CN110762229A - 无弹簧式两位两通常开高速开关阀 - Google Patents

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Abstract

本发明属于阀体技术领域,涉及一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀,包括阀体组件,所述阀体组件上安装电磁铁组件,电磁铁组件连接衔铁组件,其特征在于:所述阀体组件包括阀座,阀座上安装阀体,阀体的内孔中导向设置阀芯,阀芯下端与阀座相配合,用于控制阀座轴向孔的通断;该开关阀能够有效满足运行环境要求,阀体响应速度快。本发明结构简单紧凑,采用无弹簧高速开关阀设计,避免了复位弹簧影响响应速度的问题。本发明极靴、衔铁间采用可调工作气隙,减小了因固定工作气隙而带来的极靴定位难度,降低了装配难度。

Description

无弹簧式两位两通常开高速开关阀
技术领域
本发明属于阀体技术领域,涉及一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀。
背景技术
传统的水轮机调速系统中对小波进行调控的主要元件为比例伺服阀,而比例伺服阀成本高且抗污染性能差,且具有中位死区。高速开关阀作为数字液压的核心元件,由于其具有抗污染性强、响应速度快、泄露小、可直接接受数字信号等特点,被广泛的应用于水轮机调速系统中。
高速开关阀为数字液压技术的核心部件,其工作方式为PWM信号驱动下的开关动作,由于电磁感应原理,在线圈中通过电流时,由线圈、衔铁、极靴形成一个闭合磁路,从而产生电磁力驱动衔铁推动阀芯运动。
传统的两位两通常开式高速开关阀采用弹簧复位的形式,电磁铁得电,电磁力克服液压力,推动阀芯,关闭阀口;电磁铁失电,弹簧力的作用下,拉动阀芯,打开阀口;复位弹簧的存在,影响了阀的响应时间。
传统的两位两通常开式高速开关阀采用了封装式结构,即将衔铁,极靴封死在隔磁套中,所以最大工作气隙的值是恒定的,阀口最大开度是确定的,而高速开关阀的频率与流量都与阀芯行程相关,阀芯行程越大,流量随之增大,但频率会随之降低,所以在不同的应用场合对频率和流量的要求是不同的,须了解更关注的是频率还是流量。
发明内容
本发明针对上述问题,提供一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀,该开关阀能够有效满足运行环境要求,阀体相应速度快。
按照本发明的技术方案:一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀,包括阀体组件,所述阀体组件上安装电磁铁组件,电磁铁组件连接衔铁组件,其特征在于:所述阀体组件包括阀座,阀座上安装阀体,阀体的内孔中导向设置阀芯,阀芯下端与阀座相配合,用于控制阀座轴向孔的通断;
衔铁组件设置于电磁铁组件的中心孔中,衔铁组件包括极靴、衔铁及隔磁套,其中隔磁套紧配合设置于电磁铁组件的中心孔中,极靴、衔铁配合设置于隔磁套内孔中,阀芯穿过极靴的内孔与衔铁固定连接,衔铁的顶部设置顶座,压盖设置于所述电磁铁组件上,隔磁套贴合设置于压盖内孔中,顶座的顶面抵靠于压盖的轴向上端的限位部上,压盖的顶部螺纹连接调整螺钉,调整螺钉的下端压紧于顶座上端面;所述衔铁的下端面与极靴的上端面留有空间形成气隙。
作为本发明的进一步改进,所述阀体内孔中设置导向套,阀芯配合设置于所述导向套中。
作为本发明的进一步改进,所述电磁铁组件包括电磁铁外壳,电磁铁外壳内设置骨架,骨架上绕设线圈,电磁铁外壳的下部开口紧固连接电磁铁端盖。
作为本发明的进一步改进,所述骨架上端为平面,下端设有凹槽与电磁铁端盖的凸起部相配合。
作为本发明的进一步改进,所述顶座顶部设置凹槽,调整螺钉下端径向延伸部伸入顶座顶面的凹槽内。
作为本发明的进一步改进,所述顶座的圆周表面凹槽内设置第一O型圈,第一O型圈外圈与隔磁套的内壁配合。
作为本发明的进一步改进,所述骨架的顶面槽体中设置第二O型圈,第二O型圈的内壁贴合于隔磁套的圆周表面;所述骨架的下部圆周表面槽体中设置第三O型圈,第三O型圈的外圈压紧于电磁铁外壳内壁。
作为本发明的进一步改进,所述阀体的表面槽体中设置第四O型圈。
作为本发明的进一步改进,所述阀座的上部沿圆周均布设置四个径向延伸的导流口,阀座的内孔中设置阀口密封面。
作为本发明的进一步改进,所述极靴的圆周表面设置密封槽,极靴与衔铁相对的顶面设置有轴向延伸的减震槽。
本发明的技术效果在于:本发明结构简单紧凑,采用无弹簧高速开关阀设计,避免了复位弹簧影响响应速度的问题。本发明极靴、衔铁间采用可调工作气隙,减小了因固定工作气隙而带来的极靴定位难度,降低了装配难度。本发明衔铁、极靴均采用了坡莫合金软磁材料,具有高磁导率,低矫顽力,较好的防锈能力和加工性能。本发明在压盖上开有螺纹孔,通过螺钉对顶座进行限位,从而达到工作气隙的可调性。本发明在极靴腰部开有减震槽,槽中充满液体,衔铁向下动作时挤压液体,从而起到缓冲减震的效果。本发明在阀座上开有导流口,用来平衡阀口处径向力,以防止阀芯失稳。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为极靴结构示意图。
图4为阀座结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1~4中,包括调整螺钉1、压盖2、顶座3、第一O型圈4、衔铁5、隔磁套6、第二O型圈7、电磁铁外壳8、骨架9、线圈10、极靴11、第三O型圈12、电磁铁端盖13、阀体14、第四O型圈15、导向套16、阀芯17、阀座18、第五O型圈19、密封槽20、减震槽21、导流口22、阀口密封面23等。
如图1~4所示,本发明是一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀,包括阀体组件,所述阀体组件上安装电磁铁组件,电磁铁组件连接衔铁组件,所述阀体组件包括阀座18,阀座18上安装阀体14,阀体14的内孔中导向设置阀芯17,阀芯17下端与阀座18相配合,用于控制阀座18轴向孔的通断;可以理解的是为了实现对阀芯17的有效导向,阀体14内孔中设置导向套16,阀芯17配合设置于所述导向套16中。
衔铁组件设置于电磁铁组件的中心孔中,衔铁组件包括极靴11、衔铁5及隔磁套6,其中隔磁套6紧配合设置于电磁铁组件的中心孔中,极靴11、衔铁5配合设置于隔磁套6内孔中,阀芯17穿过极靴11的内孔与衔铁5固定连接,衔铁5的顶部设置顶座3,压盖2设置于所述电磁铁组件上,隔磁套6贴合设置于压盖2内孔中,顶座3的顶面抵靠于压盖2的轴向上端的限位部上,压盖2的顶部螺纹连接调整螺钉1,调整螺钉1的下端压紧于顶座3上端面;所述衔铁5的下端面与极靴11的上端面留有空间形成气隙。
电磁铁组件包括电磁铁外壳8,电磁铁外壳8内设置骨架9,骨架9上绕设线圈10,电磁铁外壳8的下部开口紧固连接电磁铁端盖13。
骨架9上端为平面,下端设有凹槽与电磁铁端盖13的凸起部相配合。
顶座3顶部设置凹槽,调整螺钉1下端径向延伸部伸入顶座3顶面的凹槽内。
为了实现本发明产品的可靠密封,顶座3的圆周表面凹槽内设置第一O型圈4,第一O型圈4外圈与隔磁套6的内壁配合。
骨架9的顶面槽体中设置第二O型圈7,第二O型圈7的内壁贴合于隔磁套6的圆周表面;所述骨架9的下部圆周表面槽体中设置第三O型圈12,第三O型圈12的外圈压紧于电磁铁外壳8内壁。阀体14的表面槽体中设置第四O型圈15。
如图4所示,阀座18的上部沿圆周均布设置四个径向延伸的导流口22,阀座18的内孔中设置阀口密封面23。
如图3所示,极靴11的圆周表面设置密封槽20,极靴11与衔铁5相对的顶面设置有轴向延伸的减震槽21。
如图3、4所示,本发明中的极靴11为减震型极靴结构,即在极靴端部开有减震槽21,当液体进入腔体后,充满减震槽21,衔铁5动作时通过挤压液体,起到减震缓冲的作用;同时本发明还提供了一种开有导流口22的阀座结构,即在阀座周向设置有均布的四个开口,液体经P口进入后会冲击阀芯17,导流口22将会平衡阀芯17处的径向力,使得处于悬浮位置的阀芯17平稳动作。
本发明中衔铁5与极靴11间的最大工作气隙设置为1mm,在使用过程中,可通过控制调节螺钉1的旋入长度来调节工作气隙,使其小于1mm,即可调整阀芯17的行程,从而控制阀口开度。
本发明在实际安装操作时,首先将导向套16压入阀体14内孔,再将极靴11压入阀体14上方安装孔内;使阀芯杆17进入阀体14通孔中;接着将阀芯杆17上端与衔铁5进行螺纹连接;然后在极靴11腰部密封槽20内打好胶,并将隔磁套6套入衔铁5与极靴11上;再将阀座18压入阀体14,同时拉动衔铁5检测阀芯杆17能否灵活运动;然后将顶座3装好O圈4,一并压入隔磁套6,使其外侧断面与隔磁套6端面重合即可;将电磁铁组件插入隔磁套6上,并将压盖2套入隔磁套6,同时压住电磁铁组件;最后将调节螺钉1旋入压盖2螺纹孔,使其接触到顶座3即可。至此完成整个无弹簧式两位两通高速开关阀的装配。
本发明工作原理:将包裹着衔铁5与极靴11的隔磁套6插入电磁铁中心孔,有效连接极靴11和衔铁5磁路,并与电磁铁外壳8形成封闭磁路,通电后,线圈10中产生的电磁场,穿过线圈10中间部分将衔铁5,极靴11和电磁铁端盖13有效连接成一个套筒机构,在电磁场作用下可产生垂直向下的吸力,使得衔铁5受力向下运动,推动阀芯17,从而关闭阀口;电磁铁不带电时,衔铁5失去电磁力的作用,而阀芯17在液压力的作用下向上运动,推动衔铁复位,从而打开阀口。

Claims (10)

1.一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀,包括阀体组件,所述阀体组件上安装电磁铁组件,电磁铁组件连接衔铁组件,其特征在于:所述阀体组件包括阀座(18),阀座(18)上安装阀体(14),阀体(14)的内孔中导向设置阀芯(17),阀芯(17)下端与阀座(18)相配合,用于控制阀座(18)轴向孔的通断;
衔铁组件设置于电磁铁组件的中心孔中,衔铁组件包括极靴(11)、衔铁(5)及隔磁套(6),其中隔磁套(6)紧配合设置于电磁铁组件的中心孔中,极靴(11)、衔铁(5)配合设置于隔磁套(6)内孔中,阀芯(17)穿过极靴(11)的内孔与衔铁(5)固定连接,衔铁(5)的顶部设置顶座(3),压盖(2)设置于所述电磁铁组件上,隔磁套(6)贴合设置于压盖(2)内孔中,顶座(3)的顶面抵靠于压盖(2)的轴向上端的限位部上,压盖(2)的顶部螺纹连接调整螺钉(1),调整螺钉(1)的下端压紧于顶座(3)上端面;所述衔铁(5)的下端面与极靴(11)的上端面留有空间形成气隙。
2.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述阀体(14)内孔中设置导向套(16),阀芯(17)配合设置于所述导向套(16)中。
3.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述电磁铁组件包括电磁铁外壳(8),电磁铁外壳(8)内设置骨架(9),骨架(9)上绕设线圈(10),电磁铁外壳(8)的下部开口紧固连接电磁铁端盖(13)。
4.如权利要求3所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述骨架(9)上端为平面,下端设有凹槽与电磁铁端盖(13)的凸起部相配合。
5.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述顶座(3)顶部设置凹槽,调整螺钉(1)下端径向延伸部伸入顶座(3)顶面的凹槽内。
6.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述顶座(3)的圆周表面凹槽内设置第一O型圈(4),第一O型圈(4)外圈与隔磁套(6)的内壁配合。
7.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述骨架(9)的顶面槽体中设置第二O型圈(7),第二O型圈(7)的内壁贴合于隔磁套(6)的圆周表面;所述骨架(9)的下部圆周表面槽体中设置第三O型圈(12),第三O型圈(12)的外圈压紧于电磁铁外壳(8)内壁。
8.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述阀体(14)的表面槽体中设置第四O型圈(15)。
9.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述阀座(18)的上部沿圆周均布设置四个径向延伸的导流口(22),阀座(18)的内孔中设置阀口密封面(23)。
10.如权利要求1所述的无弹簧式两位两通常开高速开关阀,其特征在于:所述极靴(11)的圆周表面设置密封槽(20),极靴(11)与衔铁(5)相对的顶面设置有轴向延伸的减震槽(21)。
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