兰的两侧，并沿阀芯组件轴向方向上错位安装。
手动装置为凸轮结构，主要由操作杆、凸轮和限位环组成，通过操作杆带动凸轮转动进而推动阀芯运动。操作杆上端面加工有凸台，限位环上加工有90°环形槽，凸台在环形槽内运动可实现90°限位功能。
电磁阀断电情况下阀芯组件在主弹簧与介质不平衡力的作用下贴紧阀座组件的非金属平面形成端面密封，介质断流，电磁阀处于关闭状态，关到位阀位指示器处于触发状态，提供关到位信号；通电情况下阀芯组件在电磁力的作用下发生轴向运动，端面密封副打开，介质通流，此时开到位阀位指示器处于触发状态，发出开到位信号。手动装置可保证在无电源或线圈组件失效的情况下可靠打开电磁阀。
本发明具有以下的有益技术效果：
一、本发明所述的带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀能够快速实现管路介质的通断，并能提供准确的阀位信号。
二、本发明的主阀采用平衡式结构，阀芯组件受到的介质不平衡力小，电磁阀体积小，沿轴向的流道结构更利于系统管路的安装；阀芯组件以线圈内孔导向，导向良好，采用带有星形密封圈的动密封结构，密封严密可靠，运动摩擦力小，阀芯组件动作畅顺；
三、本发明的电磁阀上分别设有机械式的开、关到位阀位指示器，适用于舰船恶劣的工作环境，能够直观反应电磁阀的开关状态,有利于电磁阀故障诊断和系统自动化控制；手动装置的引入可有效提高电磁阀的使用可靠性。
附图说明
图1为本发明平衡式电磁阀的整体结构三维图；
图2为本发明平衡式电磁阀的关闭状态结构示意图；
图3为图2中沿A-A方向的剖视图；
图4为本发明平衡式电磁阀打开状态结果示意图；
图5为本发明开、关到位阀位指示器结构示意图；
图6为本发明手动装置的主视图；
图7为本发明手动装置的俯视图；
图8为本发明手动装置的整体结构三维图。
附图标记如下：
1—主阀部分；2—关到位阀位指示器；3—开到位阀位指示器；4—手动装置；5—线圈组件；6—阀芯组件；7—阀座组件；8—入口法兰；9—出口法兰；10—弹簧座；11—弹簧；12—限位装置；13—压环；14—减摩环；15—星型密封圈；16—微动开关；17—安装支架；18—指示杆；19—复位弹簧；20—上压盖；21—下压盖；22—导向套；23—位环；24—操作杆；25—轮；26—连接螺钉；
具体实施方式
如图1至图4所示，为本发明的一种示例结构示意图，它主要由主阀1、关到位阀位指示器2、开到位阀位指示器3和手动装置4组成。主阀1包括线圈组件5，阀芯组件6，阀座组件7，入口法兰8，出口法兰9，弹簧座10，主弹簧11，限位装置12，压环13。系统管路分别与入口法兰8和出口法兰9相连接；线圈组件5与阀芯组件6形成闭合磁路，阀芯组件6以线圈组件5内孔为导向做轴向运动；阀芯组件6为分体焊接结构，采用压力平衡式设计，仅采用一个星形密封圈15实现动密封；电磁阀断电情况下阀芯组件6的右端金属型面在主弹簧11与介质不平衡力的作用下贴紧阀座组件7的非金属平面形成端面密封。
如图5所示，关到位阀位指示器2和开到位阀位指示器3结构相同，均为机械式，包括微动开关16，安装支架17，指示杆18，复位弹簧19，上压盖20，下压盖21，导向套22。在无外力情况时，指示杆18在复位弹簧19的作用下压紧下压盖21，微动开关16与指示杆18脱离，不提供阀位信号。限位装置12通过机械连接方式固定在阀芯组件6上，其随阀芯组件6进行轴向运动，当限位装置12与指示杆18接触时，限位装置12上的锥形面推动指示杆18运动，将阀芯组件6的轴向运动转化为指示杆18的竖直运动，进而触发微动开关16提供到位信号。指示杆18两端通过导向套22和上压盖20进行导向，保证运动的灵活性；
如图3和图4所示，作为本发明的一种优选方式，关、开到位阀位指示器呈180°设置在入口法兰的两侧，并沿阀芯组件轴向方向上错位安装，这时限位装置12外端的两个锥形面分别对应关到位阀位指示器2和开到位阀位指示器3的指示杆18，而且通过锥形面结构的设计，可保证当阀芯组件6前后位移时，有且只有一只指示器处于到位状态。也就是说，当阀芯组件6向出口法兰9的方向位移，并与阀座组件7相接触时，平衡阀关闭时，关到位阀位指示器2中的指示杆18，正好达到限位装置中靠近出口法兰9一端的锥面(右锥面)的最高点，故上端的关到位阀位指示器2给出到位信号，而此时开到位阀位指示器3由于与关到位阀位指示器2在轴向上错位安装，故不会给出到指示信号，反之亦然。
如图6至图8所示，手动装置4包括限位环23，操作杆24，凸轮25，连接螺钉26。操作杆24与凸轮通过连接螺钉26相连接，通过操作24杆带动凸轮25运动，凸轮25与限位装置12接触后推动限位装置12和阀芯组件6运动，电磁阀打开。操作杆24上的凸台在限位环23的90°环形槽内做旋转运动，只允许操作杆24旋转90°。
本发明平衡式电磁阀的工作状态描述如下：
如图2和图3所示，线圈组件5断电时，主弹簧11的安装作用力克服星形密封圈15的摩擦力，推动阀芯组件6贴合在阀座组件7的非金属平面上，在此时在主弹簧11作用力和介质不平衡力的共同作用下，阀芯组件6的右端金属型面压紧阀座组件7的非金属平面，行成金属-非金属密封副，介质断流，电磁阀关闭，此时关到位阀位指示器2的指示杆18在限位装置12的锥面推动下竖直向上运动，触发微动开关16，提供关到位信号，而开到位阀位指示器3的指示杆18在复位弹簧19的作用下竖直向下运动，与微动开关16脱离，微动开关16不提供到位信号。
如图4所示，线圈组件5通电时，电磁力克服主弹簧11的安装作用力、介质不平衡力及星形密封圈15的摩擦力使阀芯组件6与阀座组件7脱离，电磁阀打开，介质由电磁阀入口通过阀芯组件6内孔、阀座组件7侧孔从出口流出。此时开到位阀位指示器3的指示杆18在限位装置12的锥面推动下将竖直向上运动，触发微动开关16，提供开到位信号，而关到位阀位指示器2的指示杆18在复位弹簧19的作用下竖直向下运动，与微动开关16脱离，微动开关不提供到位信号。

Claims (7)

1.一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，其特征在于：包括主阀(1)、关到位阀位指示器(2)、开到位阀位指示器(3)和手动装置(4)；
所述的主阀包括线圈组件(5)、阀芯组件(6)、阀座组件(7)、主弹簧(11)、入口法兰(8)、出口法兰(9)和限位装置(12)，所述的限位装置(12)套接在阀芯组件(6)上，所述的阀芯组件(6)的内孔为介质的流通通道，介质流动方向与阀芯的运动方向一致，所述的线圈组件(5)与阀芯组件(6)形成闭合磁路，使得阀芯组件(6)以线圈组件(5)内孔为导向做轴向运动；当线圈组件(5)加电时，阀芯组件(6)克服主弹簧(11)的弹力向入口法兰方向(8)移动，使得阀芯组件(6)与阀座组件(7)脱离，打开平衡式电磁阀；
所述的关到位阀位指示器(2)和开到位阀位指示器(3)固定在入口法兰(8)的外侧，所述的关到位阀位指示器(2)和开到位阀位指示器(3)均包括导向套(22)、指示杆(18)和复位弹簧(19)，所述的限位装置(12)的外端分别设置有对应关到位阀位指示器(2)和开到位阀位指示器(3)的锥形面，可将阀芯组件(6)的轴向运动转换为指示杆(18)的竖直运动，进而克服复位弹簧(19)的弹力，触发微动开关(16)进行阀位指示；
所述的手动装置(4)包括操作杆(24)和凸轮(25)，通过手动转动操作杆(24)带动凸轮(25)转动，进而推动限位装置(12)使得推动阀芯组件(6)向入口法兰(8)的方向位移，打开平衡式电磁阀。
2.根据权利要求1所述的一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，其特征在于：所述的关到位阀位指示器(2)和开到位阀位指示器(3)在沿阀芯组件(6)的轴向方向上错位布置。
3.根据权利要求1所述的一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，其特征在于：所述的手动装置(4)还包括固定在操纵杆(24)上方设置的限位环(23)，所述的限位环(23)上设置有呈90°夹角的环形槽，对操纵杆(24)上固定的凸台进行限位，使得操纵杆(24)只能旋转90°。
4.根据权利要求1所述的一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，其特征在于：所述的线圈组件(5)内孔两端设有减摩环(14)。
5.根据权利要求1所述的一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，其特征在于：所述的阀芯组件(6)和支撑部件之间设置有星形密封圈(15)，用于降低运动摩擦力。
6.根据权利要求1所述的一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，其特征在于：所述的阀芯组件(6)为分体焊接结构。
7.根据权利要求1所述的一种带机械式阀位指示器和手动装置的平衡式电磁阀，其特征在于：所述的关到位阀位指示器(2)和开到位阀位指示器(3)固定在入口法兰(8)呈180°的两侧位置处。
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