CN104976361A - 一种电磁切换阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁切换阀，包括电磁线圈和阀体部件，所述阀体部件包括阀体及阀座、套管、静铁芯、动铁芯，所述动铁芯与所述阀座之间具有内腔，所述阀体与阀座之间具有阀腔，所述阀座具有连通所述阀腔与所述内腔的连通通道，所述动铁芯中开设有容纳孔，所述容纳孔中设置有可相对于所述动铁芯滑动的驱动杆，所述阀体具有三个通道，所述动铁芯包括本体部及锥形导向部，所述锥形导向部的锥面在中心轴向纵截面的投影的延长线伸入所述连通通道内，本发明的电磁切换阀，提高了驱动杆可靠性及使用寿命，减小流体对驱动杆的冲击，进而提高阀的工作性能。

Description

一种电磁切换阀

技术领域

本发明属于制冷控制系统技术领域,具体涉及一种电磁切换阀。

背景技术

在蒸汽压缩式制冷装置中，压缩机是主要部件之一。压缩机把制冷剂介质从低压状态压缩至高压状态，创造了制冷剂液体在蒸发器中低温下制冷和在冷凝器中常温液化的条件。此外，由于压缩机不断地吸入和排出气体，使制冷循环得以周而复始地进行，因此，它有整个装置的“心脏”之称。为了能够精准地控制压缩机内流体的流向，压缩机上越来越多地使用电磁切换阀。

电磁切换阀主要包括电磁线圈及阀体部件。图1所示为现有一种电磁切换阀的阀体部件的结构示意图。

如图1所示，阀体部件主要包括具有主阀口111′及第一通道100′、第二通道200′及第三通道300′的阀体1′、设置于所述阀体1′内的具有副阀口211′的阀座2′、设置于阀体1′与阀座2′之间的阀腔中的用于开/闭主阀口111′与副阀口211′的阀芯4′、套管5′、设置于套管5′中的静铁芯6′、动铁芯7′、抵接于静铁芯6′与动铁芯7′之间的回复弹簧8′、固定连接在动铁芯7′下部的阀杆9′。如图1所示，动铁芯7′与阀座2′之间具有内腔10′，阀座2′上开设有连通阀内腔10′与阀腔3′的连接通道22′。

该电磁切换阀，当电磁线圈（未示出）断电时，动铁芯7′在回复弹簧8′的弹力作用下向远离静铁芯6′的方向运动，动铁芯7′进而带动阀杆9′向下运动，阀杆9′与阀芯4′抵接直至阀芯4′与主阀口111′抵接，此时，主阀口111′关闭，副阀口211′打开，第三通道300′通过阀腔3′、连接通道22′及内腔10′与第一通道100′连通。当线圈通电时，动铁芯7′克服回复弹簧8′的弹力作用，带动阀杆9′向上运动直至主阀口111′打开而副阀口211′关闭，此时，第三通道300′通过阀腔3′与第二通道200′连通。

现有技术的不足之处在于：第一，为了满足在断电时电磁切换阀的切换功能，回复弹簧8′的弹簧力需要克服高压流体的作用力，因此，其弹簧力一般较大。由于阀杆9′与动铁芯7′固定连接，当电磁线圈断电时，在较大的弹簧力的作用下，动铁芯7′与阀杆9′将会对阀芯4′产生很大的冲击力，该冲击力会导致阀杆9′前端变形，进而会堵塞连通通道，长期作用下，还会使主阀口11发生变形；第二，冲击产生的反作用力将作用在阀杆9′的大径段与小径段的过渡部91′，尤其当冲击力的方向与阀杆的纵轴存在一定角度时，过渡部91′处的应力集中将更为明显，长期作用下，阀杆9′有断裂的危险，使电磁切换阀失效，并且，高压流体还会对阀杆9′的小径段92′处产生冲击，进一步增加了阀杆9′失效的风险；第三，第一通道100′进入的高压流体还会对驱动杆9′处于内腔8′的部分产生横向冲击，会造成驱动杆9′顶端不能正对阀芯4′，影响电磁切换阀的工作性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电磁切换阀。本发明的技术方案，有效地减小了驱动杆对阀芯的冲击及阀芯对驱动杆的反作用力，还进一步减小了流体对驱动杆产生的横向冲击，提高了驱动杆的使用寿命，提高了电磁阀的工作可靠性。

为了实现本发明的目的，本发明的电磁切换阀，包括电磁线圈和阀体部件，所述阀体部件包括具有主阀口的阀体、具有副阀口的阀座、固接在所述阀体上的套筒、固接在所述套筒内的静铁芯、活动地设置于所述套筒中的动铁芯；

所述阀座与所述阀体之间具有阀腔，所述阀腔中设置有与所述主阀口或所述副阀口抵接的阀芯；

所述动铁芯与所述阀座之间具有内腔，所述阀座具有连通所述阀腔与所述内腔的连通通道，所述动铁芯中开设有容纳孔，所述容纳孔中设置有可相对于所述动铁芯滑动的驱动杆；

所述驱动杆伸出所述容纳孔并伸入所述连通通道与所述阀芯抵接；所述动铁芯包括本体部及锥形导向部，在电磁线圈断电的状态下，所述锥形导向部的锥面在中心轴向纵截面的投影的延长线伸入所述连通通道内；

所述阀体上设置有与所述内腔连通的第一通道、与所述阀腔连通的第二通道及通过所述主阀口与所述阀腔连通或断开的第三通道；

当所述电磁线圈通电时，所述主阀口打开而所述副阀口关闭，所述第二通道通过所述阀腔与所述第三通道连通；

当所述电磁线圈断电时，所述主阀口关闭而所述副阀口打开，所述第一通道通过所述内腔、所述连通通道及所述阀腔与所述第二通道连通。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述驱动杆包括大径段及小径段，所述大径段与所述小径段)之间形成第一台阶部，所述容纳孔包括与所述大径段配合的大径孔及与所述小径段配合的小径孔，所述大径孔与所述小径孔之间具有第二台阶部，所述大径段的外壁与所述大径孔的孔壁之间具有间隙X1，所述小径段的外壁与所述小径孔的孔壁之间具有间隙X2，X1与X2二者之间的关系满足X1≤X2。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述动铁芯的外壁与所述套筒的内壁之间具有间隙X3,X1与X3二者之间的关系满足X3≤X1。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述第一通道相对于所述驱动杆的纵轴线倾斜设置，所述第一通道在中心轴向纵截面方向的投影的延长线与所述锥形导向部的锥面之间的角度α满足80°<α<110°。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，在电磁线圈断电的状态下，所述第一台阶部与所述第二台阶部之间具有间隙X4。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述第一通道的下边缘在中心轴向纵截面方向的投影的延长线与所述动铁芯的锥形导向部的锥面相交。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述容纳孔为轴向贯通孔，所述容纳孔中设置有回复弹簧，所述回复弹簧的一端与所述静铁芯抵接，另一端与所述驱动杆抵接。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述动铁芯上具有连通所述间隙X3与所述容纳孔的平衡通道。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述平衡通道为开设于所述动铁芯外周部的上下贯通的凹槽和/或为由所述动铁芯的外壁延伸至所述动铁芯的内壁的通孔。

进一步地，如上所述的电磁切换阀，所述动铁芯的本体部与所述锥形导向部之间具有第三台阶部。

本发明的电磁切换阀，动铁芯中设置在可相对于该动铁芯滑动地驱动杆，有效地减小了驱动杆对阀芯的冲击。并且由于动铁芯的锥形导向部的锥面在中心轴向纵截面方向的投影的延长线伸入阀座的连通通道内，使由第一通道或第二通道进入内腔的流体不会产生涡流，可顺畅地直接进入连通通道内，流体不会对驱动杆的小径段产生横向冲击，提高了驱动杆的使用寿命，提高了电磁阀的工作可靠性。

附图说明

图1所示为现有一种电磁切换阀的结构示意图；

图2所示为本发明的电磁切换阀在主阀口打开而副阀口关闭时的结构示意图；

图3所示为本发明的电磁切换阀在主阀口关闭而副阀口打开时的结构示意图；

图4所示为图3所示电磁切换阀的局部放大图；

图5所示为图4的A处的局部放大图；

图6所示为本发明的电磁切换阀的动铁芯的主视图；

图7所示为图6动铁芯的俯视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图2所示为本发明的电磁切换阀在主阀口打开而副阀口关闭时的结构示意图；图3所示为本发明的电磁切换阀在主阀口关闭而副阀口打开时的结构示意图；图4所示为图3所示电磁切换阀的局部放大图；图5所示为图4的A处的局部放大图；图6所示为本发明的电磁切换阀的动铁芯的主视图；图7所示为图6动铁芯的俯视图。

如图2及图3、图4所示，本发明的电磁切换阀，包括电磁线圈20及阀体部件10。具体地，阀体部件10包括具有主阀口111的阀体1、具有副阀口211的阀座2、固接在阀体1上的套筒3、固接在套筒3内的静铁芯4、活动地设置于所述套筒3中的动铁芯5。阀座2与阀体1之间具有阀腔6，阀腔6中设置有与主阀口111或副阀口211相抵接的阀芯7。

动铁芯5与阀座2之间具有内腔8，阀座2上具有连通阀腔6与内腔8的连通通道212。如图3及图6所示，动铁芯5包括本体部51及锥形导向部52，且动铁芯中开设有容纳孔51，容纳孔51中设置有可相对于动铁芯5轴向滑动的驱动杆9及一端抵接于静铁芯4另一端抵接于动铁芯5的回复弹簧14。如图3、图5及图6所示，驱动杆9伸出容纳孔51并伸入连通通道212后与阀芯7抵接。驱动杆9包括大径段91与小径段92，大径段91与小径段92之间形成第一台阶部93。动铁芯5的容纳孔51还包括与驱动杆9的大径段91相配合的大径孔511及与驱动杆9的小径段92相配合的小径孔512，大径孔511与小径孔512之间具有与所述第一台阶部93相抵接或分离的第二台阶部513。

如图2所示，阀体1上设置有与内腔8连通的第一通道11、与阀腔6连通的第二通道12及与阀腔6连通或断开的第三通道13。

如图2、图3及图6所示，当电磁线圈20通电时，在电磁线圈20的励磁作用下，动铁芯5克服回复弹簧14的弹簧力的作用向上运动，在此过程中，动铁芯5上的第二台阶部513与驱动杆9上的第一台阶部93抵接，从而动铁芯5带动驱动杆9一起向上运动，驱动杆9与阀芯7脱离，此时，阀芯7在第三通道13内的流体的高压推动下向上运动直至与副阀口211抵接将副副阀口211关闭。如图2所示，此时，主阀口111打开而副阀口211关闭，则第二通道12通过阀腔6与第三通道13连通。

如图3及图6所示，当电磁线圈断电时，在电磁线圈20的作用下，驱动杆9在回复弹簧14的弹簧力的作用下向主阀口111方向运动，驱动杆9与阀芯7抵接直至阀芯7关闭主阀口111，如图3所示，此时，主阀口111关闭而副阀口211打开，第一通道11通过内腔8、连通通道212及阀腔6与第二通道12相连通。

当高压流体由第一通道11进入阀体1时，为了减小高压流体对驱动杆9的小径段92造成的横向冲击，如图5所示，本发明，在电磁线圈20断电的状态下，动铁芯5上的锥形导向部53的锥面在中心轴向纵截面方向的投影的延长线X伸入阀座2的连通通道212内。这样当高压流体由第一通道11进入阀体1时，进入内腔8的流体可以通过动铁芯5的锥形导向部53的锥面流入连通连道212进入阀腔6，不会对驱动杆9的小径段92造成冲击，提高了驱动杆9的使用寿命，另一方面，还避免了高压流体对驱动杆9的横向冲击，驱动杆9的顶端可以正对阀芯7，不会产生偏移，可以防止阀芯7与主阀口111之间发生脱离，并且，通过在动铁芯5的前端设置锥形导向部53，并使其锥面在中心轴向纵截面方向上的投影的X伸入连通通道212内，还可以进一步减少由第一通道11进入内腔8的流体的涡流。

进一步地，本发明的电磁切换阀，为了使电磁线圈20断电时，进一步保障驱动杆9的顶端正对阀芯7而不产生偏离，如图5所示，驱动杆9的大径段91的外壁与动铁芯5的大径孔511的孔壁之间具有间隙X1，驱动杆9的小径段92的外壁与动铁芯5的小径孔512的孔壁之间具有间隙X2，且X1与X2二者之间的关系满足X1≤X2。这样设置，是因为若间隙X1＞X2，驱动杆9向下运动时，是由驱动杆9的小径段92作为导向，容易发生卡死现象，而本发明中，间隙X1≤X2，驱动杆9的大径段91起到导向作用，更有利于驱动杆9向下运动时的自我校正，使驱动杆9正对阀芯7，而不会发生驱动杆9卡死现象。如图3所示，当电磁线圈断电，回复弹簧14工作时，回复弹簧14并非是竖直的，而是中间弯曲并贴靠在动铁芯5的容纳孔51内，即动铁芯5的初始状态是偏斜的状态。本发明中的电磁切换阀中，动铁芯5的外壁与套筒3的内壁之间具有间隙X3，且间隙X3≤X1，因此，在驱动杆9与阀芯7撞击的瞬间，驱动杆9能够自我校正至竖直的位置，从而减小了阀芯7对驱动杆9的大径段91与小径段92的过渡处的影响，提高了驱动杆9的使用寿命。

如图3及图4所示，第一通道11相对于驱动杆9的纵轴线倾斜设置，为了使由第一通道11进入的高压流体更顺畅地进入连通通道212内，第一通道11在中心轴向纵截面的投影的延长线Y与动铁芯5的锥形导向部53的锥面之间的夹角α的大小为80°<α<110°，可使进入内腔8的高压流体最顺畅地通过锥形导向部53的锥面流入连通通道212内。

如图3及图5所示，电磁线圈20断电时，驱动杆9与动铁芯5向下运动时，二者拥有相同的速度与加速度，则在相同状态下，动铁芯5的动能将是驱动杆9的数倍，驱动杆9对阀芯7的冲击力为回复弹簧14的弹簧力与驱动杆9和动铁芯5产生的冲击力之和。本发明，驱动杆9的第一台阶部93与动铁芯5上的第二台阶部513之间具有间隙X4。则在电磁线圈20断电时，驱动杆9不会首先与动铁芯5接触，而是动铁芯5首先与阀体1抵接，这样，动铁芯5带走了大部分的动能，阀芯7只需承担很小的冲击力，因此，减小了驱动杆9对于阀芯7的冲击力及阀芯7对驱动杆的反作用力，从而，减小了驱动杆9前端变形的可能并防止了驱动杆9在大径段91与小径段92之间的过渡处发生断裂。

如图4所示，第一通道11的下边缘在中心轴向纵截面方向的延长线与动铁芯5的锥形导向部53的锥面相交。从而增加动铁芯5的锥形导向部53对由第一通道11进入的高压流体的导向作用，进一步防止第一通道11进入的高压流体对驱动杆9的小径段92产生横向冲击。

如图3及图6所示，动铁芯5的容纳孔51具体可以为开设于动铁芯内的轴向贯通孔，轴向贯通孔内的回复弹簧14一端抵接于静铁芯4，另一端直接抵接于驱动杆9。通过设置轴向贯通孔式的容纳孔51，回复弹簧14直接抵接于驱动杆9，当电磁线圈20断电时，回复弹簧14可以使阀芯7作用于驱动杆9的反作用力得到缓冲，进一步减小了驱动杆9前端变形的可能并进一步防止驱动杆9在大径段91与小径段92之间的过滤处发生断裂。

如图3及5所示，由于动铁芯5的外壁与套筒3的内壁之间的间隙X4一般较小，间隙X4处的流体运动较慢，因此，本发明的电磁切换阀，在动铁芯5上还开设有连通间隙X3与容纳孔51的平衡通道，以增大动铁芯5与套筒3之间的流体的流速，缩短电磁切换阀的切换时间。如图6及图7所示，平衡通道为开设于动铁芯5的外周部的上下贯通的凹槽54和由动铁芯5的外壁延伸至所述动铁芯5的内壁的通孔55。由于前述平衡通道的设置，则当电磁线圈20由断电状态变为通电状态后，静铁芯4与动铁芯5之间的腔体内的流体主要由前述的凹槽54流至内腔8中，容纳孔51内的流体主要由通孔55流至内腔8中，这样可以加速静铁芯4与动铁芯5的吸合速度，从而缩短主阀口111的打开时间。当然平衡通道也可以只是前述的凹槽54或通孔55。此时，静铁芯4与动铁芯5之间的腔体及容纳孔51内的流体经凹槽54或通孔55流至内腔8中，同样也可以缩短主阀口111的打开时间。

进一步地，如图4所示，动铁芯5的本体部52与所述锥形导向部53之间具有第三台阶部56。第三台阶部56一方面可以与阀体1上的台阶配合，另一方面，第三台阶部56使动铁芯5的本体部52与锥形导向部53之间过渡连接，使第一通道11与锥形导向部53的锥面之间的角度更易于第一通道11内的高压流体流向连通通道212。

本发明的电磁阀，实际使用中，高压流体也可以由第二通道12进入，而由第一通道11流出，此时，动铁芯5的锥形导向部53的锥面在中心轴向纵截面方向的投影的延长线X伸入连通通道212内，可以减小流体的涡流，使内腔8中的流体顺畅且较快地流入第一通道11内。

本发明的电磁切换阀，驱动杆设置于动铁芯内的容纳孔中，驱动杆可相对于动铁芯滑动，当电磁线圈断电时，可以减小驱动杆对阀芯的撞击，并且，降低了阀芯对驱动杆的反作用力，减小了驱动杆与阀芯撞击时阀芯对驱动杆产生的冲击力，大大降低了驱动杆在其大径段与小径段过渡处发生断裂的可能，提高了驱动杆的寿命，提高了电磁切换阀的可靠性，并且，本发明中，动铁芯的锥形导向部的锥面在中心轴向纵截面方向的投影的延长线伸入阀座的连通通道内，使电磁切换阀内腔中的流体不会产生涡流，可以顺畅的直接流入阀座的连通通道内，流体不会对驱动杆的小径段产生横向冲击，进一步提高了驱动杆的使用寿命，提高电磁切换阀的工作可靠性。

需要说明的是，本文中的上、下等方位词只是为了便于理解本发明的技术方案，针对本文中的说明书附图而言的，并不是对本发明的限制，本文中电磁线圈与阀体部件之间可以通过螺钉等连接，说明书附图中未示出，套筒3与阀体1之间的固接方式也并不限于前述具体实施例中的阀体1与套筒3直接固接，阀体1与套筒3也可以通过其它连接件相固接在一起。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，本领域技术人员可以对本发明中的动铁芯、驱动杆、阀体、套筒与阀体的连接方式等作出变更，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁切换阀，包括电磁线圈（20）和阀体部件（10），所述阀体部件（10）包括具有主阀口（111）的阀体（1）、具有副阀口（211）的阀座（2）、固接在所述阀体（1）上的套筒（3）、固接在所述套筒（3）内的静铁芯（4）、活动地设置于所述套筒（3）中的动铁芯（5）；

所述阀座（2）与所述阀体（1）之间具有阀腔（6），所述阀腔（6）中设置有与所述主阀口（111）或所述副阀口（211）抵接的阀芯（7）；

其特征在于，

所述动铁芯（5）与所述阀座（2）之间具有内腔（8），所述阀座（2）具有连通所述阀腔（6）与所述内腔（8）的连通通道（212），所述动铁芯（5）中开设有容纳孔（51），所述容纳孔（51）中设置有可相对于所述动铁芯（5）滑动的驱动杆（9）；

所述驱动杆（9）伸出所述容纳孔（51）并伸入所述连通通道（212）与所述阀芯（7）抵接；所述动铁芯（5）包括本体部（52）及锥形导向部（53），在电磁线圈（20）断电的状态下，所述锥形导向部（53）的锥面在中心轴向纵截面的投影的延长线（X）伸入所述连通通道(212)内；

所述阀体（1）上设置有与所述内腔（8）连通的第一通道（11）、与所述阀腔（6）连通的第二通道（12）及通过所述主阀口（111）与所述阀腔（6）连通或断开的第三通道（13）；

当所述电磁线圈(20)通电时，所述主阀口（111）打开而所述副阀口（211）关闭，所述第二通道（12）通过所述阀腔（6）与所述第三通道（13）连通；

当所述电磁线圈(20)断电时，所述主阀口（111）关闭而所述副阀口（211）打开，所述第一通道（11）通过所述内腔（8）、所述连通通道（212）及所述阀腔（6）与所述第二通道（12）连通。

2.如权利要求1所述的电磁切换阀，其特征在于，所述驱动杆(9)包括大径段(91)及小径段(92)，所述大径段(91)与所述小径段(92)之间形成第一台阶部(93)，所述容纳孔(51)包括与所述大径段(91)配合的大径孔(511)及与所述小径段(92)配合的小径孔(512)，所述大径孔(511)与所述小径孔(512)之间具有第二台阶部（513），所述大径段（91）的外壁与所述大径孔（511）的孔壁之间具有间隙X1，所述小径段（92）的外壁与所述小径孔(512)的孔壁之间具有间隙X2，X1与X2二者之间的关系满足X1≤X2。

3.如权利要求2所述的电磁切换阀，其特征在于，所述动铁芯(5)的外壁与所述套筒(3)的内壁之间具有间隙X3,X1与X3二者之间的关系满足X3≤X1。

4.如权利要求1所述的电磁切换阀，其特征在于，所述第一通道(11)相对于所述驱动杆（9）的纵轴线倾斜设置，所述第一通道（11）在中心轴向纵截面方向的投影的延长线（Y）与所述锥形导向部(53)的锥面之间的角度(α)满足80°<α<110°。

5.如权利要求2-4任一项所述的电磁切换阀，其特征在于，在电磁线圈（20）断电的状态下，所述第一台阶部(93)与所述第二台阶部(513)之间具有间隙X4。

6.如权利要求1-4任一项所述的电磁切换阀，其特征在于，所述第一通道(11)的下边缘在中心轴向纵截面方向的投影的延长线与所述动铁芯(5)的锥形导向部(53)的锥面相交。

7.如权利要求1或2所述的电磁切换阀，其特征在于，所述容纳孔(51)为轴向贯通孔，所述容纳孔(51)中设置有回复弹簧(14)，所述回复弹簧(14)的一端与所述静铁芯(4)抵接，另一端与所述驱动杆(9)抵接。

8.如权利要求7所述的电磁切换阀，其特征在于，所述动铁芯(5)上具有连通所述间隙X3与所述容纳孔(51)的平衡通道。

9.如权利要求8所述的电磁切换阀，其特征在于，所述平衡通道为开设于所述动铁芯(5)外周部的上下贯通的凹槽(54)和/或为由所述动铁芯(5)的外壁延伸至所述动铁芯（5）的内壁的通孔（55）。

10.如权利要求要求1或2所述的电磁切换阀，其特征在于，所述动铁芯（5）的本体部（52）与所述锥形导向部（53）之间具有第三台阶部（56）。