CN109185541B - 一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，包括有衔铁组件，衔铁组件包括有杯体结构的外衔铁，外衔铁内套入内衔铁，内衔铁的内部腔体中依次套入第一顶杆、第三弹簧和弹簧座，弹簧座的内部腔体中放入第二弹簧，第二弹簧另一端与外衔铁的内底面接触，弹簧座、第三弹簧、内衔铁以及第一顶杆构成内衔铁组件，其中外衔铁与内衔铁、第一顶杆与内衔铁之间均为间隙配合。该电磁阀具有体积小、质量轻、耐高温、功耗低、可靠性高、寿命长等优点，解决了现有该类电磁阀体积大、质量重及启动能耗高等问题。

Description

一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀

技术领域

本发明涉及一种两位三通常开式微型燃油电磁阀，特别是一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀。

背景技术

液压系统中的燃油调节系统，具有结构简单、可靠性高、环境适应性好等优点，特别在易燃、易爆、辐射、振动等恶劣环境下，在航空、舰船以及一些特殊领域，燃油调节系统得到了广泛的应用。电磁阀作为燃油调节系统的重要控制元件，其可靠性要求随着燃油系统的发展及完善而不断提高，并朝着可靠性高、小型化、轻型化方向发展。而我国现阶段常用传统两位三通燃油电磁阀有体积大、重量重、功耗高、可靠性差、寿命低和不耐高温的缺陷。基于这种情况，设计、制造一种微型球密封两位三通燃油电磁阀，这种电磁阀具有体积小、质量轻、耐高温、功耗低、可靠性高、寿命长等优点成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀。该电磁阀具有体积小、质量轻、耐高温、功耗低、可靠性高、寿命长等优点，解决了现有该类电磁阀体积大、质量重及启动能耗高等问题。

本发明的技术方案：一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，包括有衔铁组件，衔铁组件包括有杯体结构的外衔铁，外衔铁内套入内衔铁，内衔铁的内部腔体中依次套入第一顶杆、第三弹簧和弹簧座，弹簧座的内部腔体中放入第二弹簧，第二弹簧另一端与外衔铁的内底面接触，弹簧座、第三弹簧、内衔铁以及第一顶杆构成内衔铁组件，其中外衔铁与内衔铁、第一顶杆与内衔铁之间均为间隙配合。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，当内衔铁组件完全套入外衔铁中时，内衔铁组件的内衔铁右端面与外衔铁右端面之间存在台阶尺寸L3；弹簧座的内部腔体中还放置有弹簧调整垫片，第二弹簧一端与弹簧调整垫片接触。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，该电磁阀包括有线圈组件，线圈组件尾部扣装有钢丝挡圈，中部套装有将安装壳体，头端套装有密封衬套，线圈组件上还压装有定位销；所述线圈组件包括有阀组件，阀组件上绕制有漆包圆铜线构成线圈，线圈外侧的阀组件套装有线圈罩，漆包圆铜线与引出至电磁阀外部的聚四氟乙烯电线连接。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，阀组件外部设有环形槽，环形槽内底部及侧面分别设置有聚酰亚胺及绝缘垫圈后，再绕制漆包圆铜线，线圈外部缠绕有无碱玻璃纤维带，无碱玻璃纤维带和线圈罩之间填充有灌注料，聚四氟乙烯电线引出处涂覆有耐高温紧固胶。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，所述阀组件包括有衔铁管组件，衔铁管组件右侧头端连接有阀体组件，衔铁管组件和阀体组件构成的内部腔室中由左至右依次转入有行程调整垫片、衔铁组件、极靴，穿入极靴内部的第一顶杆上套入有第一弹簧；所述阀体组件包括阀体，阀体内部设置有左右两个腔体，左右两个腔室经第二顶杆穿入孔导通，左侧腔体中设置有第二顶杆，右侧腔体中设置有阀座，阀座左侧的右侧腔室为可供钢球左右移动的容纳腔室，容纳腔室中装入有钢球，阀体右头端为进油口，进油口尾部对应阀座内部的进油通道，阀体上还设置有与钢球所在腔室导通的控制口，以及与第二顶杆所在腔室右侧头端导通的回油口；所述钢球直径大于进油通道和第二顶杆穿入孔的直径。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，所述衔铁管组件包括有左侧的衔铁管和右侧的衬套，衔铁管和衬套相对应的头端均为阶梯形结构，两者之间通过类工字型结构的隔磁环固定连接。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，非工作状态时，外衔铁右侧端面与其上方的相邻的隔磁环竖直面之间存在间隔L4。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，非工作状态时，内衔铁右侧端面与极靴左侧端面之间存在间隙L1。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，当钢球向左移动将第二顶杆穿入孔封闭时，第二顶杆头端与钢球之间存在间隙。

前述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，所述进油口处设置有进口滤网。

本发明的有益效果：相对传统两位三通燃油电磁阀，本发明的第1个创新点在于，如附图8所示，电磁阀衔铁组件内置缓冲机构，该缓冲机构由外衔铁、第二弹簧、弹簧调整垫片、弹簧座、内衔铁、第三弹簧及第一顶杆组成。其中外衔铁与内衔铁、第一顶杆与内衔铁均为间隙配合，且通过第一顶杆左端头部长度尺寸保证第三弹簧预压缩量a，以保证电磁阀使用压力。在电磁阀通电时，缓冲机构能过滤衔铁吸合后急剧增大的过剩电磁力，有效减小电磁力对第二顶杆尖部、阀座密封环带的冲击，从而提高电磁阀可靠性及使用寿命，在电磁阀断电时，缓冲机构辅助电磁阀衔铁组件向左回位，提高可靠性，缩短响应时间。

本发明的第2个创新点在于，如附图8所示，衬套与隔磁环之间利用钎焊交错焊接，以保证焊接强度和焊缝位置，隔磁环内部焊缝，即隔磁环下方竖直面与电磁阀非工作状态时外衔铁右侧端面位置靠近，两者之间形成间隔L4,可在低加载电压（10V DC）下相对于传统隔磁环结构提高初始电磁力约80%，可大幅降低电磁阀启动能耗。

本发明的第3个创新点在于，如附图5所示，两级衔铁结构，外衔铁采用薄壁结构，内衔铁组件与外衔铁存在台阶尺寸L3，外衔铁右端面环形截面积需与内衔铁右端面面积及L3合理匹配。两者之间采用弹簧连接，电磁阀通电时，内外衔铁同时提供电磁力，最终电磁阀进油口与控制口断开，控制口到回油口相通，内、外衔铁均与极靴接触，第二弹簧、第三弹簧均处于压缩状态；电磁阀断电时，由于外衔铁电磁力消退速度没有内衔铁消退速度快，所以内衔铁在第三弹簧力作用下会继续压缩第二弹簧首先向左运动，当后退一段距离后第二弹簧的弹簧力足以克服外衔铁电磁力后两衔铁同时向左运动，从而实现降低电磁阀启动能耗、进一步保证衔铁释放的目的。

本发明的第4个创新点在于，如附图2、附图7所示，采用锥形阀体、单钢球密封结构，同时取消独立线圈骨架，所以相对于传统电磁阀结构，大大减小了体积与重量，实现了电磁阀微型化。

综合而言，该电磁阀具有体积小、质量轻、耐高温、功耗低、可靠性高、寿命长等优点，解决了现有该类电磁阀体积大、质量重及启动能耗高等问题。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明线圈组件示意图；

附图3是本发明阀组件示意图；

附图4是本发明衔铁管组件示意图；

附图5是本发明衔铁组件示意图；

附图6是本发明内衔铁组件示意图；

附图7是本发明阀体组件示意图；

附图8是附图3的局部放大示意图。

附图标记：1、钢丝挡圈；2、安装壳体；3、线圈组件；4、密封衬套；5、进口滤网；6、定位销；7、阀组件；8、绝缘垫圈；9、聚酰亚胺；10、漆包圆铜线；11、无碱玻璃纤维带；12、灌注料；13、线圈罩；14、聚四氟乙烯电线；15、耐高温紧固胶；16、衔铁管组件；17、行程调节垫片；18、衔铁组件；19、第一弹簧；20、极靴；21、阀体组件；22、衔铁管；23、隔磁环；24、衬套；25、外衔铁；26、第二弹簧；27、弹簧调整垫片；28、内衔铁组件；29、弹簧座；30、第三弹簧；31、内衔铁；32、第一顶杆；33、第二顶杆；34、阀体；35、钢球；36、阀座；37、进油口；38、控制口；39、回油口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，主要由钢丝挡圈1；安装壳体2；线圈组件3；密封衬套4；进口滤网5；定位销6等组成。

如附图1所示，电磁阀装配时，将进口滤网5收口装在线圈组件3上；进口滤网5用于过滤掉液压油中的杂质，定位销6压装入线圈组件3孔中；将安装壳体2套装入线圈组件3中；将钢丝挡圈1扣装入线圈组件3中；将密封衬套4装入线圈组件3。

如附图2所示，线圈组件3主要由阀组件7、绝缘垫圈8、聚酰亚胺9、漆包圆铜线10、无碱玻璃纤维带11、灌注料12、线圈罩13、聚四氟乙烯电线14、耐高温紧固胶15组成。

装配时，先将聚酰亚胺9及绝缘垫圈8粘连固定在线圈阀组件7上后用漆包圆铜线10绕制成线圈，再将聚四氟乙烯电线14与漆包圆铜线10焊接后引出，并缠绕无碱玻璃纤维带11将线圈固定，然后将线圈罩13通过过盈配合压装入阀组件7，再通过线圈罩13上的孔向内部灌满灌注料12，聚四氟乙烯电线14引出处涂耐高温紧固胶15固定。

如附图3所示，阀组件7主要由衔铁管组件16、行程调整垫片17、衔铁组件18、第一弹簧19、极靴20及阀体组件21组成。

装配时，将行程调整垫片17、衔铁组件18、极靴20、第一弹簧19先后装入衔铁管组件16内，并通过选配或修磨行程调整垫片17调整衔铁组件18到极靴20的间隙，即衔铁组件18的行程L1，再将阀体组件21压装入衔铁管组件16中，并焊接固定，压装阀体组件21前需通过修磨阀体组件21中的第二顶杆33长度来匹配衔铁组件18行程L1与衔铁组件18中的钢球35的行程L2,保证电磁阀通电时钢球35在衔铁组件18推动下移动到刚好密封进油口37时，内衔铁组件28前端面到极靴20之间间隔距离L，同时保证电磁阀断电时钢球35能在液压力作用下密封回油口39。当钢球35向左移动将第二顶杆穿入孔封闭时，第二顶杆33头端与钢球35之间存在间隙。该间隙为L1-L2-L，该间隙可以保证在断电时，钢球35能密封第二顶杆穿入孔，以及保证第二弹簧26的压缩量，该压缩量起缓冲和辅助释放的作用。

如附图4所示，衔铁管组件16包括有左侧的衔铁管22和右侧的衬套24，衔铁管22和衬套24相对应的头端均为阶梯形结构，两者之间通过类工字型结构的隔磁环23钎焊焊接固定连接。

如附图5所示，衔铁组件18主要由外衔铁25、第二弹簧26、弹簧调整垫片27及内衔铁组件28通过组成,装配时将弹簧调整垫片27、第二弹簧26依次装入内衔铁组件28中，再整体装入外衔铁25中，并通过选配或修磨弹簧调整垫片27保证内外衔铁之间的尺寸台阶L3，L3需与外衔铁25、内衔铁31右端面面积和第二弹簧26的劲度系数相互匹配。

如附图6所示，内衔铁组件28主要由第一顶杆32、第三弹簧30、弹簧座29、内衔铁31、组成,装配时将第一顶杆32、第三弹簧30依次装入内衔铁31中，再压入弹簧座29后，保证第三弹簧30预压缩量后，将内衔铁31尾部收口固定。

如附图7所示，阀体组件21主要由第二顶杆33、阀体34、钢球35及阀座36组成，装配时先将钢球35装入阀座36中，再整体压入阀体34中并焊接固定，压入过程中需通过控制压入深度保证钢球35的行程L2，该L2由电磁阀介质流量要求决定。

工作原理：

电磁阀断电时，进油口37与控制口38沟通，控制口38与回油口39断开。

即在液压系统中，回油口39接回系统回油箱，进油口37与控制口38液压力相等。此时衔铁组件18在第一弹簧19作用下处在最左端，衔铁组件18前端面与机靴20端面之间有间隙L1，外衔铁25与内衔铁组件28端面有台阶L3，即外衔铁25到极靴20之间有间隙L1+L3。第二顶杆33左端与第一顶杆32右端面接触时，第二顶杆33右端与钢球35左端有间隙L1-L2-L，该间隙L1-L2-L保证电磁阀断电时控制口38与回油口39密封。钢球35在进口液压力作用下处于最左端。

电磁阀通电时，衔铁组件18整个组件所有零件在电磁力作用下向右移动。当街铁组件18移动距离为L1-L2-L后， 第二顶杆33与钢球35接触，在此阶段衔铁组件只需克服第一弹簧19的弹簧力；衔铁组件18 继续向右移动，顶住钢球35向右继续移动距离L2后，进油口37到控制口38关闭，控制口38到回油口39沟通。此时衔铁组件18前端面与极靴20之间有间隙L。在此阶段电磁力需克服第三弹簧19的弹簧力及钢球35所受到的液压力；此时电磁力远大于第三弹簧30的弹簧力，在电磁力作用下衔铁组件18 中内衔铁31压缩第三弹簧30继续向右移动距离L，与极靴20接触，此时钢球35所受到的力为第三弹簧30压缩L+a(a为第三弹簧30预压缩量，预压缩量保证电磁铁通电时的密封性)时的弹簧力，该力远小于此时衔铁的电磁力，以保护密封环带。同时外衔铁25压缩第二弹簧26向前继续移动，与极靴20接触(第二弹簧26压缩量为L3)；此时内、外衔铁均与极靴20接触，第一弹簧19、第二弹簧26、第三弹簧30均处于压缩状态。通电吸合动作完成。

电磁阀断电时，衔铁组件18电磁力逐渐消退(微观状态)，其中内衔铁31)电磁力降低速度比外衔铁25快，当内衔铁31电磁力小于第三弹簧30的弹簧力(压缩L+a)和钢球35的液压力的合力时，内衔铁31开始向左移动；在此过程中，由于外衔铁25电磁力还很大，内衔铁31向左移动时压缩第二弹簧26,外衔铁25所受弹簧力增大，当此弹簧力大于外衔铁25的电磁力时，外衔铁25与内衔铁31一起向左移动。在此过程中内衔铁31向左移动距离小于L(通过第二弹簧26及L3来保证)。

当衔铁组件18向左移动L后，衔铁组件具有一定初速，且电磁力足够小，此时在钢球35液压力及第一弹簧19弹簧力作用下继续向左移动。

当衔铁组件18继续向左移动距离L2时，钢球35与阀体34的第二顶杆穿入孔的密封环带接触，并在液压力作用下实现密封，此时进油口37与控制口38沟通，控制口38与回油口39关闭。

电磁力继续降低，衔铁组件18在第一弹簧19的弹簧力作用下继续左移，直至与调整垫片17接触并保持在最左端，此时衔铁组件18与极靴20之间间隙为L1 ,外衔铁25右端面与极靴20间隙为L1+L3。断电释放动作完成。

所有动作完成。通电重复以上动作。

Claims (5)

1.一种具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，其特征在于：包括有衔铁组件(18)，衔铁组件(18)包括有杯体结构的外衔铁(25)，外衔铁(25)内套入内衔铁(31)，内衔铁(31)的内部腔体中依次套入第一顶杆(32)、第三弹簧(30)和弹簧座(29)，弹簧座(29)的内部腔体中放入第二弹簧(26)，第二弹簧(26)另一端与外衔铁(25)的内底面接触，弹簧座(29)、第三弹簧(30)、内衔铁(31)以及第一顶杆(32)构成内衔铁组件(28)，其中外衔铁(25)与内衔铁(31)、第一顶杆(32)与内衔铁(31)之间均为间隙配合；

当内衔铁组件(28)完全套入外衔铁(25)中时，内衔铁组件(28)的内衔铁(31)右端面与外衔铁(25)右端面之间存在台阶尺寸L3,内衔铁(31)右端面位于外衔铁(25)右端面的右侧；弹簧座(29)的内部腔体中还放置有弹簧调整垫片(27)，第二弹簧(26)一端与弹簧调整垫片(27)接触；

该电磁阀包括有线圈组件(3)，线圈组件(3)尾部扣装有钢丝挡圈(1)，中部套装有将安装壳体(2)，头端套装有密封衬套(4)，线圈组件(3)上还压装有定位销(6)；所述线圈组件(3)包括有阀组件(7)，阀组件(7)上绕制有漆包圆铜线(10)构成线圈，线圈外侧的阀组件(7)套装有线圈罩(13)，漆包圆铜线(10)与引出至电磁阀外部的聚四氟乙烯电线(14)连接；

所述阀组件(7)包括有衔铁管组件(16)，衔铁管组件(16)右侧头端连接有阀体组件(21)，衔铁管组件(16)和阀体组件(21)构成的内部腔室中由左至右依次装入有行程调整垫片(17)、衔铁组件(18)、极靴(20)，穿入极靴(20)内部的第一顶杆(32)上套入有第一弹簧(19)；所述阀体组件(21)包括阀体(34)，阀体(34)内部设置有左右两个腔体，左右两个腔室经第二顶杆穿入孔导通，左侧腔体中设置有第二顶杆(33)，右侧腔体中设置有阀座(36)，阀座(36)左侧的右侧腔室为可供钢球(35)左右移动的容纳腔室，容纳腔室中装入有钢球(35)，阀体(34)右头端为进油口(37)，进油口(37)尾部对应阀座(36)内部的进油通道，阀体(34)上还设置有与钢球(35)所在腔室导通的控制口(38)，以及与第二顶杆(33)所在腔室右侧头端导通的回油口(39)；所述钢球(35)直径大于进油通道和第二顶杆穿入孔的直径；

所述衔铁管组件(16)包括有左侧的衔铁管(22)和右侧的衬套(24)，衔铁管(22)和衬套(24)相对应的头端均为阶梯形结构，两者之间通过类工字型结构的隔磁环(23)钎焊固定连接；

非工作状态时，外衔铁(25)右侧端面位于其上方的相邻的隔磁环(23)竖直面的左侧，两者之间存在间隔L4。

2.根据权利要求1所述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，其特征在于：阀组件(7)外部设有环形槽，环形槽内底部及侧面分别设置有聚酰亚胺(9)及绝缘垫圈(8)后，再绕制漆包圆铜线(10)，线圈外部缠绕有无碱玻璃纤维带(11)，无碱玻璃纤维带(11)和线圈罩(13)之间填充有灌注料(12)，聚四氟乙烯电线(14)引出处涂覆有耐高温紧固胶(15)。

3.根据权利要求1所述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，其特征在于：非工作状态时，内衔铁(31)右侧端面与极靴(20)左侧端面之间存在间隙L1。

4.根据权利要求1所述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，其特征在于：当钢球(35)向左移动将第二顶杆穿入孔封闭时，第二顶杆(33)头端与钢球(35)之间存在间隙。

5.根据权利要求1所述的具有缓冲机构的两位三通常开式微型燃油电磁阀，其特征在于：所述进油口(37)处设置有进口滤网(5)。

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