CN107725786A - 一种安全先导电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁阀，包括第一先导阀和第二先导阀；所述第二先导阀设置有安全阀进水口，当所述安全阀进水口进入介质时，引起第二先导阀切断介质通路；当所述安全阀进水口没有进入介质时，所述第一先导阀连通或关闭介质通路。本发明提供的电磁阀具有超压自保护功能，并且会根据超压级别，可配合实现自动选用不同的保护方案：正常工作时，即水的压力在工作压力范围之内时，通断水路要靠启闭电源和第一先导式即普通先导阀来控制，第二先导式即安全阀不会起作用；当水路系统压力突然超过警戒值，压力传感器就会自动传输信号，这时水泵就会启动，安全阀进水口进入介质，第二先导阀开始工作，从而切断水路。

Description

一种安全先导电磁阀

技术领域

本发明属于电磁阀设计领域，具体涉及一种安全先导电磁阀。

背景技术

现有咖啡机、饮水机等使用的电磁阀，一般都采用常闭式直动电磁阀，通电时间短，若 长时间通电，则存在烧毁可能。并且当压差过大时，直动式电磁阀可能会关不严，引起泄露。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电磁阀，包括阀体、进水口和出水口，所述电磁阀还包括 第一先导阀和第二先导阀；所述第二先导阀设置有安全阀进水口，当所述安全阀进水口进入 介质时，引起第二先导阀切断介质通路；当所述安全阀进水口没有进入介质时，所述第一先 导阀连通或关闭介质通路。

所述介质包括液体；具体的，所述介质包括饮料；再具体的，所述介质包括水、咖啡、 果汁、含奶饮品中的至少一种。

当所述介质通路中的介质超压时，所述安全阀进水口进入介质；所述进入介质，优选所 述介质通过水泵进入；所述水泵包括或连接有压力传感器、自动化控制装置；所述水泵可实 现根据所述压力传感器检测的所述水路中的介质压力，在所述水路中的介质超压时，水泵自 动开启，介质通过水泵进入安全阀进水口；优选的，所述介质超压包括预先设定压力值，当 所述压力传感器检测的所述水路中的介质压力的压力值不小于所述预先设定压力值时，就为 介质超压；介质超压的判断、当介质超压时水泵的自动开启，这些技术均为自动化现有技术， 或通过现有的自动化技术或装置，本领域普通技术人员在得知本发明所描述的技术方案后， 不发挥创造性的劳动下，是可以实现的。

所述进水口、出水口、安全阀进水口中的“水”不是用来限制从“口”中经过的介质的性质 或种类的，即从所述进水口、出水口、安全阀进水口中经过的介质包括液体；具体的，所述 介质包括饮料；再具体的，所述介质包括水、咖啡、果汁、含奶饮品中的至少一种。

具体的，所述第一先导阀、第二先导阀和进水口两两垂直分布于所述阀体上。

具体的，当所述安全阀进水口没有进入介质时，所述电磁阀内部的介质通路包括依次由 进水口、第一先导阀、第二先导阀和出水口形成的通路；再具体的，所述进水口通过第一流 道与第一先导阀连通；所述第一先导阀通过第二流道与第二先导阀连通；所述第二先导阀通 过第三流道与所述出水口连通；所述第一流道为所述进水口、第一先导阀和阀体所形成的空 腔结构；所述第二流道为所述第一先导阀、第二先导阀和阀体所形成的空腔结构；所述第三 流道为所述第二先导阀、出水口和阀体形成的空腔结构；

具体的，以平行于地面的方向为水平面，所述第二先导阀平行于水平面或位于水平面上 方；再具体的，所述第二先导阀位于水平面上方并垂直于水平面。

具体的，所述第二先导阀还包括：由外到内依次包括上盖、安全阀膜片、磁铁、底座、 套在安全阀阀芯外的压缩弹簧、安全阀阀芯、第三密封垫、第四密封垫、密封垫支架；所述 安全阀膜片通过所述上盖连接到所述底座上，所述安全阀膜片包括一带孔的弹性结构，所述 磁铁镶嵌在所述弹性结构的孔中；当所述安全阀进水口未进入介质时，所述安全阀阀芯一端 吸附在所述磁铁上，另一端与所述第三密封垫连接，所述套在安全阀阀芯外的压缩弹簧处于 收缩状态；所述第四密封垫的边缘与所述底座连接，所述第四密封垫与所述底座形成一个空 腔结构，所述安全阀阀芯和第三密封垫位于该空腔结构中；所述第四密封垫上设置有2个以 上的孔，其中1个孔将第四密封垫套在所述密封垫支架外，所述第四密封垫上的另外的孔为 第二进水孔；所述底座和密封垫支架、第四密封垫又共同形成一个空腔结构，该空腔结构为 安全阀腔体，所述密封垫支架与所述第四密封垫之间设置有缝隙，所述第一先导阀依次通过 第二流道、所述第二进水孔、所述缝隙，与所述安全阀腔体连通；所述密封垫支架将所述第 四密封垫连接到所述阀体上，所述密封垫支架上设置有第二先导孔，所述安全阀腔体通过所 述第二先导孔依次与所述第三流道、出水口连通；当所述安全阀阀芯脱离所述磁铁时，所述 第三密封垫可密封所述第二先导孔；所述安全阀进水口连接到所述底座上；

再具体的，所述安全阀进水口与所述底座一体成型。

再具体的，所述底座通过自攻螺钉与所述阀体连接。

再具体的，所述缝隙通过在所述密封垫支架上设置凹槽结构来实现的。

再具体的，所述安全阀膜片为中间带孔的橡胶圈；所述孔的形状与所述磁铁的形状一致。

再具体的，所述第四密封垫上分布有6个第二进水孔；所述6个第二进水孔环绕所述密 封垫支架平均分布。

再具体的，所述上盖通过卡扣式结构连接到所述底座上。

再具体的，所述第三密封垫包括一凹槽结构，所述安全阀阀芯包括一凸起结构，所述凹 槽结构与所述凸起结构相互契合。

所述第一先导阀由外到内依次包括：自攻螺钉、线包支架、线包、磁轭圈、垫片、不锈 钢衬套、压缩弹簧、活动阀芯、密封垫、膜片、膜片支架；所述膜片上设置有2个以上的孔，其中1个孔将膜片套在所述膜片支架外，所述膜片上另外的孔为第一进水孔；所述膜片、膜片支架与所述不锈钢衬套形成一个空腔结构，所述膜片支架上设置有通道，所述进水口依次 通过第一流道、通道、第一进水孔、与所述空腔结构连通；所述膜片支架上设置有第一先导 孔，所述空腔结构通过所述第一先导孔与所述第二流道连通；所述膜片支架将所述膜片连接 到所述阀体上；

所述活动阀芯下端有一凸起结构，所述密封垫设置有一凹槽结构，所述凸起结构与所述 凹槽结构契合；

再具体的，所述通道为设置于膜片支架上的一突出的管状结构，所述管状结构可紧密套 合于所述第一进水孔中；

再具体的，所述不锈钢衬套为拉伸一次成型。

所述进水口由外到内依次包括堵头座、密封环、密封垫、堵头、弹簧、定位座、过滤网、 节流孔板、O形圈、缓冲座。

本发明的另一个目的是提供本发明任一所述电磁阀在饮料机中的应用。

具体的，所述饮料机包括具有超压保护功能的饮料机。

具体的，所述超压保护功能包括当饮料机中的水路系统压力突然超过预先设定好的警戒 值时，所述电磁阀会切断水路出水口。

具体的，所述饮料机包括饮水机、咖啡机。

在一个优选的实施例中，本发明提供的电磁阀可与水直接接触，符合国际相应标准，体 积小、流量大、压力高、重量轻、噪音小、使用寿命长、安全可靠。

本发明提供的电磁阀可有效解决饮水机出现的反压泄露、无法长时间通电等问题，提高 产品的性能，延长使用寿命。本发明提供的大流量先导阀，通过结构设计，工作压力范围为 0.2～10bar，适合应用于流量大但电压固定的饮水机中。

本发明提供的电磁阀具有超压保护功能，当水路系统压力突然超过预先设定好的警戒值 时，本发明提供的电磁阀会切断水路出水口。

附图说明

图1为安全先导电磁阀的分解图。

图2为安全先导电磁阀的俯视图。

图3为安全先导电磁阀的立体结构三维图。

图4为安全先导电磁阀的立体结构三维图的剖面图。

图5为安全先导电磁阀的立体结构三维图的剖面图。

图6为密封垫支架的三维图。

图7为第二先导阀的第四密封垫的三维图。

图8为第一先导阀的膜片的三维图。

上述附图中的标记说明：

1为阀体；2为膜片；3为膜片支架；4为不锈钢衬套；5为第一密封垫；6为自攻螺钉一； 7为活动阀芯；8为线包支架；9为第一压缩弹簧；10为磁轭圈；11为垫片；12为节流孔板；13为过滤网；14为O形圈；15为堵头座；16为第二密封垫；17为堵头；18为第二压缩弹 簧；19为定位座；20为上盖；21为安全阀膜片；22为磁铁；23为底座；24为安全阀阀芯； 25为第三压缩弹簧；26为第三密封垫；27为第四密封垫；28为密封垫支架；29为密封环； 30为缓冲座；31为自攻螺钉二；32为线包；33为第一先导孔；34为安全阀进水口；35为第 二先导孔；36为安全阀腔体；37为第一进水孔；38为进水口；39为出水口；40为第一流道； 41为第二流道；42为第二进水孔；43为第一先导阀；44为第二先导阀；45为第三流道；46 为通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述电磁阀做进一步说明。

下述实施例中所使用的方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、仪器、零部件等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例、一种安全先导电磁阀

(一)基本工作原理

本实施例提供的安全先导电磁阀有2个先导式结构，第一个先导式结构为不受水压限制 的普通先导阀；第二个先导式结构为起安全保护作用的安全阀；本实施例提供的所述安全先 导电磁阀具有超压自保护功能，并且会根据超压级别，可配合实现自动选用不同的保护方案， 具体过程为：正常工作时，即介质的压力在工作压力范围之内时(介质压力为低压、中压)， 介质依次经进水口、第一先导式结构、第二先导式结构、到出水口，此时，通断水路要靠启 闭电源和第一先导式即普通先导阀来控制，第二先导式结构与第一先导式结构和出水口处于 导通状态；当系统压力突然超过警戒值，压力传感器就会自动传输信号，这时水泵就会启动 将水压传输到第二先导式即先导式安全阀进水口，在水压作用下，第二先导式结构切断或关 闭水路。

其中，所述压力传感器、水泵、电源是配合本实施例所述安全先导电磁阀正常工作所需 要的结构，但并不属于本申请所述安全先导电磁阀的结构组成部分；所述水泵的启动、电源 的断电是通过现有的可实现自动化的结构或装置来完成的；所述低压、中压、高压的具体的 压力范围值都是现有的可实现自动化的结构或装置中根据实际正常工作压力或需要的工作压 力等情况，预先设定好的。

(二)基本结构和功能

本实施例电磁阀的基本结构包括：阀体、进水口、第一先导阀、第二先导阀和出水口； 所述第二先导阀设置有安全阀进水口，当所述安全阀进水口进入介质时，引起第二先导阀切 断介质通路；当所述安全阀进水口没有进入介质时，所述第一先导阀连通或关闭介质通路。

在一个优选的实施例中，所述第一先导阀、第二先导阀和进水口两两垂直分布于所述阀 体上。优选的，所述阀体为塑料阀体。

在一个优选的实施例中，当所述安全阀进水口没有进入介质时，所述电磁阀内部的介质 通路包括依次由进水口、第一先导阀、第二先导阀和出水口形成的通路；

在一个优选的实施例中，所述进水口通过第一流道与第一先导阀连通；所述第一先导阀 通过第二流道与第二先导阀连通；所述第二先导阀通过第三流道与所述出水口连通；所述第 一流道为所述进水口、第一先导阀和阀体所形成的空腔结构；所述第二流道为所述第一先导 阀、第二先导阀和阀体所形成的空腔结构；所述第三流道为所述第二先导阀、出水口和阀体 形成的空腔结构；

在一个优选的实施例中，以平行于地面的方向为水平面，所述第二先导阀平行于水平面 或位于水平面上方；在一个最优选的实施例中，所述第二先导阀位于水平面上方并垂直于水 平面。

在一个优选的实施例中，如图1-8所示，所述第二先导阀44的分解结构由外到内依次包 括上盖20、安全阀膜片21、磁铁22、底座23、第三压缩弹簧25、安全阀阀芯24、第三密封垫26、第四密封垫27、密封垫支架28；所述安全阀膜片21通过所述上盖20连接到所述底 座23上，所述安全阀膜片21包括一带孔的弹性结构，所述磁铁22镶嵌在所述弹性结构的孔中；当所述安全阀进水口34未进入介质时，所述安全阀阀芯24一端吸附在所述磁铁22上，另一端与所述第三密封垫26连接；所述第四密封垫27的边缘与所述底座23连接，所述第四密封垫27与所述底座23形成一个空腔结构，所述安全阀阀芯24和第三密封垫26位于该空腔结构中；所述第四密封垫27上设置有2个以上的孔，其中1个孔将第四密封垫27套在所 述密封垫支架28外，所述第四密封垫27上的另外的孔为第二进水孔42；所述底座23和密 封垫支架28、第四密封垫27又共同形成一个空腔结构，该空腔结构为安全阀腔体36，所述 密封垫支架28与所述第四密封垫27之间设置有缝隙，所述第一先导阀依次通过第二流道41、 所述第二进水孔42、所述缝隙，与所述安全阀腔体36连通；所述密封垫支架28将所述第四 密封垫27连接到所述阀体1上，所述密封垫支架28上设置有第二先导孔35，所述安全阀腔 体36通过所述第二先导孔35依次与所述第三流道45、出水口39连通；当所述安全阀阀芯 24脱离所述磁铁22时，所述第三密封垫26可密封所述第二先导孔35；所述安全阀进水口 34连接到所述底座23上；

所述第三压缩弹簧25套在所述安全阀阀芯24的外面；当所述安全阀进水口34未进入介 质时，所述第三压缩弹簧25处于收缩状态；当所述安全阀进水口34进入介质时，所述第三 压缩弹簧25复位，可确保在安全阀动作时，第三压缩弹簧25的复位弹力带动安全阀阀芯24 和第三密封垫26及时压住第二先导孔35；

在一个优选的实施例中，所述安全阀进水口34与所述底座23一体成型。

在一个优选的实施例中，所述缝隙通过在所述密封垫支架上设置凹槽结构来实现的。

在一个优选的实施例中，所述底座23通过自攻螺钉二31与所述阀体1连接。

在一个优选的实施例中，所述安全阀膜片21为中间带孔的橡胶圈；所述孔的形状与所述 磁铁22的形状一致。

在一个优选的实施例中，所述第四密封垫27上分布有6个第二进水孔；所述6个第二 进水孔环绕所述密封垫支架28平均分布。

在一个优选的实施例中，所述安全阀进水口34通过卡扣式结构连接到所述底座23上； 安全阀进水口34外壳零件为卡扣式安装，不使用螺钉，装配快、方便。

在一个优选的实施例中，所述第三密封垫26包括一凹槽结构，所述安全阀阀芯24包括 一凸起结构，所述凹槽结构与所述凸起结构相互契合。

所述第一先导阀43的分解结构由外到内依次包括：自攻螺钉一6、线包支架8、线包32、 磁轭圈10、垫片11、不锈钢衬套4、第一压缩弹簧9、活动阀芯7、第一密封垫5、膜片2、 膜片支架3；所述膜片2上设置有2个以上的孔，其中1个孔将膜片2套在所述膜片支架3 外，所述膜片2上另外的孔为第一进水孔37；所述膜片2、膜片支架3与所述不锈钢衬套4 形成一个空腔结构，所述膜片支架3上设置有通道46，所述进水口38依次通过第一流道40、 通道46、第一进水孔37、与所述空腔结构连通；所述膜片支架上设置有第一先导孔33，所 述空腔结构通过所述第一先导孔33与所述第二流道41连通；所述膜片支架3将所述膜片2 连接到所述阀体1上；

在一个优选的实施例中，所述通道46为设置于膜片支架上的一突出的管状结构，所述管 状结构可紧密套合于所述第一进水孔37中。

在一个优选的实施例中，所述活动阀芯7下端有一凸起结构，所述第一密封垫5设置有 一凹槽结构，所述凸起结构与所述凹槽结构契合。

在一个优选的实施例中，所述不锈钢衬套4为拉伸一次成型；所述不锈钢衬套代替传统 车削衬套，提高了零件表面质量和生产效率。

所述进水口38的分解结构由外到内依次包括堵头座15、密封环29、第二密封垫16、堵 头17、第二压缩弹簧18、定位座19、过滤网13、节流孔板12、O形圈14、缓冲座30；

上述进水口38的结构可确保安装、使用现场的环境中尘埃难以进入，可减少故障发生， 结构上可拆卸、易清洗。

出水口包括出水口39。

在一个优选的实施例中，所有接触所述介质的零件均为食品级，耐腐蚀，不能生锈。所 有零件符合RoHS、REACH、FDA环保要求。

在一个优选的实施例中，主要技术指标包括

DC 12V；

功率：7W；

环境温度：0-50℃；

工作介质：无腐蚀性气体、液体；

最高流体温度：100℃；

工作压力：0.2-15bar

绝缘等级：H

接线方式：4.8×0.8

(三)主要工作过程

具体的，以其中一个优选的实施例为例，解释说明本发明所述安全先导电磁阀，其主要 工作过程：

如图1-8所示，电磁阀通电(现有商务饮水机有启动按钮或感应装置，使用过程中会通 过启动按钮或感应装置来控制电磁阀的通断电)，第一先导阀43的活动阀芯7克服第一压缩 弹簧9的弹力，被磁轭圈10吸起(此时磁轭圈10代替固定阀芯作用，阀芯7为活动阀芯作 用)，所述第一密封垫5随着活动阀芯7也被吸起，第一先导孔33打开；

介质从进水口38进入，依次经过第一流道40、膜片支架3上的通道46、膜片2上第一进水孔37、所述膜片2、膜片支架3与所述不锈钢衬套4形成的空腔结构、打开的第一先导 孔33，然后进入第二先导阀44的第二流道41；

当压力传感器检测到水压为低、中级或正常时，第二先导阀44安全阀进水口34未通水 压，安全阀膜片21中的磁铁22未动作，保持磁铁22吸起安全阀阀芯24，第二先导孔35处 于导通状态；

上述进入第二流道41的介质再依次经过第四密封垫27上的第二进水孔42、所述密封垫 支架28与所述第四密封垫27之间的缝隙、安全阀腔体36、处于导通状态的第二先导孔35、 第三流道45，和出水口39。

当压力传感器检测到水压为低、中级或正常时，安全阀进水口34未通水，系统采用切断 电磁阀电源方式，磁轭圈10的磁力消失，不能再吸住活动阀芯7，活动阀芯7通过自身重力 和第一压缩弹簧9的弹簧力作用下复位同时关闭第一先导孔33，切断出水。

当压力传感器检测到高压或超压时，系统启动水泵使介质进入安全阀进水口34，第二先 导阀44开始动作：进入安全阀进水口34的介质使得安全阀膜片21和安装在其中的磁铁22 一同受压,该介质及其压力使得安全阀阀芯24脱离磁铁22的磁吸力，安全阀阀芯24与磁铁 22分开，套在安全阀阀芯24外的第三压缩弹簧25复位，介质压力和第三压缩弹簧25的复 位弹力共同使得安全阀阀芯24推动第三密封垫26压住密封第二先导孔35，即封闭了从第二 先导孔35到第三流道45、出水口39之间的通道；与此同时，进入第二流道41内的介质从 第四密封垫27上的第二进水孔42进入安全阀腔体36，当第二先导阀垂直于水平面上方安装 时，安全阀腔体36内的介质压力与上述安全阀阀芯24共同作用压住第二先导孔35，确保出 水口不出水。

Claims (10)

1.一种电磁阀，包括阀体、进水口和出水口，其特征在于：所述电磁阀还包括第一先导阀和第二先导阀；所述第二先导阀设置有安全阀进水口，当所述安全阀进水口进入介质时，引起第二先导阀切断介质通路；当所述安全阀进水口没有进入介质时，所述第一先导阀连通或关闭介质通路。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述第一先导阀、第二先导阀和进水口两两相互垂直分布于所述阀体上。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于：当所述安全阀进水口没有进入介质时，所述电磁阀内部的介质通路包括依次由进水口、第一先导阀、第二先导阀和出水口形成的通路。

4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于：所述进水口通过第一流道与第一先导阀连通；所述第一先导阀通过第二流道与第二先导阀连通；所述第二先导阀通过第三流道与所述出水口连通；所述第一流道为所述进水口、第一先导阀和阀体所形成的空腔结构；所述第二流道为所述第一先导阀、第二先导阀和阀体所形成的空腔结构；所述第三流道为所述第二先导阀、出水口和阀体形成的空腔结构。

5.根据权利要求1-4任一所述的电磁阀，其特征在于：以平行于地面的方向为水平面，所述第二先导阀平行于水平面或位于水平面上方。

6.根据权利要求4或5任一所述的电磁阀，其特征在于：

所述第二先导阀还包括：由外到内依次包括上盖、安全阀膜片、磁铁、底座、套在安全阀阀芯外的压缩弹簧、安全阀阀芯、第三密封垫、第四密封垫、密封垫支架；所述安全阀膜片通过所述上盖连接到所述底座上，所述安全阀膜片包括一带孔的弹性结构，所述磁铁镶嵌在所述弹性结构的孔中；当所述安全阀进水口未进入介质时，所述安全阀阀芯一端吸附在所述磁铁上，另一端与所述第三密封垫连接，所述套在安全阀阀芯外的压缩弹簧处于收缩状态；所述第四密封垫的边缘与所述底座连接，所述第四密封垫与所述底座形成一个空腔结构，所述安全阀阀芯和第三密封垫位于该空腔结构中；所述第四密封垫上设置有2个以上的孔，其中1个孔将第四密封垫套在所述密封垫支架外，所述第四密封垫上的另外的孔为第二进水孔；所述底座和密封垫支架、第四密封垫又共同形成一个空腔结构，该空腔结构为安全阀腔体，所述密封垫支架与所述第四密封垫之间设置有缝隙，所述第一先导阀依次通过第二流道、所述第二进水孔、所述缝隙，与所述安全阀腔体连通；所述密封垫支架将所述第四密封垫连接到所述阀体上，所述密封垫支架上设置有第二先导孔，所述安全阀腔体通过所述第二先导孔依次与所述第三流道、出水口连通；当所述安全阀阀芯脱离所述磁铁时，所述第三密封垫可密封所述第二先导孔；所述安全阀进水口连接到所述底座上；

和/或，所述第一先导阀由外到内依次包括：自攻螺钉、线包支架、线包、磁轭圈、垫片、不锈钢衬套、压缩弹簧、活动阀芯、密封垫、膜片、膜片支架；所述膜片上设置有2个以上的孔，其中1个孔将膜片套在所述膜片支架外，所述膜片上另外的孔为第一进水孔；所述膜片、膜片支架与所述不锈钢衬套形成一个空腔结构，所述膜片支架上设置有通道，所述进水口依次通过第一流道、通道、第一进水孔、与所述空腔结构连通；所述膜片支架上设置有第一先导孔，所述空腔结构通过所述第一先导孔与所述第二流道连通；所述膜片支架将所述膜片连接到所述阀体上。

7.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀具有下述1)-5)所述特征中的至少一种：

1)所述第四密封垫上分布有6个第二进水孔；

2)所述上盖通过卡扣式结构连接到所述底座上；

3)所述安全阀膜片为中间带孔的橡胶圈；

4)所述第三密封垫包括一凹槽结构，所述安全阀阀芯包括一凸起结构，所述凹槽结构与所述凸起结构相互契合；

5)所述不锈钢衬套为拉伸一次成型。

8.根据权利要求1-7任一所述的电磁阀，其特征在于，所述进水口由外到内依次包括堵头座、密封环、密封垫、堵头、弹簧、定位座、过滤网、节流孔板、O形圈、缓冲座。

9.权利要求1-8任一所述电磁阀在饮料机中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述饮料机包括饮水机、咖啡机。