CN107246496B - 一种开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开关装置，所述开关装置包括电磁阀;所述电磁阀包括电磁线圈组、磁铁、导磁体、活塞铁芯和弹性部件，所述磁铁、导磁体和活塞铁芯自所述电磁线圈组的一端至另一端依次设置于所述电磁线圈组内；所述电磁线圈组内侧与所述活塞铁芯配合面上具有沟槽；所述导磁体具有凹部，所述凹部的底部开设有第一容纳孔；活塞铁芯的一端形成有与所述凹部的形状相配合的凸部，所述凸部上开设有第二容纳孔，所述第一容纳孔与所述第二容纳孔相对应，所述弹性部件的两端分别容纳于所述第一容纳孔和第二容纳孔中；所述活塞铁芯的侧面开设有与所述第二容纳孔连通的通孔。本发明能够使活塞铁芯上下端承受水压平衡，避免压力差的影响导致电磁阀无法切换为关水状态。

Description

一种开关装置

技术领域

本发明涉及开关装置领域，尤其涉及一种开关装置。

背景技术

电磁阀（Electromagnetic valve）是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，

电磁阀从原理上分为三大类：直动式电磁阀、分步直动式电磁阀和先导式电磁阀。直动式电磁阀的原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。分步直动式电磁阀的原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。特点：在零压差或真空、高压时亦能动作，但功率较大，要求必须水平安装。先导式电磁阀的原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。特点：流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必须满足流体压差条件。

目前市场上电磁阀由于受到流体压力对电磁感应运动芯子产生的影响，从而导致电磁阀操作失效的问题。

因此，有必要提供一种新的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种开关装置，其能够使活塞铁芯上下端承受水压平衡，避免压力差的影响导致电磁阀无法切换为关水状态。

为实现上述目的，本发明的一种开关装置，所述开关装置包括电磁阀;

所述电磁阀包括电磁线圈组、磁铁、导磁体、活塞铁芯和弹性部件，所述磁铁、导磁体和活塞铁芯自所述电磁线圈组的一端至另一端依次设置于所述电磁线圈组内；

所述电磁线圈组内侧与所述活塞铁芯配合面上具有沟槽；

所述导磁体具有凹部，所述凹部的底部开设有第一容纳孔；

所述活塞铁芯的一端形成有与所述凹部的形状相配合的凸部，所述凸部上开设有第二容纳孔，所述第一容纳孔与所述第二容纳孔相对应，所述弹性部件的两端分别容纳于所述第一容纳孔和第二容纳孔中；

所述活塞铁芯的侧面开设有与所述第二容纳孔连通的通孔。

进一步地，所述活塞铁芯的另一端形成有接触部，所述接触部与所述电磁线圈组之间形成第一腔体；

所述活塞铁芯与所述电磁线圈组的配合面形成有通道，所述凹部和第一腔体依次通过所述第二容纳孔、通孔和通道连通。

进一步地，所述第一容纳孔和第二容纳孔的轴线与所述电磁线圈组的轴线重合；

所述通孔与所述第二容纳孔垂直连通。

进一步地，所述凸部的形状为截头倒圆锥形。

进一步地，沿所述电磁线圈组的轴线方向，所述电磁线圈组内侧设置有多个平行均匀排列的筋条，相邻的两个筋条之间形成沟槽；

所述活塞铁芯的侧面与所述筋条平滑接触。

进一步地，所述开关装置还包括固定座，所述固定座位于所述电磁线圈组的一端，且靠近所述接触部；

所述固定座包括底座、卡合部和档杆，所述卡合部和档杆均设置于所述底座上；

所述档杆对称设置于所述卡合部的两侧；

所述卡合部与所述底座之间形成有卡槽。

进一步地，所述底座、卡合部和档杆为一体结构；

所述卡合部具有柱状部和挡止部，所述挡止部是自所述柱状部的一端向外延伸形成的，所述挡止部具有大端和小端，所述大端的直径大于所述柱状部的直径，所述大端与底座之间形成卡槽；

硅胶片穿过所述挡止部和档杆卡合于所述卡槽内，并套设于所述底座的外侧。

进一步地，所述开关装置还包括水道组件和机械阀；

所述水道组件包括水道，所述水道自电磁阀盒体的一侧向另一侧贯穿电磁阀盒体；

所述水道上设置有阀道，所述阀道垂直于所述水道的轴向，所述水道内沿阀道的轴向设置有阀片，所述阀片靠近所述硅胶片；

所述阀道的一端密封连接有电磁阀，另一端与所述机械阀4连接；

所述磁铁通电，所述活塞铁芯靠近导磁体，所述弹性部件受压缩，所述硅胶固定座远离阀片，所述硅胶片与所述阀片相分离；

所述磁铁断电，所述弹性部件回复弹力，所述活塞铁芯远离导磁体，所述硅胶固定座靠近所述阀片，所述硅胶片与所述阀片相抵触。

进一步地，所述机械阀包括螺纹杆，所述螺纹杆与所述阀道螺纹连接。

进一步地，所述开关装置还包括支架，所述支架设置于所述阀道内靠近所述电磁阀的一端，所述固定座位于所述支架内，且通过所述硅胶片沿所述支架可滑动。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明的开关装置，其在活塞铁芯侧边开孔，使活塞铁芯后退到与尾端贴合时，也可以保证活塞铁芯上下端流体可以导通，从而使活塞铁芯上下腔承受水压平衡，避免压力差而影响将活塞铁芯切换到关水状态时因无法克服水的压力而导致电磁阀无法切换为关水状态。

（2）本发明的开关装置，其将密封硅胶片固定在固定座上，固定座与密封硅胶片之间做有倒扣结构，使两者之间有很强的拉紧力，克服高水压下导致两件分离脱开的风险。

（3）本发明的开关装置，其通过将活塞铁芯与电磁线圈组圆周配合面采用筋条式设计，减小活塞铁芯侧边与电磁线圈组的接触面积，从而减小运动时所产生的摩擦力，延长活塞铁芯的使用寿命，避免电磁阀发生故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1 为本发明开关装置的结构示意图；

图2为电磁阀与机械阀配合的结构示意图；

图3为图2的分解示意图；

图4为电磁阀关水状态的结构示意图；

图5为电磁阀通水状态的结构示意图；

图6为活塞铁芯的结构示意图；

图7为固定座的结构示意图；

图8为电磁线圈组与活塞铁芯配合的部分结构示意图；

图9为本发明机械阀初始状态的结构示意图；

图10为本发明机械阀开启状态的结构示意图；

图11为图1中固定架的结构示意图；

图12为电池盒与电磁阀盒体分解示意图。

其中，1-电磁阀，11-电磁线圈组，111-筋条，112-沟槽，12-磁铁，13-导磁体，14-活塞铁芯，141-凸部，142-接触部,143-通孔，144-第二容纳孔，15-弹性部件，16-凹部，161-第一容纳腔，17-第一腔体，2-固定座，21-底座，22-卡合部，23-档杆，24-卡槽，221-柱状部，222-挡止部，3-水道组件，31-水道，32-阀片，33-进水端，34-出水端，4-机械阀，41-螺纹杆，42-阀盖，5-支架，6-阀道，7-硅胶片，8-电磁阀盒体，81-第一卡条，82-第二卡条，83-第三卡条，84-凸条，10-固定架，11-电池盒，110-滑槽，101-基板，102-第一卡合部，103-第二卡合部，104-第三卡合部，105-容纳槽，106-条形通孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

请参阅图1，图1 为本发明开关装置的结构示意图。如图1所示，本发明的开关装置包括盒体8、位于所述盒体内的电磁阀1、固定座2、水道组件3和机械阀4。

请参阅图2至图6，图2为电磁阀与机械阀配合的结构示意图；图3为图2的分解示意图；图4为电磁阀关水状态的结构示意图；图6为电磁阀通水状态的结构示意图，其中，图6中箭头的方向为流体流动的方向。如图2至图6所示，所述水道组件3包括水道31，所述水道31自电磁阀盒体8的一侧向另一侧贯穿电磁阀盒体8。所述水道31上设置有阀道6，所述阀道6垂直于所述水道31的轴向，所述水道31内沿阀道6的轴向设置有阀片32，所述阀片32靠近所述硅胶片7。所述阀道6的一端密封连接有电磁阀1，另一端与所述机械阀4连接。其中，电磁阀为先导阀。

所述机械阀4包括螺纹杆41和阀盖42，所述螺纹杆41与所述阀道6螺纹连接，所述阀盖42套设于所述螺纹杆41的外端。当电磁阀发生故障或电池电量不足，通过手动调节所述螺纹杆41，使得螺纹杆41靠近所述固定座2运动，所述螺纹杆41顶起固定座2，所述硅胶片7与所述阀片32相分离，从所述进水端33进入的流体通过硅胶片7和阀片32之间的间隙从所述出水端34流出。

请参阅图6，图6为活塞铁芯的结构示意图。如图4至图6所示，所述电磁阀1包括电磁线圈组11、磁铁12、导磁体13、活塞铁芯14和弹性部件15，所述磁铁12、导磁体13和活塞铁芯14由所述电磁线圈组11的一端至另一端依次设置于所述电磁线圈组11内。在该实施例中，所述弹性部件15为弹簧。

所述导磁体13具有凹部16，所述凹部16的底部开设有第一容纳孔161。所述活塞铁芯14的一端形成有凸部141，所述凸部141的形状与所述凹部的形状想配合，所述凸部141上开设有第二容纳孔144，所述第二容纳孔144与所述第一容纳孔161相对应，所述弹簧15的两端分别容纳于所述第一容纳孔161和第二容纳孔144中。

所述活塞铁芯14的另一端形成有接触部142，所述接触部142与所述电磁线圈组11之间形成腔体17，所述固定座2连接于所述电磁线圈组11的一端，且靠近所述接触部142。所述活塞铁芯14的侧面开设有通孔143，所述通孔143将所述凹部16和腔体17连通。

为了使得弹簧15沿直线发生弹性压缩或伸长，所述第一容纳孔161和第二容纳孔144的轴线与所述电磁线圈组11的轴线重合。

当活塞铁芯14后退到与固定座2贴合时，由于流体的压力会对固定座2产生向上的推力，若活塞铁芯14上端的凹部16和下端的第一腔体17不能保持流体连通，流体会使活塞铁芯14上下端的产生压力差，从而导致固定座2上的硅胶片7无法与阀片32紧密抵触。本发明为了保证活塞铁芯14上下的腔体中的流体导通通畅，所述通孔143与所述容纳孔垂直连通，可以保证活塞铁芯上下端流体可以顺利导通，从而使活塞铁芯14上下腔承受水压平衡，避免压力差而影响将活塞铁芯切换到关水状态时因无法克服水的压力而导致电磁阀无法切换为关水状态。

所述凸部141的形状为截头倒圆锥形，使电磁阀通水状态时活塞铁芯14与导磁体13接触面积减小，可降低导磁体13与活塞铁芯14贴合面过大而粘在一起，从而避免了活塞铁芯两端的水压不平衡的问题。

请参阅图7，图7为固定座的结构示意图。如图7所示，所述固定座2包括底座21、卡合部22和档杆23，所述卡合部22和档杆23均设置于所述底座21上。所述档杆23对称设置于所述卡合部22的两侧。所述卡合部22与所述底座21之间形成有卡槽24。

所述底座21、卡合部22和档杆23为一体结构。所述卡合部22具有柱状部221和挡止部222，所述挡止部222是自所述柱状部221的一端向外延伸形成的，所述挡止部222具有大端和小端，所述大端的直径大于所述柱状部221的直径，所述大端与底座之间形成卡槽24。硅胶片7穿过所述挡止部222和档杆23卡合于所述卡槽内，并套设于所述底座的外侧。本发明的卡槽24和档杆23可防止硅胶片7脱落，从而克服高水压下硅胶片7从卡槽上脱落的风险。

请参阅图8，图8为电磁线圈组与活塞铁芯配合的部分结构示意图。如图8所示，沿所述电磁线圈组11的轴线方向，所述电磁线圈组11内侧设置有多个平行均匀排列的筋条111，相邻的两个筋条111之间形成沟槽112。所述活塞铁芯14的侧面与所述筋条111平滑接触。本发明将活塞铁芯14与电磁线圈组11圆周配合面采用筋条式设计，减小活塞铁芯侧边接触面积，从而减小运动时所产生的摩擦力，延长活塞铁芯的使用寿命，避免电磁阀发生故障。

本发明的工作原理如下：当所述电磁阀导通时，所述磁铁12通电，导磁体13产生磁性，导磁体13吸附活塞铁芯14向导磁体13方向运动，使得位于导磁体13和活塞铁芯14之间的弹簧15处于压缩状态，此时固定座2由于不受活塞铁芯14的压力作用，固定座2向上运动，使得所述硅胶片7与所述阀片32处于相分离状态，从所述进水端33进入的流体通过硅胶片7和阀片32之间的间隙从所述出水端34流出；当所述电磁阀不导通时，所述导磁体13没有磁性，弹簧15的弹力回复，活塞铁芯14依靠弹簧的回复力远离导磁体13运动，此时，所述活塞铁芯14的接触部142对固定座2产生抵压作用，使得固定座2上的硅胶片7与所述阀片32相接触，从而使硅胶片7和阀片32之间的间隙封闭，阻止从所述进水端33进入的流体流出。

请继续参阅图4和5，所述开关装置还包括支架5，所述支架5设置于所述阀道6内靠近所述电磁阀1的一端，所述固定座2位于所述支架5内，所述固定座2通过对硅胶片7的挤压作用可沿所述支架5进行上下滑动。

请参阅图9和图10，图9为本发明机械阀初始状态的结构示意图；图10为本发明机械阀开启状态的结构示意图。图中箭头的方向为流体运动方向。如图9和图10所示，当不需要采用电磁阀开关水，或者电磁阀电池电量不足时，可手动旋拧机械阀4的螺纹杆41，使得螺纹杆41向靠近固定座2的方向运动直至顶起固定座2，使硅胶片7与阀片32相分离，开关装置处于通水状态；当螺纹杆41向远离固定座2的方向运动时，活塞铁芯14在弹簧15的弹力作用下向靠近固定座2的方向运动，使硅胶片7与阀片32相抵触，开关装置处于关水状态。从而实现普通非电子操作方式。

在另一个实施例中，请继续参阅图1和图11，图11为图1中固定架的结构示意图，如图1和图11所示，所述电磁阀盒体8上设置有卡条。所述开关装置还包括固定架10和电池盒11。

所述卡条包括第一卡条81、第二卡条82和第三卡条83。

所述固定架10包括基板101和设置于所述基板101上的卡合部，所述卡条卡合于所述卡合部中。所述基板101上还开设有供螺丝穿过的条形通孔106。所述卡合部包括第一卡合部102、第二卡合部103和第三卡合部104。所述第一卡合部102和第二卡合部103平行相对设置于所述基板101上，所述第三卡合部104设置于所述基板101上，且分别与所述第一卡合部102和第二卡合部103相垂直。所述第一卡合部102、第二卡合部103和第三卡合部104上分别设置有容纳槽105。所述第一卡条81和第二卡条82分别卡合于所述第一卡合部102和第二卡合部103的容纳槽105内，所述第三卡条83卡合于所述第三卡合部104的容纳槽105内。

请参阅图12，图12为电池盒与电磁阀盒体分解示意图。如图12所示，所述电池盒11可拆卸的卡合于所述盒体8的一侧。所述电池盒11的一侧开设有滑槽110，所述盒体8的一侧设置有与所述滑槽110相配合的凸条84；所述凸条84可滑动卡合于所述滑槽110内。

本发明具有如下优点：

（1）本发明的开关装置，其在活塞铁芯侧边开孔，使活塞铁芯后退到与尾端贴合时，也可以保证活塞铁芯上下端流体可以导通，从而使活塞铁芯上下腔承受水压平衡，避免压力差而影响将活塞铁芯切换到关水状态时因无法克服水的压力而导致电磁阀无法切换为关水状态。

（2）本发明的开关装置，其将密封硅胶片固定在固定座上，固定座与密封硅胶片之间做有倒扣结构，使两者之间有很强的拉紧力，克服高水压下导致两件分离脱开的风险。

（3）本发明的开关装置，其通过将活塞铁芯与电磁线圈组圆周配合面采用筋条式设计，减小活塞铁芯侧边与电磁线圈组的接触面积，从而减小运动时所产生的摩擦力，延长活塞铁芯的使用寿命，避免电磁阀发生故障。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (7)

1.一种开关装置，其特征在于：所述开关装置包括电磁阀（1）;

所述电磁阀包括电磁线圈组（11）、磁铁（12）、导磁体（13）、活塞铁芯（14）和弹性部件（15），所述磁铁、导磁体和活塞铁芯自所述电磁线圈组的一端至另一端依次设置于所述电磁线圈组内；

所述电磁线圈组内侧与所述活塞铁芯配合面上具有沟槽（112）；

所述导磁体具有凹部（16），所述凹部的底部开设有第一容纳孔（161）；

所述活塞铁芯的一端形成有与所述凹部（16）的形状相配合的凸部（141），所述凸部上开设有第二容纳孔（144），所述第一容纳孔与所述第二容纳孔相对应，所述弹性部件的两端分别容纳于所述第一容纳孔和第二容纳孔中；

所述活塞铁芯的侧面开设有与所述第二容纳孔连通的通孔（143）；

所述活塞铁芯的另一端形成有接触部（142），所述接触部与所述电磁线圈组之间形成第一腔体（17）；

所述活塞铁芯与所述电磁线圈组的配合面形成有通道，所述凹部和第一腔体依次通过所述第二容纳孔、通孔和通道连通；所述第一容纳孔和第二容纳孔的轴线与所述电磁线圈组（11）的轴线重合；

所述开关装置还包括固定座（2），所述固定座位于所述电磁线圈组的一端，且靠近所述接触部（142）；

所述固定座（2）包括底座（21）、卡合部（22）和档杆（23），所述卡合部（22）和档杆（23）均设置于所述底座（21）上；

所述档杆（23）对称设置于所述卡合部（22）的两侧；

所述卡合部（22）与所述底座（21）之间形成有卡槽（24）；

所述底座（21）、卡合部（22）和档杆（23）为一体结构；

所述卡合部（22）具有柱状部（221）和挡止部（222），所述挡止部（222）是自所述柱状部（221）的一端向外延伸形成的，所述挡止部（222）具有大端和小端，所述大端的直径大于所述柱状部（221）的直径，所述大端与底座（21）之间形成卡槽（24）；

硅胶片（7）穿过所述挡止部（222）和档杆（23）卡合于所述卡槽（24）内，并套设于所述底座（21）的外侧。

2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于：

所述通孔（143）与所述第二容纳孔垂直连通。

3.根据权利要求2所述的开关装置，其特征在于：

所述凸部（141）的形状为截头倒圆锥形。

4.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于：

沿所述电磁线圈组（11）的轴线方向，所述电磁线圈组（11）内侧设置有多个平行均匀排列的筋条（111），相邻的两个筋条之间形成沟槽（112）；

所述活塞铁芯（14）的侧面与所述筋条（111）平滑接触。

5.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于：

所述开关装置还包括水道组件（3）和机械阀（4）；

所述水道组件（3）包括水道（31），所述水道（31）自电磁阀盒体（8）的一侧向另一侧贯穿电磁阀盒体（8）；

所述水道（31）上设置有阀道（6），所述阀道（6）垂直于所述水道（31）的轴向，所述水道（31）内沿阀道（6）的轴向设置有阀片（32），所述阀片（32）靠近所述硅胶片（7）；

所述阀道（6）的一端密封连接有电磁阀（1），另一端与所述机械阀（4）连接；

所述磁铁通电，所述活塞铁芯靠近导磁体，所述弹性部件受压缩，所述固定座（2）远离阀片，所述硅胶片与所述阀片相分离；

所述磁铁断电，所述弹性部件回复弹力，所述活塞铁芯远离导磁体，所述固定座（2）靠近所述阀片，所述硅胶片与所述阀片相抵触。

6.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于：

所述机械阀（4）包括螺纹杆（41），所述螺纹杆（41）与所述阀道（6）螺纹连接。

7.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于：

所述开关装置还包括支架（5），所述支架（5）设置于所述阀道（6）内靠近所述电磁阀（1）的一端，所述固定座位于所述支架内，且通过所述硅胶片沿所述支架（5）可滑动。