CN104633218A - 一种用于控制高压气体的开关电磁阀 - Google Patents

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石良昌
龚锐
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Abstract

一种用于控制高压气体的开关电磁阀，结构简单、紧凑、气密性好、可靠性高，额定工作压力达50MPa。工作时，电磁阀从进气口进气，当线圈绕组10不通电时，衔铁组件3在弹簧力和气动力的作用下，挡板7与喷嘴17密封贴合，进气口与排气口断开。当线圈绕组10通电时，衔铁组件3在电磁力的作用下克服弹簧力和气动力向极靴14方向运动，此时进气口与排气口导通。产品性能为：电磁阀线圈绕组10引线对线圈罩9的绝缘电阻为无穷大。在50MPa工作压力下，电磁阀内泄漏和外泄漏均为0，开启电压为14.2VDC，释放电压为2.3VDC。

Description

一种用于控制高压气体的开关电磁阀
技术领域
本发明涉及一种用于控制高压气体的开关电磁阀，属于开关电磁阀技术领域。
背景技术
高压气源系统相比液压系统，具有结构简单、成本较低、环境适应性好等优点，特别在易燃、易爆、辐射、振动等恶劣环境下，在航空、航天以及一些特殊领域，高压气源系统得到了广泛的应用。高压气体电磁阀作为高压气源系统的重要控制元件，其工作压力随着高压气源系统压力的提高而不断提高，体积重量朝着小型化、轻型化方向发展。而当前国内市场上高于35MPa的高压气体电磁阀基本依赖进口，使用成本高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于控制高压气体的开关电磁阀。其结构简单、紧凑、气密性好而且可靠性高，额定工作压力达50MPa。
本发明的技术方案。用于控制高压气体的开关电磁阀，包括阀体组件，衔铁组件设置在阀体组件的高压腔内，衔铁组件一端连接弹簧，另一端连接螺堵组件；所述衔铁组件上设有中空的腔体，腔体与阀体组件上的进气孔连通。
前述的用于控制高压气体的开关电磁阀，所述衔铁组件包括衔铁和挡板，挡板通过挤压收口装配于衔铁右端部孔内。
前述的用于控制高压气体的开关电磁阀，所述阀体组件包括线圈架组件，线圈架组件上设有绝缘带、线圈罩、线圈绕组、灌注料和绝缘垫圈。
前述的用于控制高压气体的开关电磁阀，所述线圈架组件由极靴、隔磁环和阀体电子束焊连接而成，三者外部形成线圈环形槽，线圈绕组绕制在线圈环形槽内。
前述的用于控制高压气体的开关电磁阀，所述极靴与衔铁之间设有非导磁材料的垫圈。
前述的用于控制高压气体的开关电磁阀，所述螺堵组件包括螺堵，螺堵的中空内腔连接喷嘴的小圆端面，喷嘴的大圆端面与挡板连接。
前述的用于控制高压气体的开关电磁阀，所述螺堵组件设有2个密封沟槽，在每个密封沟槽内各安装一个O形圈和一个挡圈。
本发明的结构简单、紧凑、气密性好而且可靠性高。经申请人试验，额定工作压力高达50MPa，填补了国内高压气体电磁阀的空白。同现有技术相比，具有以下优点：
1、电磁阀从进气口进气，衔铁组件处于电磁阀的高压腔内，使当衔铁组件中的挡板与螺堵组件中的喷嘴贴合时，其密封力为气动力与弹簧力的代数和。这种结构所需的弹簧力极小，避免了为保证高压下的密封性要求而必须采用大弹簧，结构紧凑，且密封可靠。
2、在极靴与衔铁之间装一个材料为非导磁材料的垫圈，使极靴与衔铁完全吸合后仍有一定的工作气隙，利于电磁阀断电时衔铁可靠释放，避免了为保证电磁阀释放而必须采用大弹簧。该结构不仅使电磁阀工作可靠而且结构紧凑。
3、挡板装配于衔铁右端部孔内，并通过挤压收口衔铁固定，且其端面高出衔铁端面与喷嘴组成密封副，挡板材料根据密封压力的大小选用非金属材料或较软的金属材料。这种结构不仅可靠固定挡板，而且挡板与喷嘴组成的密封副密封可靠。
4、极靴、隔磁环和阀体三者之间采用电子束焊连接，焊接后三者形成环形槽，起到线圈架的作用，线圈绕组直接绕制在该环形槽内，结构紧凑，同时三者连接强度好，在高压下工作可靠。
5、喷嘴小圆装入螺堵孔内，且压到底使喷嘴大圆端面与螺堵端面贴合，然后在喷嘴与螺堵的贴合环带上进行激光焊，这种结构不仅避免了细长孔的存在而影响流量，而且提高加工工艺性，同时高压下密封可靠。
6、在螺堵的最小外圆上开两个环形密封沟槽，两个密封沟槽各装一个O形圈和一个挡圈，且挡圈装在O形圈的右侧，与阀体内孔配合后构成双裕度密封结构。螺堵组件与阀体组件采用螺纹连接，且在螺纹连接副上涂螺纹胶，起到辅助密封作用，并与上述双裕度密封结构一起构成三裕度密封结构，保证产品在高压下密封可靠。 
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为本发明衔铁组件的结构示意图；
附图3为本发明阀体组件的结构示意图；
附图4为本发明线圈架的结构示意图；
附图5为本发明螺堵组件的结构示意图。
具体实施方式
本发明的实施例。用于控制高压气体的开关电磁阀，如图1所示，包括阀体组件4，衔铁组件3设置在阀体组件4的高压腔内，衔铁组件3一端连接弹簧1，另一端连接螺堵组件5；所述衔铁组件3上设有中空的腔体21，腔体21与阀体组件4上的进气孔22连通。电磁阀从进气孔22进气，衔铁组件3处于阀体组件4的高压腔内，使当衔铁组件3中的挡板7与螺堵组件5中的喷嘴17贴合时，其密封力为气动力与弹簧力的代数和。
如图2所示，衔铁组件3包括衔铁6和挡板7，挡板7通过挤压收口装配于衔铁6右端部孔内，且其端面高出衔铁6端面与喷嘴17组成密封副，挡板7材料根据密封压力的大小选用非金属材料或较软的金属材料。这种结构不仅可靠固定挡板7，而且挡板7与喷嘴17组成的密封副密封可靠。
所述阀体组件4包括线圈架组件13，线圈架组件13上设有绝缘带8、线圈罩9、线圈绕组10、灌注料11和绝缘垫圈12。在线圈架组件13的线圈环形槽23内缠绕绝缘带8和绝缘垫圈12后绕制线圈绕组10，然后装线圈罩9并挤压收口线圈罩9固定，最后通过线圈罩9上的灌胶孔往线圈绕组10与线圈罩9之间的空隙处灌注灌注料11。
如图4所示，线圈架组件13由极靴14、隔磁环15和阀体16电子束焊连接而成，三者外部形成线圈环形槽23，线圈绕组10绕制在线圈环形槽23内。其结构紧凑，同时三者连接强度好，在高压下工作可靠。
在极靴14与衔铁6之间安装非导磁材料的垫圈2，使极靴14与衔铁6完全吸合后仍有一定的工作气隙，利于电磁阀断电时衔铁6可靠释放，避免了为保证电磁阀释放而必须采用大弹簧。
如图5所示，螺堵组件5包括螺堵20，螺堵20的中空内腔连接喷嘴17的小圆端面，喷嘴17的大圆端面与挡板7连接贴合，然后在喷嘴17与螺堵20的贴合环带上进行激光焊，这种结构不仅避免了细长孔的存在而影响流量，而且提高加工工艺性，同时高压下密封可靠。
螺堵组件5设有2个密封沟槽，在每个密封沟槽内各安装一个O形圈18和一个挡圈19,且挡圈19装在O形圈18的右侧，与阀体16内孔配合后构成双裕度密封结构。螺堵组件5与阀体组件4采用螺纹连接，且在螺纹连接副上涂螺纹胶，起到辅助密封作用，并与上述双裕度密封结构一起构成三裕度密封结构，保证产品在高压下密封可靠。
工作时，电磁阀从进气口进气，当线圈绕组10不通电时，衔铁组件3在弹簧力和气动力的作用下，挡板7与喷嘴17密封贴合，进气口与排气口断开。当线圈绕组10通电时，衔铁组件3在电磁力的作用下克服弹簧力和气动力向极靴14方向运动，此时进气口与排气口导通。
产品性能为：电磁阀线圈绕组10引线对线圈罩9的绝缘电阻为无穷大。在50MPa工作压力下，电磁阀内泄漏和外泄漏均为0，开启电压为14.2V DC，释放电压为2.3V DC。
以上虽然描述了本发明的一个为说明发明目的的实施例，但是本技术领域的熟练人士应该懂得在不背离在所权利要求书的精神实质和范围之内的情况下，还可以对本发明作种种修改、增加和等效替代。

Claims (7)

1.一种用于控制高压气体的开关电磁阀，其特征在于：包括阀体组件（4），衔铁组件（3）设置在阀体组件（4）的高压腔内，衔铁组件（3）一端连接弹簧（1），另一端连接螺堵组件（5）；所述衔铁组件（3）上设有中空的腔体（21），腔体（21）与阀体组件（4）上的进气孔（22）连通。
2.根据权利要求1所述的用于控制高压气体的开关电磁阀，其特征在于：所述衔铁组件（3）包括衔铁（6）和挡板（7），挡板（7）通过挤压收口装配于衔铁（6）右端部孔内。
3.根据权利要求1所述的用于控制高压气体的开关电磁阀，其特征在于：所述阀体组件（4）包括线圈架组件（13），线圈架组件（13）上设有绝缘带（8）、线圈罩（9）、线圈绕组（10）、灌注料（11）和绝缘垫圈（12）。
4.根据权利要求3所述的用于控制高压气体的开关电磁阀，其特征在于：所述线圈架组件（13）由极靴（14）、隔磁环（15）和阀体（16）电子束焊连接而成，三者外部形成线圈环形槽（23），线圈绕组（10）绕制在线圈环形槽（23）内。
5.根据权利要求4所述的用于控制高压气体的开关电磁阀，其特征在于：所述极靴（14）与衔铁（6）之间设有非导磁材料的垫圈（2）。
6.根据权利要求1所述的用于控制高压气体的开关电磁阀，其特征在于：所述螺堵组件（5）包括螺堵（20），螺堵（20）的中空内腔连接喷嘴（17）的小圆端面，喷嘴（17）的大圆端面与挡板（7）连接。
7.根据权利要求6所述的用于控制高压气体的开关电磁阀，其特征在于：所述螺堵组件（5）设有2个密封沟槽，在每个密封沟槽内各安装一个O形圈（18）和一个挡圈（19）。
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