CN108266557B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁阀，包括活塞，活塞包括活塞本体和位于所述活塞本体底部的密封垫，活塞本体的底部设有凹槽，凹槽的底部设有凸起轴，密封垫安装于所述凹槽内，密封垫顶部压紧密封于凹槽底部，且凸起轴贯穿密封垫并与密封垫定位；在密封垫与凸起轴接触的以外的位置，密封垫与凹槽的底部之间形成有空腔，并且空腔具有与活塞的外部空间连通的接口。本发明所提供电磁阀的活塞在凹槽的底部设置凸起轴，并由凸起轴插入、固定密封垫，固定更为可靠，受密封垫外侧与阀口接触位置的频繁压紧、松开的影响较小。另外，密封垫与凹槽底部之间形成有空腔，则活塞垫与凹槽底部并非全部接触，这样可以减小二者的接触面积，加大接触应力，提高密封效果。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及阀体技术领域，具体涉及一种电磁阀。

背景技术

各类阀体中，阀体的进、出口的导通和关闭，往往是通过活塞和阀口的配合实现。

请参考图1，图1为一种活塞的结构示意图。

该活塞包括活塞本体100和密封垫200，活塞本体100可以采用强度相对更高的材质制成，密封垫200采用强度相对较低弹性更大能够保证密封性的材质制成。在活塞本体100的底部开设安装槽，将密封垫200装入安装槽内，然后通过压铆的方式，将安装槽的四周侧壁边缘向内形成缩口，从而将密封垫200和活塞本体100固定为一体。装入阀体后，活塞本体100底部的密封垫200与阀口压紧或离开阀口。

上述活塞结构存在下述技术问题：

闭阀时，密封垫200靠近外侧的位置与阀口接触压紧，开启时，活塞远离阀口，即在阀体工作过程中，密封垫200与阀口配合的位置面临着频繁的压紧、松开的动作，长时间工作后，密封垫200容易脱离缩口的束缚，而与活塞主体100分离，影响阀体的正常工作。

有鉴于此，如何改进活塞，使密封垫与活塞主体的装配更为可靠稳定，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电磁阀，该电磁阀的活塞和密封垫的装配更为可靠稳定。

本发明提供一种电磁阀，包括活塞，所述活塞包括活塞本体和位于所述活塞本体底部的密封垫，所述活塞本体的底部设有凹槽，所述凹槽的底部设有凸起轴，所述密封垫安装于所述凹槽内，，所述密封垫顶部压紧密封于所述凹槽底部，且所述凸起轴贯穿所述密封垫并与所述密封垫定位；

在所述密封垫与所述凸起轴接触的以外的位置，所述密封垫与所述凹槽的底部之间形成有空腔，并且所述空腔具有与所述活塞的外部空间连通的接口。

可选地，所述密封垫的顶部和所述凹槽的底部，两者的至少其中之一设置有至少两个环形凸起，所述环形凸起之间形成环形槽，所述环形槽形成所述空腔，所述活塞本体或所述密封垫设有连通所述环形槽与外部空间连通的泄压通道。

可选地，所述活塞本体的底部开有沉孔，所述沉孔部分位于所述凹槽的底部，部分贯穿所述凹槽的侧壁，所述沉孔的至少一部分与所述环形凹槽相连通，所述沉孔的内壁与所述活塞本体的侧壁之间保持一定距离，所述沉孔形成所述泄压通道。

可选地，所述活塞本体设有通向所述活塞本体顶部的加压通道，所述活塞本体还开设连通所述环形槽与所述加压通道的泄压通孔，所述泄压通孔形成所述泄压通道。

可选地，所述活塞本体的周壁设有环形凹槽，形成“工”字型结构；所述“工”字型的所述活塞本体的下横设有第一通道，所述第一通道连通所述电磁阀的进口和所述环形凹槽；

所述活塞本体的中部设有径向通道、上横设有连通至所述活塞上方的第二通道，所述第一通道、所述环形凹槽、所述径向通道、所述第二通道形成所述加压通道；或，所述活塞本体的上横设有连通所述环形凹槽和所述活塞上方的第三通道，所述第一通道、所述环形凹槽、所述第三通道形成所述加压通道。

可选地，所述泄压通孔一端连通所述环形槽，另一端连通所述径向通道。

可选地，具有两条或两条以上的所述泄压通道，所述凸起轴设于所述活塞本体的中部，所述泄压通道相对所述凸起轴对称设置。

可选地，所述活塞本体的周壁设有环形凹槽，形成“工”字型结构；所述“工”字型的所述活塞本体的上横或下横的周壁设有环形阻尼槽，所述环形阻尼槽内设有阻尼圈和/或阻尼环；所述阻尼圈或所述阻尼环与所述阀体的内壁接触密封。

可选地，还包括压板，所述凸起轴还贯穿所述压板，所述压板与所述凸起轴的端部铆压，以使压板压紧所述密封垫于所述凹槽。

可选地，所述密封垫设有阶梯型的插孔，所述凸起轴贯穿所述阶梯孔并与所述阶梯孔的小径孔适配，所述压板位于所述阶梯孔的大径孔中。

本发明所提供的活塞相较于背景技术中密封垫外周与安装槽外周压铆，受到密封垫频繁压紧、松开的影响，本方案中，在凹槽的底部设置凸起轴，并由凸起轴插入、固定密封垫，固定更为可靠，并且受密封垫外侧与阀口接触位置的频繁压紧、松开的影响较小，有利于保证固定效果。另外，密封垫与凹槽底部之间形成有空腔，则活塞垫与凹槽底部并非全部接触，这样可以减小二者的接触面积，加大接触应力，提高密封效果。

在进一步的具体方案中，本方案还包括压板，所述凸起轴还贯穿所述压板，所述压板与所述凸起轴的端部铆压，以使压板压紧所述密封垫于所述凹槽。压板的面积大于铆压能够形成的铆压凸缘的面积，所以可以加大与密封垫的接触面积，使得密封垫不易脱离。

附图说明

图1为一种活塞的结构示意图；

图2-1为本发明所提供先导式电动阀一种具体实施例的结构示意图；

图2-2为图2-1中去除驱动部件后的示意图；

图2-3为图2-2中A部位的局部放大示意图；

图3为图2-1中活塞的结构示意图。

图4为图3中B部位的局部放大示意图；

图5-1为图3中密封垫的结构示意图；

图5-2为图5-1中密封垫的立体结构示意图；

图6为图3中活塞的立体结构示意图；

图7-1为闭阀时，密封垫的受力分析简图；

图7-2为开阀时，密封垫的受力分析简图；

图8为本发明实施例中活塞本体设有泄压通道的又一种示意图；

图9是另一种活塞加压通道设置方式示意图；

图10为又一种活塞加压通道设置方式示意图。

图1中附图标记说明如下：

100活塞本体、200密封垫；

图2-8中附图标记说明如下：

10主阀部件、10a阀口、20导阀部件、20a导阀口、21阀针、30驱动部件；

11阀体、11a进口、11b出口；

12活塞、121活塞主体、121a环形凹槽、121b沉孔、121c凹槽、121d凸起轴、121d’铆压凸缘、121e1径向通道、121e2第二通道、121e3第一通道、121e4第三通道、121f泄压通孔、122压板；123密封垫、123a外凸起、123b内凸起、123c环形槽、123d插孔、124阻尼环、125阻尼圈。

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，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2-1，图2-1为本发明所提供先导式电动阀一种具体实施例的结构示意图；图2-2为图2-1中去除驱动部件后的示意图；图2-3为图2-2中A部位的局部放大示意图。

如图2-1所示，本实施例中的先导式电动阀，包括主阀部件10、控制主阀开启闭合的导阀部件20，以及控制导阀开启闭合的驱动部件30。如图2-2所示，主阀部件10包括阀体11，阀体11设有进口11a和出口11b，阀体11内部形成阀口10a，并由轴向移动的活塞12贴合阀口10a以密封关闭阀口10a，或离开阀口10a，以导通进口11a和出口11b。

活塞12设有加压通道，进口11a的高压介质经加压通道进入活塞12的顶部，以给予下压力，关闭阀口10a。阀体11设有阀体泄压通道，导阀部件20的阀座设有导阀口20a，导阀部件20的阀针21关闭阀口10a时，阀体泄压通道关闭，当阀针21在驱动部件30作用下开启阀口10a时，阀体泄压通道连通活塞12顶部和出口，经过加压通道和泄压通道121f的面积设计，使得导阀口20a开启后，活塞12顶部压力逐渐下降，活塞12受到的介质合力将活塞12向上顶起，主阀开启。

本实施例中，主要对活塞12结构进行改进。如图3所示，图3为图2-1中活塞的结构示意图。

如图3所示，该活塞12包括活塞本体121和位于活塞本体121底部的密封垫123，如图2-3所示，活塞12密封阀口时，密封垫123压紧于阀口位置。

本方案的活塞本体121，其底部设有凹槽121c(图6)，显然槽口朝下。以图3为视角，活塞12的底部朝下，即朝向阀口10a的端面；活塞12的顶部朝上，即远离阀口10a的端面。凹槽121c的底部设有凸起轴121d，具体到图3中，凸起轴121d大致位于凹槽121c的中部，密封垫123安装于该凹槽121c内，且凸起轴121d插入密封垫123的插孔123d(图5-1)并与密封垫123定位。

相较于背景技术中密封垫123外周与安装槽外周压铆，受到密封垫123频繁压紧、松开的影响，本方案中，在凹槽121c的底部设置凸起轴121d，并由凸起轴121d插入、固定密封垫123，固定更为可靠，并且受密封垫123外侧与阀口10a接触位置的频繁压紧、松开的影响较小，也有利于保证固定效果。

如图3所示，具体到本实施例中，凸起轴121d与密封垫123通过压铆定位，凸起轴121d外端部铆接后形成铆压凸缘121d’。

为了加强定位效果，可以设置压板122，如图3所示，装配时，依次将密封垫123、压板122套向凸起轴121d，然后将凸起轴121d与压板122铆压，此时凸起轴121d外端部形成的铆压凸缘121d’压紧在压板122上，间接地定位密封垫123。压板122的面积大于铆压能够形成的铆压凸缘121d’的面积，所以可以加大与密封垫123的接触面积，使得密封垫123不易脱离。

可以理解，压板122并不是必须设置。凸起轴121d与密封垫123的定位方式可以有多种形式，例如，凸起轴121d的外端部设置螺帽，当然，压板122压铆的设置方式更能保证密封性，且结构可靠。无论是采取何种定位方式，密封垫123四周和凹槽121c四周侧壁可以进一步压铆定位，即可以在凸起轴121d定位的方式下，结合背景技术中的四周铆压固定。

设置压板122时，密封垫123可以将供凸起轴121d贯穿的插孔123d设置为阶梯孔，阶梯孔的小径孔与凸起轴121d适配，压板122位于阶梯孔的大径孔内，铆压时，保证压板122更好地压紧密封垫123。而且，压板122能够一部分位于大径孔内，可以减少压板122对进出口介质流通时的影响，例如针对CO2介质电动阀时，可以降低气流影响。

压板122的周壁具体可以设计呈锥状，如图3所示，同样，锥状的压板122可以引导流体，降低对气流类介质的影响。

请继续参考图4并结合图5-1、5-2理解，图4为图3中B部位的局部放大示意图；图5-1为图3中密封垫123的结构示意图；图5-2为图5-1中密封垫123的立体结构示意图。

密封垫123的顶部设置两个环形凸起(图4示出一侧)，二者之间形成环形槽123c，靠近外侧的环形凸起为外凸起123a，靠近内侧的环形凸起为内凸起123b，内凸起123b靠近插孔123d设置，也就是靠近安装后的凸起轴121d，凸起轴121d位于环形外凸起123a、内凸起123b内。如此，铆压压板122(图5-1的箭头显示压板122提供向上的压力)时，可抵紧内凸起123b于凹槽121c的底部；闭阀时，阀口10a位置抵紧外凸起123a于凹槽121c的底部。该设计可以减小密封垫123与凹槽121c底部的接触面积，从而获得较大的接触应力。在闭阀时，外凸起123a、内凸起123b形成两道密封，除了阀口10a位置的密封，还可以增强凸起轴121d与密封垫123之间的密封，有效防止泄漏。

可以理解，也可以设置两道以上的密封，即设置两个以上的环形凸起，可以基于密封要求、加工成本等因素考虑，本方案中仅在外侧和靠近凸起轴121d的内侧共设置两道密封。另外，如上原理所述，设置环形凸起是为了减少接触面积，加大接触应力，故环形凸起设置于密封垫123或者活塞本体121均可，图4中设于密封垫123。

请继续参考图5-1并结合图6理解，图6为图3中活塞12的立体结构示意图。

如上所描述，环形的内凸起123b和外凸起123a之间会形成环形槽123c，此时，可以在所述活塞本体121或所述密封垫123上设置连通所述环形槽123c与外部的泄压通道。这里的外部，是指环形槽123c以外的，处于阀体内的腔室，以便泄除环形槽123c内的压力。

如图2-3所示，一旦有高压介质越过外凸起123a的第一道密封，就会留存在内凸起123b和外凸起123a之间的环形槽123c内，开阀时，密封槽的高压介质可能对密封垫123产生冲击破坏。

可参考图7-1、7-2理解，图7-1为闭阀时，密封垫123的受力分析简图；图7-2为开阀时，密封垫123的受力分析简图。

如图7-1所示，密封槽有可能存在高压介质对密封垫123产生向下的作用力，闭阀时，密封垫123的内侧a位置受到压板122的支撑(或者是凸起轴121d铆接形成凸缘的直接支撑等)，外侧b位置受到阀口10a位置的支撑，受力相对均衡。一旦开阀，密封垫123离开阀口10a，外支撑撤除，则高压介质的压力会以内支撑为支点下压密封垫123，对其可能造成冲击变形。

本方案进一步设置泄压通道，将环形槽123c与外部的腔室连通，可以及时泄除环形槽123c内的压力，避免密封垫123受到冲击。

以上实施例在实现加大接触应力的目的时，是设置两道以上的环形凸起。可以理解，本方案中密封垫123的顶部压紧密封于凹槽121c的底部，以免介质从凸起轴121d与密封垫123接触处泄漏。在此前提下，实际上，只要在密封垫123与凸起轴121d接触的以外的位置，密封垫123与凹槽121c的底部之间形成空腔，并且空腔与活塞12的外部空间之间连通，即可达到减少接触面积，加大接触应力的目的，并且保持密封垫123的力平衡。

空腔排除与凸起轴121d接触的位置，是防止凸起轴121d与活塞垫123接触位置出现空腔达不到密封目的。如上所述的内凸起123b在密封垫123与凸起轴121d接触点之外，但靠近该接触位置，加强该位置处的密封。上述环形槽123c属于空腔的一种具体实施例，也是较为优选的方式。

具体地，如图4、6所示，活塞本体121的底部开有沉孔121b，沉孔121b部分位于凹槽121c的底部，部分贯穿凹槽121c的侧壁，沉孔121b的至少一部分与环形槽123c连通，沉孔121b的内壁与活塞本体121的侧壁之间保持一定距离，则从活塞本体121的轴向截面来看，沉孔121b形成L形截面(图4)，位于凹槽121c底部的沉孔121b部分能够连通至环形槽123c的位置，贯穿侧壁的部分将连通至外部的腔室，本方案中，即连通主阀体的进口腔室，一旦主阀开启，则进口腔室压力会下降，从而引导环形槽123c内的高压介质泄除，形成所述泄压通道。图6中示出两个沉孔121b，可以根据实际需求设置，设置一个、一个以上均可。

密封垫123相较于传统的橡胶材质，可以选用增强聚四氟乙烯或聚醚醚酮材质，能够变形与阀口10a紧压保证密封，又有一定的强度，避免介质冲击变形。其中，聚醚醚酮的强度和耐温又好于增强聚四氟乙烯，为更为优选的方案。

请继续参考图8，图8为本发明实施例中活塞本体121设有泄压通道的又一种示意图。

对于先导式电动阀，活塞本体121的顶部需要进入高压介质，活塞本体121设有连通至活塞12顶部腔室的加压通道，加压通道连通电磁阀的进口腔室和活塞12的顶部。则可以在活塞本体121上设置连通加压通道的泄压通道，图2-3、8中，活塞本体121设置环形凹槽121a，呈工字型，其下横设有第一通道121e3，连通电磁阀的进口腔室和活塞本体121的环形凹槽121a，中部设有径向通道121e1，上横设有连通活塞12上部腔室并贯通至活塞本体121中部的第二通道121e2，径向通道121e连通第二通道121e2和环形凹槽121a。第一通道121e3、环形凹槽121a、径向通道121e1、第二通道121e2形成加压通道。

活塞本体121还设有自环形槽123c向上延伸至径向通道121e2的泄压通孔121f，则泄压通孔121f连通环形槽123c和加压通道，从而连通至环形槽121c的外部空间，因此泄压通孔121f形成所述的泄压通道。

连通加压通道、进口11a的腔室的泄压原理相同，此处不赘述。图8中示出两条泄压通孔121f，泄压通孔121f的数量同样可以根据实际需求而定，可以是两条以上。从图中可以看出，基于平衡设计，凸起轴121d处于活塞12的中部，泄压通孔121f也沿凸起轴121d对称设置。

图3中的泄压通道由设于活塞本体121的沉孔121b形成，图8中的泄压通道由活塞本体121上的泄压通孔121f形成。应知，泄压通道设于密封垫123也是可以的，如图2-3所示，可以在密封垫123上设一通道连通环形槽123c和进口11a的腔室，也可以泄压。当然，基于密封垫123的材质，在活塞本体121设置更为可靠。

图2-3、8显示了一种具体的加压通道设置方式，可继续参考图9、10，图9是另一种活塞加压通道设置方式示意图；图10为又一种活塞加压通道设置方式示意图。

图9、10中，所述活塞本体121的上横设有连通所述环形凹槽121a和活塞12上方的第三通道121e4，此时，第一通道121e3、环形凹槽121a、第三通道121e4形成加压通道。上述实施例中泄压通孔121f垂直密封垫123设置，并连通至径向通道121e1，而对于图9、10所示的实施例，则泄压通道可以倾斜设置，以直接连通环形凹槽121a，或者直接通向活塞12上方等。

另外，活塞本体121呈“工”字型，如此设置，可减轻活塞本体121的重量，而且“工”字型两端分别与阀体11活塞腔室的内壁接触密封，密封效果更好。

进一步地，对于“工”字型的活塞本体121，在任一“工”字的上横或下横位置的周壁上，可开设环形阻尼槽，以在阻尼槽内设置阻尼圈25或阻尼环24，或者二者的结合，阻尼圈25截面呈圆柱体，阻尼环24截面呈大致的长方形，阻尼圈25在内，阻尼环24在外。阻尼环24或阻尼圈25于阀体阀腔内壁接触密封，可以提高摩擦力，以保证活塞12能够处于所需的位置，也有助于密封性的提高。

如图9、10所示，阻尼圈25、阻尼环24可以设置于活塞本体121的上横，也可以设于下横，加压通道的第三通道121e4和第一通道121e3的截面积，可以前者大，后者小，也可以反过来设置，并不受限制。

以上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，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 (8)

1.一种电磁阀，包括活塞(12)，所述活塞(12)包括活塞本体(121)和位于所述活塞本体(121)底部的密封垫(123)，其特征在于，所述活塞本体(121)的底部设有凹槽(121c)，所述凹槽(121c)的底部设有凸起轴(121d)，所述密封垫(123)安装于所述凹槽(121c)内，所述密封垫(123)顶部压紧密封于所述凹槽(121c)底部，且所述凸起轴(121d)贯穿所述密封垫(123)并与所述密封垫(123)定位；

在所述密封垫(123)与所述凸起轴(121d)接触的以外的位置，所述密封垫(123)与所述凹槽(121c)的底部之间形成有空腔，并且所述空腔具有与所述活塞(12)的外部空间连通的接口；

还包括压板(122)，所述凸起轴(121d)还贯穿所述压板(122)，所述压板(122)与所述凸起轴(121d)的端部铆压，以使压板(122)压紧所述密封垫(123)于所述凹槽(121c)；

所述密封垫(123)的顶部和所述凹槽(121c)的底部，两者的至少其中之一设置有至少两个环形凸起，所述环形凸起之间形成环形槽(123c)，所述环形槽(123c)形成所述空腔，所述活塞本体(121)或所述密封垫(123)设有连通所述环形槽(123c)与外部空间连通的泄压通道；

压板(122)抵紧位于内侧的环形凸起所述凹槽(121c)的底部；闭阀时，电磁阀的阀口(10a)位置抵紧位于外侧的环形凸起于所述凹槽(121c)的底部。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述活塞本体(121)的底部开有沉孔(121b)，所述沉孔(121b)部分位于所述凹槽(121c)的底部，部分贯穿所述凹槽(121c)的侧壁，所述沉孔(121b)的至少一部分与所述环形槽(123c)相连通，所述沉孔(121b)的内壁与所述活塞本体(121)的侧壁之间保持一定距离，所述沉孔(121b)形成所述泄压通道。

3.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述活塞本体(121)设有通向所述活塞本体(121)顶部的加压通道，所述活塞本体(121)还开设连通所述环形槽(123c)与所述加压通道的泄压通孔(121f)，所述泄压通孔(121f)形成所述泄压通道。

4.如权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述活塞本体(121)的周壁设有环形凹槽(121a)，形成“工”字型结构；所述“工”字型的所述活塞本体(121)的下横设有第一通道(121e3)，所述第一通道(121e3)连通所述电磁阀的进口(11a)和所述环形凹槽(121a)；

所述活塞本体(121)的中部设有径向通道(121e1)、上横设有连通至所述活塞(12)上方的第二通道(121e2)，所述第一通道(121e3)、所述环形凹槽(121a)、所述径向通道(121e1)、所述第二通道(121e2)形成所述加压通道；或，所述活塞本体(121)的上横设有连通所述环形凹槽(121a)和所述活塞(12)上方的第三通道(121e4)，所述第一通道(121e3)、所述环形凹槽(121a)、所述第三通道(121e4)形成所述加压通道。

5.如权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述泄压通孔(121f)一端连通所述环形槽(123c)，另一端连通所述径向通道(121e1)。

6.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，具有两条或两条以上的所述泄压通道，所述凸起轴(121d)设于所述活塞本体(121)的中部，所述泄压通道相对所述凸起轴(121d)对称设置。

7.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述活塞本体(121)的周壁设有环形凹槽(121a)，形成“工”字型结构；所述“工”字型的所述活塞本体(121)的上横或下横的周壁设有环形阻尼槽，所述环形阻尼槽内设有阻尼圈(125)和/或阻尼环(124)；所述电磁阀包括阀体(11)，所述阻尼圈(125)或所述阻尼环(124)与所述阀体的内壁接触密封。

8.如权利要求1-6任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述密封垫(123)设有阶梯型的插孔(123d)，所述凸起轴(121d)贯穿所述插孔(123d)并与所述插孔(123d)的小径孔适配，所述压板(122)位于所述插孔(123d)的大径孔中。

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