CN110285234A - 一种压力平衡式二位三通电磁阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力平衡式二位三通电磁阀，涉及电磁阀技术领域，包括：阀体、活塞组件、线圈隔磁组件、活动密封组件和阀口装置，线圈隔磁组件设置在阀体上部，阀体内设有活塞密封腔、第一接口、第二接口和第三接口，活塞组件包括活动铁芯、铁芯弹簧、活塞弹簧和活塞本体，活动铁芯一端可活动的设置在线圈隔磁组件内，活动铁芯另一端依次穿过活动密封组件、阀口装置和活塞本体并与活塞本体固定连接；活动密封组件和阀口装置设置在活塞密封腔内并将活塞密封腔分隔为上腔体和下腔体，活塞密封腔顶部通过隔磁管底部的隔磁管底座与阀体连接并密封，可以很好地实现液体介质环境中的二位三通电磁阀的大口径化，并且安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及电磁阀技术领域，尤其是一种压力平衡式二位三通电磁阀。
背景技术
二位三通电磁阀主要用于关闭或接通介质，其中两位阀的阀芯有两个工作位置，而三通阀是指阀体有三个出口，这也正是二位三通电磁阀与其他电磁阀不同的地方。与双座阀有所区别的是，二位三通电磁阀的阀芯与一个阀座间的距离增加时，与另一个阀座间的距离减少，而双座阀的两个阀芯与阀座间的距离是同时增加或减少的。另外，二位三通电磁阀结构也会因为用途不同而有着很大差别；现有技术稍大口径二位三通电磁阀主要采用双阀座结构，双线圈控制，不仅阀门尺寸大，由于有两线圈还不节能，零件多安装费时。
如中国发明专利CN203906876U所公开的一种二位三通电磁阀，该二位三通电磁阀主要包括设置与阀体内的换向机构，该换向机构包括是在阀体的上部进气口，下部设有出气口，右部设有活塞腔，活塞腔内安装有活塞，活塞上嵌设有密封圈形成具有密封结构的活塞体；所述活塞体套设在主阀芯一端的小阀芯上，形成运动密封结构；所述主阀芯上设有阀饼，阀饼与阀体形成一个阀口，通过主阀芯带动阀饼沿自身轴线轴向移动，实现阀门的换向；该实用新型专利的二位三通电磁阀对电磁阀的电磁线圈的功率要求较高，并且不能实现多种功能阀的变换使用。
发明内容
本发明是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提出一种压力平衡式二位三通电磁阀，解决了现有用于液体介质环境中的二位三通电磁阀口径较小，并且整体尺寸较大，对电磁线圈的功率要求较高等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种压力平衡式二位三通电磁阀，包括：阀体、活塞组件、线圈隔磁组件、活动密封组件和阀口装置，线圈隔磁组件设置在阀体上部，阀体内设有活塞密封腔、第一接口、第二接口和第三接口，活塞组件包括活动铁芯、铁芯弹簧、活塞弹簧和活塞本体，活动铁芯一端可活动的设置在线圈隔磁组件内，活动铁芯另一端依次穿过活动密封组件、阀口装置和活塞本体并与活塞本体固定连接；
活动密封组件和阀口装置设置在活塞密封腔内并将活塞密封腔分隔为上腔体和下腔体，活塞本体位于下腔体，活动密封组件用于将阀口装置压紧固定，阀口装置上设有位于阀口装置侧部连通阀口和位于阀口装置底部的上阀口，连通阀口与第一接口连通，第三接口通过下阀口与下腔体底部连通，第二接口与下腔体侧部连通；活塞弹簧设置在活塞本体与阀口装置之间，活塞本体用于密封上阀口和下阀口；
阀体内还设有平衡连接孔用于连通第三接口和上腔体，线圈隔磁组件包括隔磁管和套设在隔磁管外的电磁装置，活动铁芯可活动设置在隔磁管内，铁芯弹簧一端与活动铁芯顶部抵接，铁芯弹簧另一端与隔磁管内腔顶部抵接，活塞密封腔顶部通过隔磁管底部的隔磁管底座与阀体连接并密封，采用上述技术方案，可以很好地实现液体介质环境中的二位三通电磁阀的大口径化，并且安全可靠。
其中，阀体还设有用于加工平衡连接孔的工艺孔，工艺孔通过涂有密封胶水的紧定螺钉进行密封。
其中，活塞本体包括活塞骨架和密封橡胶，活塞骨架上部和下部都设有设置密封橡胶的环形注塑凹槽。
其中，上阀口底部设有凸出设置的环形壁，上阀口的环形壁与活塞骨架上部的密封橡胶位置相对应，下阀口顶部设有凸出设置的环形壁，下阀口的环形壁与活塞骨架下部的密封橡胶位置相对应。
其中，活动密封组件包括活塞压板和上压板，活塞压板设置在阀口装置上部，活塞压板与活塞密封腔内壁之间通过第一密封圈进行密封，活塞压板与活动铁芯之间通过第二密封圈进行密封；活塞压板、活动铁芯以及第二密封圈之间通过硅油润滑，活动密封更加可靠。
其中，上压板用于压紧活塞压板，上压板侧壁上还设有连通开口，连通开口与平衡连接孔相配合，使得上腔体与平衡连接孔连通；连通开口数量为四个，环绕均布在上压板的侧壁上，使得安装时更加方便的对准平衡连接孔。
其中，隔磁管顶部设有外螺纹并穿出电磁装置，隔磁管通过螺母连接固定在电磁装置上，隔磁管底座外壁设有外螺纹，活塞密封腔顶部内壁设有内螺纹，隔磁管与阀体通过螺纹连接固定，隔磁管底座与活塞密封腔之间通过第三密封圈进行密封。
附图说明
图1为本发明一种压力平衡式二位三通电磁阀的剖视图1；
图2为本发明活塞组件和活动密封组件的立体图；
图3为本发明阀体的内部结构图；
图4为本发明活塞组件的结构图；
图5为本发明上压板的结构图；
图6为本发明阀口装置的结构图；
图7为本发明一种压力平衡式二位三通电磁阀的剖视图2；
图8为本发明一种压力平衡式二位三通电磁阀的剖视图3；
图中：1为阀体；2为活塞组件；3为线圈隔磁组件；4为活动密封组件；5为阀口装置；6为第一密封圈；7为下阀口；8为第二密封圈；9为第三密封圈；11为第一接口；12为第二接口；13为第三接口；14为平衡连接孔；15为工艺孔；16为活动铁芯；17为铁芯弹簧；18为活塞弹簧；19为活塞本体；20为隔磁管；21为电磁装置；22为活塞压板；23为上压板；24为上阀口；25为连通阀口；26为活塞骨架；27为密封橡胶；31为活塞密封腔；32为隔磁管底座；33为上腔体；34为下腔体；35为连通开口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
本发明实施例的一种压力平衡式二位三通电磁阀，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，包括：阀体1、活塞组件2、线圈隔磁组件3、活动密封组件4和阀口装置5，线圈隔磁组件3设置在阀体1上部，阀体1内设有活塞密封腔31、第一接口11、第二接口12和第三接口13，活塞组件2包括活动铁芯16、铁芯弹簧17、活塞弹簧18和活塞本体19，活动铁芯16一端可活动的设置在线圈隔磁组件3内，活动铁芯16另一端依次穿过活动密封组件4、阀口装置5和活塞本体19并与活塞本体19固定连接；
如图8所示，活动密封组件4和阀口装置5设置在活塞密封腔31内并将活塞密封腔31分隔为上腔体33和下腔体34，活塞本体19位于下腔体34，活动密封组件4用于将阀口装置5压紧固定，阀口装置5上设有位于阀口装置5侧部连通阀口25和位于阀口装置5底部的上阀口24，连通阀口25与第一接口11连通，第三接口13通过下阀口7与下腔体34底部连通，第二接口12与下腔体34侧部连通；活塞弹簧18设置在活塞本体19与阀口装置5之间，活塞本体19用于密封上阀口24和下阀口7；
阀体1内还设有平衡连接孔14用于连通第三接口13和上腔体33，线圈隔磁组件3包括隔磁管20和套设在隔磁管20外的电磁装置21，活动铁芯16可活动设置在隔磁管20内，铁芯弹簧17一端与活动铁芯16顶部抵接，铁芯弹簧17另一端与隔磁管20内腔顶部抵接，活塞密封腔31顶部通过隔磁管20底部的隔磁管底座32与阀体1连接并密封。
如图3所示，阀体1还设有用于加工平衡连接孔14的工艺孔15，工艺孔15通过涂有密封胶水的紧定螺钉进行密封；具体来说，如图7和图8所示，在阀体1上打一平衡连接孔14，连通上腔体33与第三接口13，使得第三接口13与上腔体33压力保持一致，在阀体1侧边横向打一工艺孔15，阀体1底部打一工艺孔15；平衡连接孔14的设计使得上腔体33和下腔体34受到的介质压力一样，可以减弱对铁芯弹簧17和活塞弹簧18的弹簧力的需求，从而大幅度减小对电磁阀线圈功率要求，便于二位三通电磁阀的开启与关闭，进一步，将下阀口7与上阀口24的通径保持一致，确保活塞本体19上下运动时受到的压强平衡，便于阀门的开启关闭。
活塞本体19包括活塞骨架26和密封橡胶27，活塞骨架26上部和下部都设有设置密封橡胶27的环形注塑凹槽；上阀口24底部设有凸出设置的环形壁，上阀口24的环形壁与活塞骨架26上部的密封橡胶27位置相对应，下阀口7顶部设有凸出设置的环形壁，下阀口7的环形壁与活塞骨架26下部的密封橡胶27位置相对应；由于电磁阀长时间工作状态下，对其寿命及密封性能要求影响，活塞本体19采用注塑工艺，在高压下，往活塞骨架26内将密封橡胶27注塑到活塞骨架26内的环形注塑凹槽进行成型，组成一整体；其中活塞骨架26密封处的环形注塑凹槽采用内台阶设计，增大与密封橡胶27的贴合表面积，采用清洗，烘干，喷砂，涂抹特制密封胶水，硫化等工艺进行处理，密封橡胶27的橡胶密封面可靠性和稳定性大幅提升，避免了在长时间工作下，密封橡胶27的橡胶密封面的变形和破损，提高了电磁阀的寿命。
电磁装置21通电时，在电磁力的作用下，活塞组件2向上提升，活塞本体19的上密封端即上部的密封橡胶27与上阀口24紧密贴合产生变形密封，上阀口24关闭；其中，为活塞本体19一直保持向上贴合的状态，活动铁芯16和隔磁管20上部的静铁芯应留有足够的间隙；防止因为活动铁芯16和静铁芯吸合，活塞本体19与上阀口24无受力变形，密封失败；由于活动铁芯16和静铁芯无吸合，使用交流线圈会产生噪音，为防止噪音影响，线圈采用直流线圈，使用交流线圈可接整流接线盒进行转换。
如图2所示，活动密封组件4包括活塞压板22和上压板23，活塞压板22设置在阀口装置5上部，活塞压板22与活塞密封腔31内壁之间通过第一密封圈6进行密封，活塞压板22与活动铁芯16之间通过第二密封圈8进行密封；活塞压板22、活动铁芯16以及第二密封圈8之间通过硅油润滑，活塞压板22与活动铁芯16采用滑动密封设计，在活塞压板22和活动铁芯16滑动面之间放入第二密封圈8，第二密封圈8之两边受挤压变形从而实现密封，此滑动密封使得上腔体33和下腔体34密封隔离，保证流动的介质，比如水等液体介质，在工作压力下，上腔体33和下腔体34之间能够保证无泄漏；滑动密封设计使得活塞组件2在电磁装置21通电产生电磁阀力向上提升活塞组件2，断电情况下在铁芯弹簧17和活塞弹簧18的弹簧弹力和自重条件下复位都能顺畅的上下运动且无泄漏，进一步，活动铁芯16所选用的材质为软磁材料，滑动密封处部分需研磨抛光处理，粗糙度Ra0.4。
上压板23用于压紧活塞压板22，上压板23侧壁上还设有连通开口35，连通开口35与平衡连接孔14相配合，使得上腔体33与平衡连接孔14连通；连通开口35数量为四个，环绕均布在上压板23的侧壁上。
隔磁管20顶部设有外螺纹并穿出电磁装置21，隔磁管20通过螺母连接固定在电磁装置21上，隔磁管底座32外壁设有外螺纹，活塞密封腔31顶部内壁设有内螺纹，隔磁管20与阀体1通过螺纹连接固定，隔磁管底座32与活塞密封腔31之间通过第三密封圈9进行密封。
组装过程如下，先将活动铁芯16穿过上压板23和活塞压板22；再穿过阀口装置5的上阀口24，安装活塞弹簧18，最后与活塞本体19螺纹连接，螺纹需涂抹乐泰326密封胶水，并确保活塞本体19与活动铁芯16中心垂直，然后放置在一旁等待胶水固化，防止长时间工作条件下出现松动和泄漏；阀体1上的工艺孔15需用紧定螺钉密封，螺纹处涂抹密封胶水固定，防止泄漏。
本实施例的二位三通电磁阀在使用时，作为常闭型电磁阀使用，如图7和图8所示：介质通过第三接口13进入，即第三接口13为压力供应口，一路介质到达下阀口7，另一路介质通过平衡连接孔14到达上腔体33；两路介质压力保持一致，因为下阀口7与上阀口24面积相等，介质压力对活塞本体19上下的压强相互抵消，在电磁装置21断电时，由于铁芯弹簧17和活塞弹簧18的弹簧力和活塞本体19自身重力的合力向下的作用下，上阀口24打开，下阀口7关闭，电磁阀处于常闭状态，这时介质可从第二接口12通过上阀口24到达第一接口11；通电时，在电磁力的作用下，活塞本体19向上提升，下阀口7打开，上阀口24关闭，介质通过下阀口7从第三接口13到第二接口12。
作为常开型电磁阀使用：介质通过第一接口11进入，即第一接口11为压力供应口，电磁装置21断电时，由于铁芯弹簧17和活塞弹簧18的弹簧力和活塞本体19自身重力的合力向下的作用下，上阀口24打开，下阀口7关闭，这时介质从第一接口11通过上阀口24到第二接口12，电磁阀处于打开状态；通电时，在电磁力的作用下，活塞本体19向上提升，上阀口24关闭，下阀口7打开，介质从第二接口12通过下阀口7到第三接口13。
作为换向型电磁阀使用：介质通过第二接口12进入，即第二接口12为压力供应口，电磁装置21断电时，由于铁芯弹簧17和活塞弹簧18的弹簧力和活塞本体19自身重力的合力向下的作用下，上阀口24打开，下阀口7关闭，这时介质从第二接口12通过上阀口24到第一接口11；电磁装置21通电时，活塞本体19提升，上阀口24关闭，下阀口7打开，介质从第二接口12通过下阀口7到第三接口13，完成换向。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，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 (9)
1.一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述压力平衡式二位三通电磁阀包括：阀体(1)、活塞组件(2)、线圈隔磁组件(3)、活动密封组件(4)和阀口装置(5)，所述线圈隔磁组件(3)设置在所述阀体(1)上部，所述阀体(1)内设有活塞密封腔(31)、第一接口(11)、第二接口(12)和第三接口(13)，所述活塞组件(2)包括活动铁芯(16)、铁芯弹簧(17)、活塞弹簧(18)和活塞本体(19)，所述活动铁芯(16)一端可活动的设置在线圈隔磁组件(3)内，所述活动铁芯(16)另一端依次穿过所述活动密封组件(4)、阀口装置(5)和活塞本体(19)并与活塞本体(19)固定连接；
所述活动密封组件(4)和阀口装置(5)设置在活塞密封腔(31)内并将活塞密封腔(31)分隔为上腔体(33)和下腔体(34)，所述活塞本体(19)位于所述下腔体(34)，所述活动密封组件(4)用于将所述阀口装置(5)压紧固定，所述阀口装置(5)上设有位于阀口装置(5)侧部连通阀口(25)和位于阀口装置(5)底部的上阀口(24)，所述连通阀口(25)与所述第一接口(11)连通，所述第三接口(13)通过下阀口(7)与所述下腔体(34)底部连通，所述第二接口(12)与下腔体(34)侧部连通；所述活塞弹簧(18)设置在所述活塞本体(19)与所述阀口装置(5)之间，所述活塞本体(19)用于密封所述上阀口(24)和所述下阀口(7)；
所述阀体(1)内还设有平衡连接孔(14)用于连通所述第三接口(13)和上腔体(33)，所述线圈隔磁组件(3)包括隔磁管(20)和套设在所述隔磁管(20)外的电磁装置(21)，所述活动铁芯(16)可活动设置在所述隔磁管(20)内，所述铁芯弹簧(17)一端与所述活动铁芯(16)顶部抵接，所述铁芯弹簧(17)另一端与所述隔磁管(20)内腔顶部抵接，所述活塞密封腔(31)顶部通过隔磁管(20)底部的隔磁管底座(32)与阀体(1)连接并密封。
2.如权利要求1所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述阀体(1)还设有用于加工平衡连接孔(14)的工艺孔(15)，所述工艺孔(15)通过涂有密封胶水的紧定螺钉进行密封。
3.如权利要求1所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述活塞本体(19)包括活塞骨架(26)和密封橡胶(27)，所述活塞骨架(26)上部和下部都设有设置密封橡胶(27)的环形注塑凹槽。
4.如权利要求3所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述上阀口(24)底部设有凸出设置的环形壁，上阀口(24)的环形壁与活塞骨架(26)上部的密封橡胶(27)位置相对应，下阀口(7)顶部设有凸出设置的环形壁，下阀口(7)的环形壁与活塞骨架(26)下部的密封橡胶(27)位置相对应。
5.如权利要求4所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述活动密封组件(4)包括活塞压板(22)和上压板(23)，所述活塞压板(22)设置在所述阀口装置(5)上部，所述活塞压板(22)与所述活塞密封腔(31)内壁之间通过第一密封圈(6)进行密封，所述活塞压板(22)与活动铁芯(16)之间通过第二密封圈(8)进行密封。
6.如权利要求5所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述活塞压板(22)、活动铁芯(16)以及第二密封圈(8)之间通过硅油润滑。
7.如权利要求5所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述上压板(23)用于压紧活塞压板(22)，所述上压板(23)侧壁上还设有连通开口(35)，所述连通开口(35)与所述平衡连接孔(14)相配合，使得上腔体(33)与所述平衡连接孔(14)连通。
8.如权利要求7所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述连通开口(35)数量为四个，环绕均布在所述上压板(23)的侧壁上。
9.如权利要求1所述的一种压力平衡式二位三通电磁阀，其特征在于，所述隔磁管(20)顶部设有外螺纹并穿出所述电磁装置(21)，所述隔磁管(20)通过螺母连接固定在所述电磁装置(21)上，所述隔磁管底座(32)外壁设有外螺纹，所述活塞密封腔(31)顶部内壁设有内螺纹，所述隔磁管(20)与所述阀体(1)通过螺纹连接固定，所述隔磁管底座(32)与所述活塞密封腔(31)之间通过第三密封圈(9)进行密封。
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