CN107830202A - 多段可组合阀芯结构的电磁操作阀 - Google Patents

Abstract

多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，包括：多段可组合阀芯和与其相配套的阀体，阀芯包括至少三段阀芯本体和与其相配合的骨架，按照阀芯的结构形式将阀芯本体和相配合的骨架依次组装后，并装入相配套的阀体内，骨架的外侧与阀体的内壁之间密封连接，骨架的内侧凸面与阀芯本体之间浮动密封连接。通过阀芯本体与骨架的浮动密封连接，使阀芯本体在最短的位移行程中，阀芯本体和骨架之间的流量能得到最大保证，使电磁操作阀在有效时间内的反应速度及动作频率得到极大地提升，避免了密封件和骨架之间的摩擦，提高了电磁操作阀使用寿命，将阀芯设计为组合式结构，在需要情况下，通过增加相应数量的阀芯本体和与之配套的骨架，可实现电磁操作阀的扩展应用。

Description

多段可组合阀芯结构的电磁操作阀

技术领域

本发明涉及电磁操作阀设备技术领域，具体涉及多段可组合阀芯结构的电磁操作阀。

背景技术

现有的电磁操作阀的阀芯为一体式结构，如图1所示，阀芯与阀体的内壁之间通过密封件密封连接，当需要做气体交换时，需要阀芯滑动至密封件与阀体的内壁非接触时，才能产生气体交换，这样，导致阀芯的行程很长，所以，在有效时间内反应速度及动作频率就比较慢，且密封件和阀体长时间的接触后，密封件易磨损，会直接影响到电磁操作阀的寿命，另外，当需要小型电磁操作阀时，因阀体内孔很小，就不能再进行勾槽处理，不能实现小型化，限制了电磁操作阀的使用及普及。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一种分段可组合阀芯结构的电磁操作阀，包括多段可组合阀芯和与其相配套的阀体；

多段可组合阀芯包括至少三段阀芯本体和与其相配合的骨架；

按照组合阀芯的结构形式将阀芯本体和相配合的骨架依次组装，并装入相配套的阀体内，骨架的外侧与阀体的内壁之间密封连接，骨架的内侧凸面与阀芯本体之间浮动式密封连接。

一种实施例中，阀芯本体设有多个密封件，骨架的内侧具有与密封件相配合的接触部，阀芯本体与骨架配合组装后，密封件位于接触部的侧面，阀芯本体于骨架内浮动时，密封件的侧面与接触部的侧面接触时形成浮动密封界面，密封件的侧面与接触部的侧面分离时浮动密封界面解除密封。

一种实施例中，阀芯本体设有平衡圈，阀芯本体与骨架配合组装后，平衡圈用于平衡组合后的阀芯本体。

一种实施例中，骨架设有浮动密封界面解除密封时将阀芯本体和骨架之间的气体介质进出的通孔。

一种实施例中，多段可组合连接的阀芯本体之间的接触端的连接方式为：过盈配合组装、松配合组装、螺纹配合组装中的任一种或任两种组合。

一种实施例中，多段可组合连接的阀芯本体之间的过盈配合处分别设有密封圈。

一种实施例中，多段可组合连接的阀芯本体的螺纹拼接处分别设有螺纹密封圈或采用螺纹胶密封。

一种实施例中，密封组装的阀芯本体沿中心位置设有通孔，多段可组合连接的阀芯本体密封组装后内部之间通过通孔连通。

一种实施例中，阀芯本体的材质为金属材质或塑料材质。

一种实施例中，塑料材质的阀芯本体可一体注塑成型。

一种实施例中，阀体的腔体表面为光滑面。

一种实施例中，骨架的外侧为凹凸相间结构，多段可组合阀芯装入阀体后，骨架外侧的凸部通过密封圈与阀体的内壁密封接触，骨架的外侧基准面与阀体的内壁形成密封腔。

一种实施例中，阀体的表面设有与密封腔连通的通气孔。

依据上述实施例的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，由于多段可组合的阀芯本体与其相配合的骨架之间的密封是浮动式密封结构，只需解除骨架内侧与阀芯本体之间的浮动密封，使阀芯本体在最短的位移行程中，就可使阀芯本体和骨架之间的流量得到最大的保证，相对于老型滑柱式结构的电磁操作阀，可以使电磁操作阀在有效时间内的反应速度及动作频率得到极大的提高，且，避免了密封件和骨架之间的摩擦，极大地提高了电磁操作阀的使用寿命，使与阀芯相配套的阀体结构变得简单，及骨架在阀体外加工，极大地简化了电磁操作阀整体结构的加工难度，通过阀芯的多段组合设计不仅可以实现电磁操作阀的小型化，另外，在需要的情况下，通过增加相应数量的阀芯本体和与之配套的骨架组装，还可进一步实现电磁操作阀的扩展应用。

附图说明

图1为一体式电磁操作阀芯结构的电磁操作阀结构示意图；

图2为本例的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀结构示意图；

图3为本例的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀另一结构示意图；

图4为本例的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀另一结构示意图；

图5为本例的多段可组合式阀芯本体结构示意图；

图6为本例的多段可组合式阀芯本体另一结构示意图；

图7为本例的骨架结构示意图；

图8为多段可组合阀芯本体另一种结构示意图；

图9为多段可组合阀芯本体和骨架改进的另一结构示意图；

图10为密封圈的另一结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

为解决现有的一体式阀芯结构的电磁操作阀在有效时间内反应速度及动作频率慢、整体结构加工难度大、及不能小型化的问题，本例通过将阀芯设计为多段可组合阀芯结构，以解决现有一体式阀芯结构的电磁操作阀所存在的各种问题，为此，本例提供一种多段可组合阀芯结构的电磁操作阀。

本例的电磁操作阀整体结构图请参考图2-图4，本领域技术人员通过简单变形还可以设计其他形状的组合式结构，包括多段可组合阀芯1和与其相配套的阀体2，其中，多段可组合阀芯1包括至少三段阀芯本体11和与其相配合的骨架12，按照组合阀芯1的结构形式将多段阀芯本体11和相配合的骨架12依次组装后，装入相配套的阀体2内，骨架12的外侧与阀体2的内壁之间密封连接，骨架12的内侧凸面与阀芯本体11之间浮动式密封连接。

本例通过将阀芯设计为多段组合式结构，每一段阀芯本体11和与其配合的骨架12均能小型化单独加工，所以，通过加工小型的阀芯本体11和与其配合的骨架12能实现电磁操作阀的小型化，多段式加工还能简化各部件的加工难度；另外，通过增加相应数量的阀芯本体11和与其配合的骨架12，能实现电磁操作阀的扩展应用；另外，通过设计骨架12的内侧凸面与阀芯本体11之间浮动式密封连接，浮动式密封结构使阀芯本体在最短的位移行程中，就可使阀芯本体和骨架之间的流量得到最大的保证，可以使电磁操作阀在有效时间内的反应速度及动作频率得到极大的提高。

为了证明本例的电磁操作阀能实现上述各功能，本例的电磁操作阀以三段阀芯本体11、与三段阀芯本体11相配合的两段骨架12、及相配套的阀体2为例，具体描述电磁操作阀的结构设计及工作原理，对于大于三段的阀芯本体11、与其相配合的骨架12及相配套的阀体2的简单变形组装也均在本发明的保护范围内，需要说明的是，本例的三段阀芯本体11、两段骨架12和相配套的阀体2组装后，使电磁操作阀能形成2位5通或3位5通的结构形式，相应的，根据实际应用，本领域技术人员通过对阀芯本体11和骨架12进行简单变形，也可以使电磁操作阀形成大于2个位置及多于5个气体介质流通通道的结构形式。

为了方便详细描述，将三段阀芯本体11分别称为首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c，及将两段骨架12分别称为前骨架12a和后骨架12b。

其中，三段阀芯本体11的具体结构如图5-图6所示，具体的，如图5所示，首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c组合连接的接触端过盈配合组装；在其他实施例中，过盈配合处还可以设置密封圈，以实现多段可组合连接的首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c密封过盈配合组装；在其他实施例中，首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c沿中心位置设有通孔，这样，首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c密封过盈配合组装后，内部之间通过通孔连通，以实现多段可组合阀芯本体11内部气体的流通；在其他实施例中，首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c组合连接的接触端也可以是通过紧配合和松配合相结合进行组装。

如图6所示，首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c组合连接的接触端螺纹配合组装，或者螺纹密封组装，如，螺纹配合组装的螺纹拼接处分别设有螺纹密封圈3，螺纹密封圈3可以设置于螺纹拼接处的首端，也可以设置于螺纹拼接处的尾端，不作具体限定，或者，螺纹拼接处采用螺纹胶密封。同样的，这种螺纹密封结构的阀芯本体11沿中心位置也可以设有通孔，这样，多段可组合连接的阀芯本体11密封组装后内部之间通过通孔连通，以实现气体的流动。

在其他实施例中，首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c组合连接的接触端也可以是松配合组装，还可以是过盈配合组装、松配合组装、螺纹配合组装中任两种组合，具体根据实际需要设计。

多段可组合阀芯本体11可按照上述的组装方式进行组装，其具体结构可根据实际需要进行制定，本例的首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c具体结构请继续参考图5或图6，其中，中部阀芯本体11b呈中部圆突两端水平的结构体，且，靠近圆突边缘的两侧分别设有用于放置密封圈5的凹槽11b1；进一步，为了防止组合拼接的阀芯本体11中的各段阀芯本体在工作的过程中发生偏心，本例的首部阀芯本体11a和尾部阀芯本体11c分别设有用于安装平衡圈的平衡凹槽(11a1,11c1)，通过向平衡凹槽(11a1,11c1)内增加平衡圈4就能达到保持组装拼接的阀芯本体11平衡工作。

进一步，请继续参考图5首部阀芯本体11a设有前密封凹槽11a2，尾部阀芯本体11c也设有后密封凹槽11c2；其中，前密封凹槽11a2用于放置前密封圈7，后密封凹槽11c2用于放置后密封圈6；使阀芯本体11与骨架12之间通过前密封圈7和后密封圈6形成多个浮动密封界面。

为了实现前骨架12a和后骨架12b分别与首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c配合安装形成浮动式密封，本例的前骨架12a和后骨架12b的具体结构图请参考图7，前骨架12a和后骨架12b的内侧和外侧均为凹凸结构，且，当前骨架12a和后骨架12b组装后，组装后的骨架12的内侧由组装接触端向两端依次为内侧凹部(12a1、12b1)和内侧基准面(12a2、12b2)，组装后的骨架12的外侧由组装接触端向两端依次为凹凸结构，其中，骨架12的外侧凸部(12a3、12b3)相对于骨架12的外侧基准面(12a4、12b4)向外侧凸出。

进一步，骨架12内侧设有与上述密封圈5、前密封圈7和后密封圈6相配合的接触部，具体的，内侧凹部(12a1、12b1)相对于内侧基准面(12a2、12b2)凹陷，使得密封圈5恰好落入内侧凹部(12a1、12b1)内，即密封圈5位于内侧基准面(12a2、12b2)之间，以实现内侧基准面(12a2、12b2)为与密封圈5相配合的接触部；进一步，内侧基准面12a2上设有与前密封圈7相配合的内侧前凸部12a5，即，内侧前凸部12a5为与前密封圈7相配合的接触部，内侧基准面12b2上设有与后密封圈6相配合的内侧后凸部12b5，即，内侧后凸部12b5为与后密封圈6相配合的接触部；因此，阀芯本体11于骨架12内浮动时，密封圈5、前密封略7和后密封圈6通过与相应的接触部密封接触时形成相应的浮动密封界面，具体的浮动密封配合过程如下描述。

以首部阀芯本体11a、中部阀芯本体11b和尾部阀芯本体11c的接触端过盈配合拼接为例进行说明阀芯本体11与骨架12之间的浮动式密封连接，先将平衡圈4放入尾部阀芯本体11c的平衡凹槽11c1内，再将后密封圈6放入尾部阀芯本体11c的后密封凹槽11c2内，再将尾部阀芯本体11c装入后骨架12b内，此时，尾部阀芯本体11c与后骨架12b的内侧非接触，且后密封圈6位于内侧后凸部12b5侧面。

在装入中部阀芯本体11b之前，需将先将密封圈5装入中部阀芯本体11b的凹槽11b1内，密封圈5可以是宽平状结构。在其他实施例中，密封圈5也可以是一体化u型或Ⅴ型密封圈，密封圈5为V型密封圈的阀芯本体11的结构，中部阀芯本体11b于圆突中部设有凹槽11b1，将V型密封圈装入凹槽11b1即可，如图8所示。

然后，将中部阀芯本体11b装入后骨架12b内，如果中部阀芯本体11b与尾部阀芯本体11c的接触处是过盈配合拼接，则需要使用特制的铆压设备将中部阀芯本体11b与尾部阀芯本体11c的接触端压接好，如果是螺纹配合拼接，则需要用专用的工具将中部阀芯本体11b与尾部阀芯本体11c的接触端连接好即可。

然后，将前骨架12a拼接于后骨架12b上，使得中部阀芯本体11b设置的密封圈5恰好位于内侧凹部12a1和内侧凹部12b1之间，即密封圈5位于内侧基准面12a2和内侧基准面12b2的两侧面之间。

最后，将首部阀芯本体11a装入前骨架12a内，首部阀芯本体11a的设置与尾部阀芯本体11c的设置相同，如设置有平衡圈4和前密封圈7，另外，根据实际需要可以将首部阀芯本体11a与中部阀芯本体11b的接触处设计为过盈配合、螺纹配合或松配合等配合方式，由此，完成阀芯本体11与骨架12的组合安装，阀芯本体11和骨架12的组合结构图如图9所示。

需要说明的是，在其他实施例中，密封圈5、前密封圈7和后密封圈6也可以是密封橡胶和阀芯本体11直接进行硫化处理，使橡胶体产生密封效果，如图10所示。

将上述组装好的阀芯1装入相配套的阀体2内，骨架12的外侧凸部(12a3、12b3)与阀体2的内壁通过密封圈密封接触，骨架12的外侧基准面(12a4、12b4)与阀体2的内壁形成密封腔，参考图2-4；根据实际电磁操作阀的需要，可以在阀体2的表面设置与密封腔连通的通气孔，以便使电磁操作阀通过通气孔将阀芯1内部的气体对外部设备做功。

将上述的阀芯本体11与相配合的骨架12组装后装入阀体2内，当阀芯本体11于骨架12内滑动时，密封圈5、前密封圈7和后密封圈6与骨架12内侧的相应的接触部浮动密封接触形成相应的多个浮动密封界面，以实现气体的交换。如，当阀芯本体11于骨架12内向首部方向滑动时，密封圈5的侧面与内侧基准面12a2的侧面密封接触，使得，密封圈5与内侧基准面12a2形成浮动密封界面，及，后密封圈6与内侧后凸部12b5的侧面密封接触以形成浮动密封界面，相应的，另一个密封圈5与内侧基准面12b2分离，使得该密封圈5与内侧基准面12b2之间的浮动密封界面解除密封，及前密封圈7与内侧前凸部12a5之间的浮动密封界面解除密封。

由于阀芯本体11和骨架12之间通过侧面浮动密封连接，这种浮动式密封结构使阀芯本体11在最短的位移行程中，阀芯本体11和骨架12之间的流量能得到最大保证，使电磁操作阀在有效时间内的反应速度及动作频率得到极大地提升，避免了密封圈5和骨架12之间的摩擦，提高了电磁操作阀使用寿命。

进一步，骨架12设有浮动密封界面解除密封时将阀芯本体11和骨架12之间的气体介质进出的通孔，如，为了实现快速引流气体介质，骨架12环设有多个通孔。

需要说明的是，本例的阀芯本体11的材质可以是金属材质，也可以是塑料材质，具体根据实际应用选择，其中，塑料材质的阀芯本体11可注塑成型。

由于本例的电磁操作阀是通过阀芯本体11和骨架12之间的浮动式密封实现获取气体流量，而阀体2与骨架12之间通过卡环8进行固定，从而，使得阀体2的腔体表面无需进行复杂加工，如可以直接加工成光滑的腔体，从而使阀体2的腔体结构设计简单，易于加工。

另外，为了实现阀芯本体11的滑动，本例还包括控制部，控制部包括弹性挤压复位部和驱动部，弹性挤压复位部可以是弹簧，弹性挤压复位部位于尾部阀芯本体11c的尾部，驱动部位于首部阀芯本体11a前端，并与阀体2密封连接。

电磁操作阀的工作方式是：弹性挤压复位部挤压尾部阀芯本体11c时，密封圏5与前骨架12a的内侧基准面12a2形成浮动密封界面，这时，后骨架12b与中部阀芯本体11b之间的浮动密封界面解除密封，后骨架12b、尾部阀芯本体11c和中部阀芯本体11b的部分之间的流量能得到最大保证；相应的，驱动部驱动首部阀芯本体11a向尾部方向移动，密封圈5与后骨架12b的内侧基准面12b2开成浮动密封界面，这时，前骨架12a与中部阀芯本体11b之间的浮动密封界面解除密封，前骨架12a、首部阀芯本体11a和中部阀芯本体11b的部分之间的流量能得到最大保证。

本例的驱动部包括动铁芯、静铁芯、线圈、弹簧和顶杆，静铁芯一端固定于阀体2的开口端，弹簧套设于静铁芯外部，当线圈通电时，产生电磁，将动铁芯和静铁芯吸合，动铁芯推动顶杆向首部阀芯本体11a侧，且推动力大于弹性挤压复位部的压力，使整体的阀芯本体11向尾部侧移动，实现了气体介质的切换，当线圈断电时，电磁场力消失，动铁芯和静铁芯断开，顶杆回到自由状态，弹性挤压复位部推动阀芯本体11向首部侧移动，气体介质流通切换至初始状态。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (13)

1.多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，包括多段可组合阀芯和与其相配套的阀体；

所述多段可组合阀芯包括至少三段阀芯本体和与其相配合的骨架；

按照所述组合阀芯的结构形式将所述阀芯本体和相配合的骨架依次组装，并装入相配套的阀体内，所述骨架的外侧与所述阀体的内壁之间密封连接，所述骨架的内侧凸面与阀芯本体之间浮动式密封连接。

2.如权利要求1所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述阀芯本体设有多个密封件，所述骨架的内侧具有与所述密封件相配合的接触部，所述阀芯本体与所述骨架配合组装后，所述密封件位于所述接触部的侧面，所述阀芯本体于所述骨架内浮动时，所述密封件的侧面与所述接触部的侧面接触时形成浮动密封界面，所述密封件的侧面与所述接触部的侧面分离时所述浮动密封界面解除密封。

3.如权利要求2所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述阀芯本体设有平衡圈，所述阀芯本体与所述骨架配合组装后，所述平衡圈用于平衡组合后的阀芯本体。

4.如权利要求2所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述骨架设有所述浮动密封界面解除密封时将所述阀芯本体和骨架之间的气体介质进出的通孔。

5.如权利要求1所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，多段可组合连接的所述阀芯本体之间的接触端的连接方式为：过盈配合组装、松配合组装、螺纹配合组装中的任一种或任两种组合。

6.如权利要求5所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，多段可组合连接的所述阀芯本体之间的过盈配合处分别设有密封圈。

7.如权利要求5所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，多段可组合连接的所述阀芯本体之间的螺纹拼接处分别设有螺纹密封圈或采用螺纹胶密封。

8.如权利要求6或7所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，密封组装的所述阀芯本体沿中心位置设有通孔，所述多段可组合连接的阀芯本体密封组装后内部之间通过所述通孔连通。

9.如权利要求1-8任一项所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述阀芯本体的材质为金属材质或塑料材质。

10.如权利要求9所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述塑料材质的阀芯本体可注塑成型。

11.如权利要求1所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述阀体的腔体表面为光滑面。

12.如权利要求11所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述骨架的外侧为凹凸相间结构，所述多段可组合阀芯装入所述阀体后，所述骨架外侧的凸部通过密封圈与所述阀体的内壁密封接触，所述骨架的外侧基准面与所述阀体的内壁形成密封腔。

13.如权利要求12所述的多段可组合阀芯结构的电磁操作阀，其特征在于，所述阀体的表面设有与所述密封腔连通的通气孔。