CN108458151B - 一种自密封式双余度两位三通电磁阀 - Google Patents

一种自密封式双余度两位三通电磁阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自密封式双余度两位三通电磁阀，包括外壳、安装在外壳外壁上的螺套、电磁铁和阀体，电磁铁安装在外壳上；外壳内设置有一端为开口的空腔，在空腔内设置有阀芯和控制阀芯动作的电磁组件，阀体包括三个通道口以及控制三个通道口互通关系的钢球，三个通道口分别设为第一通口、第二通口和第三通口，阀芯一端伸入阀体内推动钢球运动；电磁组件包括中空的第一衔铁和设置在第一衔铁内的移动组件。本发明采用密封式的连接，使得流体完全隔离，从而消除了外泄漏；采用双衔铁设计，通过第一压簧和第二压簧的作用，在阀芯获得足够的开启推力时，降低了阀芯的冲击载荷，增加了阀体的开启响应速度和可靠性，提高了阀芯的使用寿命。

Description

一种自密封式双余度两位三通电磁阀
技术领域
本发明涉及一种自密封式双余度两位三通电磁阀。
背景技术
电磁阀是一种用来控制介质移动方向的自动化基础元件，通常适用于增压储能系统或者自动泄压系统方面。其中，两位三通电磁阀是指介质有两种移动方式和三个运动通道的电磁阀。目前的两位三通电磁阀分为电磁铁和阀体两个部分，电磁铁通电后，衔铁获得电磁力，电磁力通过顶杆传递给阀体中的阀芯，为阀芯的运动提供推力，电磁铁断电后，衔铁、顶杆和阀芯在复位弹簧的作用下回到初始位置，通过这样的方法实现流路互通关系的控制。
但目前的两位三通电磁阀外泄漏率高、可靠性低、使用寿命短等缺点，影响了两位三通电磁阀的工作性能和可靠性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种自密封式双余度两位三通电磁阀，该自密封式双余度两位三通电磁阀通过采用阀体、电磁铁和外壳之间为密封式连接，消除外泄漏；双绕组设计，增加了电磁铁的性能稳定性；第二压簧降低了阀芯的冲击载荷，提高了阀芯的使用寿命。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：包括外壳、安装在外壳外壁上的螺套、电磁铁和阀体，所述电磁铁安装在所述外壳上，所述阀体与所述外壳焊接；
所述外壳上设置有一端为开口的空腔，在空腔内设置有阀芯和控制阀芯动作的电磁组件，所述阀体包括三个通道口以及控制三个通道口互通关系的钢球，三个通道口分别设为第一通口、第二通口和第三通口，所述阀芯一端伸入所述阀体内推动钢球运动，当钢球运动至封堵第三通口后，第一通口和第二通口连通；
所述电磁组件包括中空的第一衔铁和设置在第一衔铁内的移动组件；在通电后，第一衔铁受力沿空腔运动，带动移动组件运动，移动组件推动阀芯运动，钢球封堵第三通口，第一通口和第二通口连通。
进一步的，所述移动组件包括一端设置有开口且为中空柱体形状的第二衔铁以及设置在第二衔铁内的衔铁底盖、顶杆和第二压簧，所述第二压簧设置在衔铁底盖和顶杆之间，衔铁底盖装卡在第二衔铁中进行位置固定，所述顶杆通过第二压簧推动阀芯运动。
进一步的，在衔铁底盖与第二衔铁的开口底壁之间设置有第一压簧，第一衔铁通过第一压簧推动移动组件运动。
进一步的，还包括套设在顶杆上的挡板，所述挡板设置在第一衔铁和阀体之间，所述挡板均与所述第一衔铁和所述顶杆之间留有间隙。
进一步的，所述第一衔铁与所述挡板之间的间距为第一衔铁的行程距离，设为L1；所述第二衔铁与所述挡板之间的间距为移动组件的行程距离，设为L2；所述钢球在阀体内的行程距离设为L3，其中，L1<L3<L2。
进一步的，还包括套设在顶杆上的第三压簧，所述第三压簧设置在阀体和第二衔铁之间。
进一步的，所述外壳的外壁上开设有环形槽，所述环形槽内设置有导磁套、设置在导磁套内的绕组组件以及连接导磁套和绕组组件的灌胶层，所述螺套盖合所述环形槽。
进一步的，所述绕组组件包括并排设置的第一绕组和第二绕组，所述第一绕组和第二绕组通过灌胶层连接。
进一步的，所述阀体包括阀套、设置在阀套内的阀体堵盖和滤网，所述阀体堵盖设置有通道与第三通口连通。
进一步的，所述阀套一端朝外延伸设置有连接件，所述连接件伸入外壳的空腔内与外壳连接。
本发明的有益效果在于：(1)采用密封式的连接，使得绕组组件与阀体的流体完全隔离，从而消除了外泄漏；(2)绕组组件为双绕组设计，实现电气双余度，增加了电磁铁的可靠性和性能稳定性；(3)采用双衔铁设计，通过第一压簧和第二压簧的作用，在阀芯获得足够的开启推力时，降低了阀芯的冲击载荷，增加了阀体的开启响应速度和可靠性，提高了阀芯的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖切图；
图3为图2中A部的放大示意图；
图4为图2中B部的放大示意图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1和图2所示的自密封式双余度两位三通电磁阀包括外壳1、安装在外壳1外壁上的螺套2、阀体4和电磁铁3，阀体4和电磁铁3安装在外壳1上，阀体4与外壳1焊接，外壳1和螺套2整体均为圆柱形，螺套2环绕安装外壳1从而稳固外壳1。在外壳1上设置有挡圈7，挡圈7可以起到稳固作用，进一步稳固外壳1。阀体4、电磁铁3和外壳1之间为密封式连接，从而完全隔离阀体中的流体，流体不会进入电磁铁3和外壳1内，从而消除了外泄漏。
本实施例中，外壳1内设置有一端为开口的空腔，电磁铁3和阀体4均设置在空腔的开口一端上。在空腔内设置有阀芯5和控制阀芯5动作的电磁组件，阀体4内设置有三个通道口以及控制三个通道口互通关系的钢球41。其中，三个通道口分别设为第一通口42、第二通口43和第三通口44，第二通口43和第三通口44为高压口，第一通口42为低压口，在钢球41未推动时，第二通口43和第三通口44连通，当阀芯5推动钢球41且封堵第三通口44后，第一通口42与第二通口43连通。
本实施例中，电磁组件包括中空的第一衔铁11和设置在第一衔铁11内的移动组件，移动组件沿空腔内壁运动，进而推动阀芯5的运动。第一衔铁11贴合空腔内壁。在通电后，第一衔铁11受力沿空腔运动，带动移动组件运动，移动组件推动阀芯5运动，钢球41封堵第三通口44，第一通口42和第二通口43连通。
具体的，移动组件包括第二衔铁21以及设置在第二衔铁21内的衔铁底盖22、顶杆23和第二压簧24。第二压簧24设置在衔铁底盖22和顶杆23之间，衔铁底盖装卡在第二衔铁中进行位置固定，顶杆23推动阀芯5动作。其中，顶杆23上设置有台阶，第二衔铁21的开口处设置有与台阶配合的内壁凸起，通过台阶和内壁凸起的配合，避免顶杆23过度推顶阀芯5，从而保护阀芯。
此外，第二衔铁21为一端设置有开口的中空柱体形状，在衔铁底盖22与第二衔铁21的开口底壁之间设置有第一压簧12，第一衔铁11通过第一压簧12推动移动组件运动。还包括套设在顶杆23上的挡板26，挡板26设置在第一衔铁11和阀体4之间，挡板26均与第一衔铁11和顶杆23之间留有间隙。第一衔铁11与第二衔铁21通电后产生电磁力，第一衔铁11和第二衔铁21均运动，从而推动移动组件的其他部分一起运动，移动组件的顶杆23推动阀芯5运动，进而封堵第三通口44，实现第一通口42和第二通口43的连通。
请一并参阅图1、图2、图3和图4，第一衔铁11与挡板26之间的间距为第一衔铁11的行程距离，设为L1；第二衔铁21与挡板26之间的间距为移动组件的行程距离，设为L2；钢球41在阀体4内的行程距离设为L3，其中，为使得本发明具有较好的效果，设定的条件为L1<L3<L2。可以理解，在第一衔11铁受力带动移动组件运动，运动距离为L1，移动组件的第二衔铁21同样受力运动，进而带动移动组件运动，移动组件的运动距离为L2，当钢球41的运动行程结束后，移动组件还会移动长度为(L2-L1)的运动行程，则顶杆23的行程距离超过了钢球41的行程距离，此时，第二压簧24即可起到减震的作用，在满足钢球41可以完全封堵第三通口44的前提下，减小阀芯5受到的冲击力。第一衔铁11和第二衔铁21为双衔铁的设计，使得在工况较差的情况下(低工作电压或者高温度环境)时，阀芯5可以获得足够的开启推力，使得钢球41顺利封堵第三通口44，同时，第二压簧24的缓冲减震作用，防止在冗余工况(通高电压时)，阀芯5受到的冲击力，阀芯5的端部不会由于受到过度的冲击而损坏，从而延长了电磁阀的使用寿命。
还包括套设在顶杆23上的第三压簧25，第三压簧25设置在阀体4和第二衔铁21之间。在断电后，第三压簧25可推动移动组件和第一衔铁11推回至初始位置。
本实施例中，第一压簧12在压缩过程中产生的推力小于第一衔铁获得的电磁力，在这个前提下可尽量加大第一压簧12压缩时所能提供的推力。第二压簧21提供的推力应大于钢球41封堵第三通口44的最大开启推力，在这个前提下，可尽量减小第二压簧21压缩时所能提供的推力。第三压簧25在确保能够将移动组件和第一衔铁11推回至初始位置的前提下，尽量减小第三压簧25压缩时所能提供的推力。此外，在设计电磁铁时，应保证在工况较差的情况时，产生的电磁力满足电磁阀开启响应时间要求，在计算开启响应时间时应充分考虑移动组件、阀芯、钢球的摩擦阻力和动载荷以及零件的自重等因素的影响。在设计电磁铁壳体时，应将外壳靠近第一衔铁和第二衔铁的壁厚(中间壁厚)设计的较薄，两端厚度较厚的设计，使电磁铁工作时中间壁厚达到磁饱和状态，以达到第一衔铁和第二衔铁能够获得电磁力。
本实施例中，外壳1的外壁上设置有环形槽，环形槽内设置有导磁套12、设置在导磁套12内的绕组组件以及连接导磁套12和绕组组件的灌胶层13。螺套2盖合所述环形槽，形成空间，从而将导磁套12、绕组组件设置在该空间内。导磁套12、绕组组件通电后产生磁场，使得第一衔铁11和第二衔铁21运动。其中，绕组组件包括并排设置的第一绕组14和第二绕组15，第一绕组14和第二绕组15通过灌胶层13连接。采用双绕组的设计，增加了电磁阀的可靠性。
本实施例中，阀体4包括阀套45、设置在阀套45内的阀体堵盖46和滤网47，阀体堵盖46设置有通道与第三通口44连通，阀体堵盖46可降低液体流动的速率，滤网47可起到过滤作用。阀套45一端朝外延伸设置有连接件48，连接件48伸入外壳1的空腔内与外壳1连接，连接件48可焊接在外壳1的空腔内壁上，连接外壳1和阀体4。
本实施例中，在第一衔铁211底壁上设置有用于调整第一压簧12形变的调整垫片6。
本发明的有益效果在于：(1)采用密封式的连接，使得绕组组件与阀体的流体完全隔离，从而消除了外泄漏；(2)绕组组件为双绕组设计，实现电气双余度，增加了电磁铁的可靠性和性能稳定性；(3)采用双衔铁设计，通过第一压簧和第二压簧的作用，在阀芯获得足够的开启推力时，降低了阀芯的冲击载荷，增加了阀体的开启响应速度和可靠性，提高了阀芯的使用寿命。

Claims (7)

1.一种自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：包括外壳(1)、安装在外壳外壁上的螺套(2)、电磁铁(3)和阀体(4)，所述电磁铁安装在所述外壳上，所述阀体与所述外壳焊接，阀体(4)、电磁铁(3)和外壳(1)之间为密封式连接；
所述外壳上设置有一端为开口的空腔，在空腔内设置有阀芯(5)和控制阀芯动作的电磁组件，所述阀体包括三个通道口以及控制三个通道口互通关系的钢球(41)，三个通道口分别设为第一通口(42)、第二通口(43)和第三通口(44)，所述阀芯一端伸入所述阀体内推动钢球运动，当钢球运动至封堵第三通口后，第一通口和第二通口连通；
所述电磁组件包括中空的第一衔铁(11)和设置在第一衔铁内的移动组件；在通电后，第一衔铁受力沿空腔运动，带动移动组件运动，移动组件推动阀芯运动，钢球封堵第三通口，第一通口和第二通口连通；
所述外壳的外壁上开设有环形槽，所述环形槽内设置有导磁套(12)、设置在导磁套内的绕组组件以及连接导磁套和绕组组件的灌胶层(13)，所述螺套盖合所述环形槽；所述绕组组件包括并排设置的第一绕组(14)和第二绕组(15)，所述第一绕组和第二绕组通过灌胶层连接；
所述移动组件包括一端设置有开口且为中空柱体形状的第二衔铁(21)以及设置在第二衔铁内的衔铁底盖(22)、顶杆(23)和第二压簧(24)，所述第二压簧设置在衔铁底盖和顶杆之间，衔铁底盖装卡在第二衔铁中进行位置固定，所述顶杆通过第二压簧推动阀芯运动。
2.如权利要求1所述的自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：在衔铁底盖与第二衔铁(21)的开口底壁之间设置有第一压簧(12)，第一衔铁通过第一压簧推动移动组件运动。
3.如权利要求2所述的自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：还包括套设在顶杆上的挡板(26)，所述挡板设置在第一衔铁和阀体之间，所述挡板均与所述第一衔铁和所述顶杆之间留有间隙。
4.如权利要求3所述的自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：所述第一衔铁(11)与所述挡板(26)之间的间距为第一衔铁的行程距离，设为L1；所述第二衔铁(21)与所述挡板(26)之间的间距为移动组件的行程距离，设为L2；所述钢球在阀体内的行程距离设为L3，其中，L1<L3<L2。
5.如权利要求2所述的自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：还包括套设在顶杆上的第三压簧(25)，所述第三压簧设置在阀体和第二衔铁之间。
6.如权利要求1所述的自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：所述阀体包括阀套(45)、设置在阀套内的阀体堵盖(46)和滤网(47)，所述阀体堵盖设置有通道与第三通口连通。
7.如权利要求6所述的自密封式双余度两位三通电磁阀，其特征在于：所述阀套一端朝外延伸设置有连接件(48)，所述连接件伸入外壳的空腔内与外壳连接。
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