CN108916419A - 一种高压多功能两位三通电磁阀 - Google Patents

一种高压多功能两位三通电磁阀 Download PDF

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Abstract

一种高压多功能两位三通电磁阀，包括电磁铁(1)、电磁铁壳体(2)、复位弹簧(3)、衔铁(4)、阀体(5)、阀杆(6)、上阀座(7)、下阀座(11)；所述的阀体(5)上设置的三个通气孔均可作为流体入孔或流体出孔；所述的阀杆(6)通过上阀座(7)、上阀座密封垫(8)、中部阀套(9)、下阀口密封垫(10)、下阀座(11)、底部阀套(12)安装在阀体(5)的内腔E中，其中阀杆(6)与阀体(5)密封处直径、阀杆(6)与上阀座密封垫(8)或者下阀口密封垫(10)接触处直径、阀杆(6)与底部阀套(12)密封处直径相等；其中一个通气孔A与中部阀套(9)上设置的周向孔连通，当阀杆(6)与上阀座密封垫(8)或者下阀口密封垫(10)密封时，通气孔A分别与另外一个通气孔连通。

Description

一种高压多功能两位三通电磁阀
技术领域
本发明属于航空、航天、兵器高压供气或供油系统领域，涉及一种两位三通电磁阀，尤其涉及一种高压多功能两位三通电磁阀。
背景技术
在航空、航天、兵器以及一些特殊领域，高压两位三通电磁阀是供气或供油系统重要基础元件之一，其要求体积更小，重量更轻，压力更高，流量更大，密封性更好，可靠性更高。目前，现有高压大流量两位三通电磁阀常存在结构复杂，制造工艺差，密封性能差，体积大，重量大等缺点。
随着两位三通电磁阀在供气或供油系统中的控制逻辑越来越复杂，其要求两位三通电磁阀进出口可互换，具有多功能要求，从而用一个阀代替多个阀的功能，进而简化系统。目前，现有两位三通电磁阀产品基本不具备进出口互换的能力，在功能上具有很大局限性。
由于两位三通电磁阀要求阀杆(芯)工作在两个阀口工位时，保证两个阀口密封性能，其对机加和装配精度要求较高，此问题常被设计者忽视，给电磁阀调试和维修带来了巨大困难。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的上述缺陷，提供一种高压多功能两位三通电磁阀。
本发明的技术解决方案是：一种高压多功能两位三通电磁阀，包括电磁铁、电磁铁壳体、复位弹簧、衔铁、阀体、阀杆、上阀座、下阀座；所述的阀体上设置的三个通气孔均可作为流体入孔或流体出孔；所述的阀杆通过上阀座、上阀座密封垫、中部阀套、下阀口密封垫、下阀座、底部阀套安装在阀体的内腔E中，其中阀杆与阀体密封处直径、阀杆与上阀座密封垫或者下阀口密封垫接触处直径、阀杆与底部阀套密封处直径相等；其中一个通气孔A与中部阀套上设置的周向孔连通，当阀杆与上阀座密封垫或者下阀口密封垫密封时，通气孔A分别与另外一个通气孔连通。
进一步的，阀杆与上阀座密封垫或者下阀口密封垫的接触面为锥面。
进一步的，上阀座密封垫或者下阀口密封垫与上阀座或者下阀座接触面上通过设置凸台和凹槽的方式提供机械限位及增加一道挤压密封。
进一步的，所述的凹槽高度为h1，凸台高度为h2，h1和h2满足(h1+0.01mm)≤h2≤(h1+0.2mm)。
进一步的，阀杆采用非导磁金属材料制成。
进一步的，上阀口密封垫、下阀口密封垫采用橡胶或塑料材料制成。
进一步的，所述的复位弹簧安装在电磁铁中空的孔中，底部垫有弹簧调整垫，通过安装在弹簧调整垫上的调整螺钉，调节弹簧力的大小。
进一步的，所述的阀杆与衔铁之间螺纹连接，衔铁通过安装在电磁铁上的定位销进行导向，阀杆上对外留有扳手接口用于在线进行衔铁与电磁铁初始气隙δ的调节。
进一步的，所述的上阀座、上阀口密封垫、中部阀套、下阀口密封垫、下阀座、底部阀套与阀体均采用分体式设计。
进一步的，还包括防松棒、螺母、顶紧螺钉；通过螺母将底部阀套固定在阀体上，同时螺母开孔使阀杆上的扳手接口裸露；顶紧螺钉将防松棒沿螺母的径向将螺母顶紧。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)、本发明中阀杆进行了等截面设计。电磁阀两个阀口处直径D2、D3与B口上端密封位置对应杆径D1和C口上端密封位置对应杆径D4相同，保证四个截面面积相同。从而，使电磁阀整个运动过程中不受流体压力的影响，而只受电磁力和复位弹簧力的作用，保证电磁阀能在弹簧力和电磁力的作用下正常开启和关闭。从而保证在材料强度允许情况下，两位三通电磁阀可实现高压甚至超高压；
(2)、本发明中发明了一种双金属锥面-硬质非金属密封方式，阀杆采用金属阀杆，加工了上下锥面，阀口位置，在上、下金属阀座与中间阀套之间安装有硬质非金属密封垫，上、下阀口密封通过锥面与非金属密封垫棱边挤压密封，电磁阀上下阀口密封具备了自对中、密封压力高、寿命长、耐磨损等优点，提高了密封可靠性；同时，对于两位三通电磁阀具有误差补偿作用；
(3)、本发明中阀口处由阀杆锥面与阀座构成的流道顺畅，无大角度弯折流道，降低了流道压力损失，有利于大流量工况，降低能量损耗；
(4)、本发明两位三通电磁阀进出口可以双向使用而不影响电磁阀性能，A、B、C口即可以作为流体入口也可以作为流体出口使用。从而此阀可实现多种用途；
(5)、本发明中设有在线调试接口，通过在线调节弹簧弹力和电磁力，来进行制造误差和装配误差补偿，提高调试效率和合格率，有助于产品返修。弹簧端部有弹簧调节螺钉，用于在线调节弹簧弹力，阀杆与衔铁之间螺纹连接，衔铁通过安装在电磁铁上的定位销进行导向，阀杆上对外留有扳手接口用于在线进行衔铁与电磁铁初始气隙调节；
(6)、本发明阀套、阀座与阀体均采用分体式设计，降低了机械加工难度，提高了工艺性。
附图说明
图1为本发明高压多功能两位三通电磁阀结构图；
图2为本发明阀体结构图；
图3双金属锥面非金属密封示意图；
图4为本发明密封垫结构示意图；
图5为本发明上/下阀座结构示意图；
图6为本发明等截面设计示意图；
图7为本发明电磁阀几种典型用途示意图；
图8为本发明电磁阀在线调试接口示意图；
图9为本发明防松机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1-9所示为本发明高压高可靠多功能两位三通电磁阀结构图，由图可知高压高可靠多功能两位三通电磁阀，包括电磁铁1、电磁铁壳体2、复位弹簧3、衔铁4、阀体5、阀杆6、上阀座7、上阀口密封垫8、中部阀套9、下阀口密封垫10、下阀座11、底部阀套12、螺母13、防松棒14、顶紧螺钉15、调整螺钉16、定位销17、电磁铁锁紧螺栓18、弹簧调整垫19、导线20。
其中电磁铁1放在电磁铁壳体2中，通过电磁铁锁紧螺栓18进行固定，复位弹簧3安装在电磁铁中空的孔D中，底部垫有弹簧调整垫19，调整螺钉16安装于电磁铁锁紧螺栓18内，可通过调节调整螺钉16对弹簧力值进行调整。上阀座7、上阀口密封垫8、中部阀套9、下阀口密封垫10、下阀座11、底部阀套12依次安装于阀体5的内孔E中，上述零组件通过螺母13进行固定，防松棒14通过顶紧螺钉15将螺母13顶紧。阀杆6安装于阀体5和7～12零组件之间，锥面F和G位于上阀口密封垫8、下阀口密封垫10之间。衔铁4通过螺纹与阀杆6相连。定位销17一端固定在电磁铁1一端在衔铁4形成间隙配合，滑动顺畅。阀体5上开有进/出口A、B、C三个流体接口。
电磁阀上或下阀口密封垫8或10处直径D2、D3与B口上端密封位置对应杆径D1和C口下端密封位置对应杆径D4相同，保证四个截面面积相同。从而，使电磁阀整个运动过程中不受流体压力的影响，而只受电磁力和复位弹簧力的作用，保证电磁阀能在弹簧力和电磁力的作用下正常开启和关闭。从而保证在材料强度允许情况下，两位三通电磁阀可实现高压甚至超高压。两位三通电磁阀进出口可以双向使用而不影响电磁阀性能，A、B、C口即可以作为流体入口也可以作为流体出口使用。从而此阀可实现多种用途，其几种典型使用方式，如图7所示。
防松棒14通过顶紧螺钉15将螺母13顶紧。对于在振动冲击环境下防止螺栓的松动。此种防松方式适合空间狭小，对螺纹无损伤可重复使用。上阀座7、上阀口密封垫8、中部阀套9、下阀口密封垫10、下阀座11、底部阀套12与阀体5均采用分体式设计，降低了机械加工难度，提高了工艺性。
电磁铁1未通电状态下，阀杆6在复位弹簧3的作用下锥面G压紧下阀座密封垫10棱边，实现下阀口密封，从而切断进/出口A和C，进/出口A和B连通；电磁铁1通电后，衔铁4在电磁力作用下克服弹簧力和摩擦力带动阀杆6向上运动，迫使锥面F压紧上阀座密封垫8棱边，实现上阀口密封，从而切断进/出口A和B，进/出口A和C连通；锥面F和G对于阀口具有自对中功能；阀口处由阀杆锥面(F或G)与上或下阀口密封垫8或10构成的流道顺畅，无大角度弯折流道，降低了流道压力损失，有利于大流量工况，降低能量损耗。
所述复位弹簧3端部设有调整螺钉16，调节调整螺钉16可调整复位弹簧3对阀杆6的弹簧力；调整螺钉16对外设有机械接口，阀杆6与衔铁4之间螺纹连接，衔铁4通过安装在电磁铁1上的定位销17进行导向，阀杆6上对外留有扳手接口用于在线进行衔铁4与电磁铁1初始气隙δ的调节。在线调试接口，通过在线调节弹簧弹力和电磁力，来进行制造误差和装配误差补偿，提高调试效率和合格率。
所述阀杆6)采用非导磁金属材料制成，上阀口密封垫8、下阀口密封垫10采用橡胶或塑料材料制成，阀杆6双锥面(F和G)与上阀口密封垫8、下阀口密封垫10之间形成双金属锥面-硬质非金属密封，上、下阀口密封通过锥面与非金属密封垫棱边挤压密封，电磁阀上下阀口密封具备了自对中、密封压力高、寿命长、耐磨损等优点，提高了密封可靠性；同时，对于两位三通电磁阀具有误差补偿作用。
如图4、5所示，上阀座密封垫8或者下阀口密封垫10与上阀座7或者下阀座11接触面上通过设置凸台和凹槽的方式提供机械限位及增加一道挤压密封。所述的凹槽高度为h1，凸台高度为h2，h1和h满足(h1+0.01mm)≤h2≤(h1+0.2mm)。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.一种高压多功能两位三通电磁阀，包括电磁铁(1)、电磁铁壳体(2)、复位弹簧(3)、衔铁(4)、阀体(5)、阀杆(6)、上阀座(7)、下阀座(11)；其特征在于：所述的阀体(5)上设置的三个通气孔均可作为流体入孔或流体出孔；所述的阀杆(6)通过上阀座(7)、上阀座密封垫(8)、中部阀套(9)、下阀口密封垫(10)、下阀座(11)、底部阀套(12)安装在阀体(5)的内腔E中，其中阀杆(6)与阀体(5)密封处直径、阀杆(6)与上阀座密封垫(8)或者下阀口密封垫(10)接触处直径、阀杆(6)与底部阀套(12)密封处直径相等；其中一个通气孔A与中部阀套(9)上设置的周向孔连通，当阀杆(6)与上阀座密封垫(8)或者下阀口密封垫(10)密封时，通气孔A分别与另外一个通气孔连通。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：阀杆(6)与上阀座密封垫(8)或者下阀口密封垫(10)的接触面为锥面。
3.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：上阀座密封垫(8)或者下阀口密封垫(10)与上阀座(7)或者下阀座(11)接触面上通过设置凸台和凹槽的方式提供机械限位及增加一道挤压密封。
4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于：所述的凹槽高度为h1，凸台高度为h2，h1和h满足(h1+0.01mm)≤h2≤(h1+0.2mm)。
5.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：阀杆(6)采用非导磁金属材料制成。
6.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：上阀口密封垫(8)、下阀口密封垫(10)采用橡胶或塑料材料制成。
7.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述的复位弹簧(3)安装在电磁铁中空的孔中，底部垫有弹簧调整垫(19)，通过安装在弹簧调整垫(19)上的调整螺钉(16)，调节弹簧力的大小。
8.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述的阀杆(6)与衔铁(4)之间螺纹连接，衔铁(4)通过安装在电磁铁(1)上的定位销(17)进行导向，阀杆(6)上对外留有扳手接口用于在线进行衔铁(4)与电磁铁(1)初始气隙δ的调节。
9.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述的上阀座(7)、上阀口密封垫(8)、中部阀套(9)、下阀口密封垫(10)、下阀座(11)、底部阀套(12)与阀体(5)均采用分体式设计。
10.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：还包括防松棒(14)、螺母(13)、顶紧螺钉(15)；
通过螺母(13)将底部阀套(12)固定在阀体上，同时螺母(13)开孔使阀杆(6)上的扳手接口裸露；顶紧螺钉(15)将防松棒(14)沿螺母的径向将螺母顶紧。
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