CN110985704A - 一种阀芯组件及电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阀芯组件及电磁阀，阀芯组件包括第一导磁部件和第二导磁部件；电磁阀包括阀芯组件。此结构的阀芯组件应用在电磁阀中，电磁阀通电后，第一导磁部件和第二导磁部件之间产生相互吸引的电磁力，第二导磁部件朝向第一导磁部件运动，第二导磁部件向上运动过程中第一导磁部件和第二导磁部件之间的横向气隙不变，竖向气隙变小，横向气隙不变缓和了第一导磁部件和第二导磁部件之间的电磁力变化，减小第二导磁部件的运动加速度，第二导磁部件向上运动时稳定性增加；同时使第二导磁部件较平缓地贴合在第一管状部上，避免两者贴合时产生噪音或撞击造成第一导磁部件或第二导磁部件损坏。

Description

一种阀芯组件及电磁阀

技术领域

本发明涉及电磁阀技术领域，具体涉及一种阀芯组件及电磁阀。

背景技术

二位三通电磁阀主要用于关闭或接通介质，“二位”指电磁阀的阀芯组件在“开”和“关”时有两个不同的工作位置，“三通”指电磁阀上有三个通道口，电磁阀中任意两个通道口之间连通的通道称作一个工作通道。

现有技术中的二位三通电磁阀包括静铁芯、动铁芯、线圈隔磁组件和弹簧，静铁芯固定设置在隔磁组件内部，动铁芯活动设置在隔磁组件内部，静铁芯和动铁芯在隔磁组件内部竖向间隔设置，静铁芯和动铁芯相互靠近的一端通过弹簧连接。

此种结构的二位三通电磁阀，电磁阀未通电时，弹簧向动铁芯施加向下的压力，动铁芯和静铁芯相互靠近的一端存在一定间距的气隙，磁路气隙与磁场强弱的关系是气隙增大，磁感线的密度减小，磁场强度减小，气隙减小，磁感线的密度增大，磁场强度增大。电磁阀通电后，静铁芯和动铁芯之间产生相互吸引的电磁力，动铁芯克服弹簧压力朝向静铁芯运动，动铁芯向上运动过程中，静铁芯和动铁芯之间的间距变小，气隙变小，两者之间的磁感线密度增大，磁场强度变大，从而使两者之间的电磁力变大，动铁芯所受的电磁力增大后其加速度增大，动铁芯向上运动稳定性差，在动铁芯和静铁芯贴合时动铁芯容易撞击静铁芯，产生噪音，也会造成动铁芯和静铁芯的损坏。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电磁阀通电后动铁芯运动稳定性差、易产生噪音和造成静铁芯和动铁芯损坏的缺陷。

为此，本发明提供一种阀芯组件，包括

第一导磁部件，所述第一导磁部件包括第一管状部和设于所述第一管状部一端的第二管状部，所述第二管状部的直径小于所述第一管状部；

第二导磁部件，所述第二导磁部件朝向所述第一导磁部件的一端设有第一孔，所述第二导磁部件通过所述第一孔可滑动地套设在所述第二管状部上，所述第二管状部的周向外壁面与所述第一孔的周向内壁面存在横向间隙；所述第二导磁部件与所述第一管状部相互靠近的一端存在竖向间隙。

可选地，上述的阀芯组件，还包括弹性件，其套设在所述第二管状部上，所述弹性件的一端抵接在所述第一管状部靠近所述第二导磁部件的端面上，另一端抵接在所述第一孔的内壁面上。

可选地，上述的阀芯组件，所述第一导磁部件具有贯穿其高度方向的第一通孔，所述第一孔孔底设有与所述第一孔相连通的容纳腔，所述容纳腔与所述第一通孔相连通。

可选地，上述的阀芯组件，还包括

阀座，位于所述第二导磁部件远离所述第一导磁部件的一端端部，且所述阀座上设有第二通孔和第三通孔；

密封件，固定设置在所述容纳腔内并位于所述第一通孔下方，所述密封件可滑动封堵所述第二通孔或所述第一通孔。

可选地，上述的阀芯组件，还包括

导套；所述第一导磁部件固定穿设在所述导套内；所述第二导磁部件可滑动地设置在所述导套内。

可选地，上述的阀芯组件，所述容纳腔下部孔径大于其上部孔径；

还包括连接件，设置在所述容纳腔内；所述密封件设置在所述连接件上；所述连接件上设有贯穿其高度方向的与所述第三通孔连通的通气槽；和/或

所述密封件的纵截面呈“工”字型。

可选地，上述的阀芯组件，所述第一孔在远离所述密封件的上部具有第一台阶面；所述第一导磁部件朝向所述第二导磁部件的端面上设有与所述第一台阶面配合的第一凸出部。

可选地，上述的阀芯组件，所述第二通孔设置于所述阀座的中心处，所述第三通孔具有多个，多个所述第三通孔间隔分布在所述阀座的周向上；和/或

多个所述第三通孔横截面积大于所述第一通孔的横截面积。

可选地，上述的阀芯组件，所述第一导磁部件为第一铁芯，所述第二导磁部件为第二铁芯。

本发明提供一种电磁阀，其特征在于，包括上述中任一项所述的阀芯组件。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的阀芯组件，第一导磁部件和第二导磁部件。其中，所述第一导磁部件包括第一管状部和设于所述第一管状部一端的第二管状部，所述第二管状部的直径小于所述第一管状部；所述第二导磁部件朝向所述第一导磁部件的一端设有第一孔，所述第二导磁部件通过所述第一孔可滑动地套设在所述第二管状部上，所述第二管状部的周向外壁面与所述第一孔的周向内壁面存在横向间隙；所述第二导磁部件与所述第一管状部相互靠近的一端存在竖向间隙。

此结构的阀芯组件应用在电磁阀中，第一导磁部件固定设置在电磁阀上；第二导磁部件可滑动地套设在第二管状部上；电磁阀通电后，第一导磁部件与第二导磁部件的周向存在横向气隙，第一管状部与第二导磁部件的之间存在竖向气隙，第一导磁部件与第二导磁部件存在横向的磁路气隙与竖向磁路气隙；第一导磁部件和第二导磁部件之间产生相互吸引的电磁力，第二导磁部件朝向第一导磁部件运动，第二导磁部件向上运动过程中第一导磁部件和第二导磁部件之间的横向气隙不变，竖向气隙变小，气隙变化导致电磁力变化，横向气隙不变缓和了第一导磁部件和第二导磁部件之间的电磁力变化，减小第二导磁部件的运动加速度，第二导磁部件向上运动时稳定性增加；同时使第二导磁部件较平缓地贴合在第一管状部上，避免两者贴合时产生噪音或撞击造成第一导磁部件或第二导磁部件损坏。

2.本发明提供的电磁阀，其内阀芯组件的第二导磁部件可滑动地套设在第二管状部上；电磁阀通电后，横向气隙不变缓和第一导磁部件和第二导磁部件之间的电磁力变化，减小第二导磁部件的运动加速度，第二导磁部件向上运动时稳定性增加；同时使第二导磁部件较平缓地贴合在第一管状部上，避免两者贴合时产生噪音或撞击造成第一导磁部件或第二导磁部件损坏，延长电磁阀使用寿命。

第一通孔、第二通孔和第三通孔直接设置在铁芯上，通过第二铁芯的上下运动形成气流流通的不同通道，相比现有技术中将气流流通通道设置在铁芯外部的阀体上，此结构的电磁阀结构简单、紧凑、节约空间，可应用于空间较小的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中所提供的阀芯组件的剖视图；

图2为阀芯组件的立体结构示意图；

图3为阀座的立体结构示意图；

图4为第一导磁部件、密封件和连接件的结构示意图；

图5为本发明实施例2中所提供的电磁阀的立体结构示意图；

图6为本发明实施例2中所提供的电磁阀的剖视图；

附图标记说明：

11-第一管状部；12-第二管状部；13-第一通孔；14-第一凸出部；2-第二导磁部件；21-第一孔；22-容纳腔；23-第一台阶面；3-弹性件；4-导套；5-密封件；6-阀座；61-第二通孔；62-第三通孔；7-连接件；71-通气槽；81-骨架；82-线圈；83-筒型磁轭；84-定位板；85-平面磁轭。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明提供的阀芯组件，如图1至图4所示，其包括第一导磁部件和第二导磁部件2。

其中，所述第一导磁部件包括第一管状部11和设于所述第一管状部11一端的第二管状部12，所述第二管状部12的直径小于所述第一管状部11；所述第二导磁部件2朝向所述第一导磁部件的一端设有第一孔21，所述第二导磁部件2通过所述第一孔21可滑动地套设在所述第二管状部12上，所述第二管状部12的周向外壁面与所述第一孔21的周向内壁面存在横向间隙；所述第二导磁部件2与所述第一管状部11相互靠近的一端存在竖向间隙。

此结构的阀芯组件应用在电磁阀中，第一导磁部件固定设置在电磁阀上；第二导磁部件2可滑动地套设在第二管状部12上；电磁阀通电后，第一导磁部件与第二导磁部件2的周向存在横向气隙，第一管状部11与第二导磁部件2的之间存在竖向气隙，第一导磁部件与第二导磁部件2存在横向的磁路气隙与竖向磁路气隙；第一导磁部件和第二导磁部件2之间产生相互吸引的电磁力，第二导磁部件2朝向第一导磁部件运动，第二导磁部件2向上运动过程中第一导磁部件和第二导磁部件2之间的横向气隙不变，竖向气隙变小，气隙变化导致电磁力变化，横向气隙不变缓和了第一导磁部件和第二导磁部件2之间的电磁力变化，减小第二导磁部件2的运动加速度，第二导磁部件2向上运动时稳定性增加；同时使第二导磁部件2较平缓地贴合在第一管状部11上，避免两者贴合时产生噪音或撞击造成第一导磁部件或第二导磁部件2损坏。

具体地，参见图1，阀芯组件还包括弹性件3、导套4、密封件5、阀座6和连接件7。其中，弹性件套设在第二管状部上，弹性件的一端抵接在第一管状部靠近第二导磁部件的端面上，另一端抵接在第一凹槽的内壁面上。

第一导磁部件焊接固定穿设在导套4上；第一导磁部件具有贯穿其高度方向的第一通孔13，第一通孔13位于第一导磁部件中心处；第二导磁部件2可滑动地设置在导套4内，第一孔21孔底设有贯穿第二导磁部件2的容纳腔22。

阀座6设置在导套4内并位于第二导磁部件2远离第一导磁部件的一端端部；阀座6上设有第二通孔61和多个第三通孔62，第二通孔61位于阀座6的中心处，多个第三通孔62间隔均匀地分布在阀座6的周向上。

连接件7固定设置在容纳腔22的下半腔内，连接件7上设有贯穿其高度方向的与第三通孔62连通的多个通气槽71，多个通气槽71分布在连接件7的周向上；容纳腔22上腔纵截面呈“八”字形，通气槽71位于容纳腔22的“八”字型内部，以使气体由容纳腔22经通气槽71流入第一通孔13。即容纳腔为一圆台形的空腔，采用圆台形空腔可以使得容纳腔的横截面积均匀的缩小，能够方便加工。连接件7厚度小，气体流经时气压损失小，气体流速大。

密封件5的纵截面呈“工”字型，即密封件具有两个相对设置的密封垫，且两个相对设置的密封垫之间具有连接垫，且两个密封垫分别设置在连接件7的相对两侧，连接垫穿过连接件7上的一通孔。比如，密封件可以采用橡胶材质、石墨材质等，密封件硫化注塑成型在连接件7内，且密封件5的外表面凸出于连接件7设置，此时能够具有较好的封堵效果，且避免连接件7直接和第一通孔或第二通孔相抵接。连接件的设置，方便固定密封件。

密封件5位于第一通孔13下方、第二通孔61上方，从而在密封件上下移动时实现对第一通孔13和第二通孔61的封堵；“工”字型的密封件可通过其上表面密封第一通孔13、通过其下表面密封第二通孔61，只设置一个密封件5就可实现第一通孔13与第二通孔61的密封，零件少，节约成本。

参见图1，第一孔21在远离密封件的上部具有第一台阶面23；第一导磁部件朝向第二导磁部件2的端面上设有与第一台阶面23配合的第一凸出部14，电磁阀未通电时，第一凸出部14脱离第一台阶面23，此时，密封件5与第二管状部12靠近密封件5的端面的垂直间距小于第一凸出部与第一台阶面之间的垂直间距；通电时，第二导磁部件2向上运动，密封件5与第二管状部12靠近密封件5的端面的垂直间距小于第一凸出部与第一台阶面之间的垂直间距，可避免通电后第二导磁部件向上运动与第一凸出部的端面吸合在一起导致电磁力过大，避免电磁阀断电后第二导磁部件不能及时脱离第一凸出部向下运动堵住第二通孔。第一凸出部14和第一台阶面23的设置使电磁力不仅存在于第一导磁部件和第二导磁部件竖向气隙之间，也存在与两者的侧面上，增加第一导磁部件与第二导磁部件之间的电磁吸合力。第一孔21的中部设有第二台阶面，比如，弹性件3为弹簧，弹簧靠近密封件的一端抵接在第二台阶面上。

具体地，第一导磁部件为第一铁芯，第二导磁部件2为第二铁芯。阀芯组件安装在电磁阀的阀体内，比如，第二通孔61与气源连接，第三通孔62连接用于存储气源的气缸，第一通孔13连通动作区域。

在初始状态，即电磁阀未通电时，弹簧向第二铁芯施加朝向密封件的压力，第二铁芯向下运动，密封件的下表面抵接在第二通孔61上端堵住第二通孔61，气流无法从第二通孔61通过，气流从气缸输出，气流由第三通孔62经通气槽71流向第一通孔13，气流再由第一通孔13流入动作区域，此种状态对应第一种工作模式。

电磁阀通电后，第二铁芯在电磁力作用下克服弹簧的压力向上运动，带动密封件同步向上运动，密封件脱离第二通孔61然后其上表面抵接在第一通孔13下端堵住第一通孔13。此时，气流由第二通孔61流向第三通孔62，为气缸供气，第一通孔13内无气流流出，此种状态对应第二种工作模式。在断电和通电状态下，均可实现关闭一条通道、打开另一条通道的功能，通道切换效率高，便于实现两种工作模式的快速切换。

此结构的阀芯组件，第一通孔13、第二通孔61和第三通孔62直接设置在铁芯上，通过第二铁芯的上下运动形成气流流通的不同通道，相比现有技术中将气流流通通道设置在铁芯外部的阀体上，此结构的阀芯组件结构简单、紧凑、节约空间。

最佳地，多个第三通孔62横截面积大于第一通孔13的横截面积，以使气流由第三通孔62流向第一通孔13时，保证气体供应到第一通孔13内，通过第一通孔13控制气体流量。

作为实施例1的第一个可替换实施方式，第一导磁部件和第二导磁部件2除纯铁铁芯外还可以为铁硅系合金、铁铝系合金和镍铁系合金等等；只要阀芯组件应用到电磁阀中，通电后第一导磁部件和第二导磁部件2能够产生磁场力使第二导磁部件2向上运动即可。

作为实施例1的第二个可替换实施方式，第三通孔62还可以只设置一个、两个、三个等等，只要在未通电时气体能够由第三通孔62流向第一通孔13，在通电时，气体由第二通孔61流向第三通孔62即可。作为变形，第三通孔62的横截面积还可以小于第一通孔13的横截面积，通过第三通孔62控制流向第一通孔13的气体流量；或者第三通孔62的横截面积还可以等于第一通孔13的横截面积。

作为实施例1的第三个可替换实施方式，通气槽71还可以设置在连接件7的周向外壁面上，通气槽71能够连通第三通孔62与第一通孔13即可。

作为实施例1的第四个可替换实施方式，第一孔21上可以不设置第一台阶面23，第一导磁部件上不设置第一凸出部14。

作为实施例1的第五个可替换实施方式，容纳腔22上部纵截面形状还可以为其它形状，只要容纳腔22下部孔径大于其上部孔径，能够使通气槽71与第一通孔13连通即可。

作为实施例1的第六个替换实施方式，可以不设置连接件7，直接将密封件5的周向固定在容纳腔22的内壁面上，在密封件5的周向上开设通气槽71；或者不设置通气槽71，将密封件5相对的两侧通过固定部延伸至容纳腔22的内壁面上，以将密封件5固定在第二导磁部件2上，密封件5除固定部之外的周向外壁面与容纳腔22的周向间隔设置，气体能够通过两者之间的间距流向第一通孔13即可。作为进一步变形，密封件5的纵截面形状还可以为矩形，通过密封件5的上表面密封第一通孔13，通过其下表面密封第二通孔61。

作为实施例1的第七个可替换实施方式，第一孔的中部可以不设置第二台阶面，直接在第一孔的中部设置一个围绕第一孔内壁面一周的圆形凸出部，弹性件靠近密封件的一端抵接在该圆形凸出部上。

作为实施例1的第八个替换实施方式，还可以不设置弹性件3、导套4、密封件5和阀座6，只要第二管状部12的设置能够缓和第一导磁部件和第二导磁部件2之间的电磁力变化，使第二导磁部件2向上运动时稳定性增加；使第二导磁部件2较平缓地贴合在第一管状部11上，避免两者贴合时产生噪音或撞击造成第一导磁部件或第二导磁部件2损坏即可。

实施例2

本实施例提供一种电磁阀，如图5和图6所示，其包括实施例1中的阀芯组件、骨架81、线圈82、筒型磁轭83、定位板84和平面磁轭85。

其中，筒型磁轭83位于最外侧，骨架81固定在筒型磁轭83内侧，线圈82绕设在骨架81上，定位板84设置在筒型磁轭83底端，平面磁轭85设置在筒型磁轭83顶端。

此结构的电磁阀，其内阀芯组件的第二导磁部件2可滑动地套设在第二管状部12上；电磁阀通电后，横向气隙不变缓和第一导磁部件和第二导磁部件2之间的电磁力变化，减小第二导磁部件2的运动加速度，第二导磁部件2向上运动时稳定性增加；同时使第二导磁部件2较平缓地贴合在第一管状部11上，避免两者贴合时产生噪音或撞击造成第一导磁部件或第二导磁部件2损坏，延长电磁阀使用寿命。

第一通孔13、第二通孔61和第三通孔62直接设置在铁芯上，通过第二铁芯的上下运动形成气流流通的不同通道，相比现有技术中将气流流通通道设置在铁芯外部的阀体上，此结构的电磁阀结构简单、紧凑、节约空间，可应用于空间较小的场合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种阀芯组件，其特征在于，包括

第一导磁部件，所述第一导磁部件包括第一管状部(11)和设于所述第一管状部(11)一端的第二管状部(12)，所述第二管状部(12)的直径小于所述第一管状部(11)；

第二导磁部件(2)，所述第二导磁部件(2)朝向所述第一导磁部件的一端设有第一孔(21)，所述第二导磁部件(2)通过所述第一孔(21)可滑动地套设在所述第二管状部(12)上，所述第二管状部(12)的周向外壁面与所述第一孔(21)的周向内壁面存在横向间隙；所述第二导磁部件(2)与所述第一管状部(11)相互靠近的一端存在竖向间隙。

2.根据权利要求1所述的阀芯组件，其特征在于，还包括弹性件(3)，其套设在所述第二管状部(12)上，所述弹性件(3)的一端抵接在所述第一管状部(11)靠近所述第二导磁部件(2)的端面上，另一端抵接在所述第一孔(21)的内壁面上。

3.根据权利要求1或2所述的阀芯组件，其特征在于：所述第一导磁部件具有贯穿其高度方向的第一通孔(13)，所述第一孔(21)孔底设有与所述第一孔相连通的容纳腔(22)，所述容纳腔(22)与所述第一通孔(13)相连通。

4.根据权利要求3所述的阀芯组件，其特征在于：还包括

阀座(6)，位于所述第二导磁部件(2)远离所述第一导磁部件的一端端部，且所述阀座(6)上设有第二通孔(61)和第三通孔(62)；

密封件(5)，固定设置在所述容纳腔(22)内并位于所述第一通孔(13)下方，所述密封件(5)可滑动封堵所述第二通孔(61)或所述第一通孔(13)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的阀芯组件，其特征在于：还包括

导套(4)；所述第一导磁部件固定穿设在所述导套(4)内；所述第二导磁部件(2)可滑动地设置在所述导套(4)内。

6.根据权利要求4或5所述的阀芯组件，其特征在于，所述容纳腔(22)下部孔径大于其上部孔径；

还包括连接件(7)，设置在所述容纳腔(22)内；所述密封件(5)设置在所述连接件(7)上；所述连接件(7)上设有贯穿其高度方向的与所述第三通孔(62)连通的通气槽(71)；和/或

所述密封件(5)的纵截面呈“工”字型。

7.根据权利要求5或6所述的阀芯组件，其特征在于，所述第一孔(21)在远离所述密封件(5)的上部具有第一台阶面(23)；所述第一导磁部件朝向所述第二导磁部件(2)的端面上设有与所述第一台阶面(23)配合的第一凸出部(14)。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的阀芯组件，其特征在于，所述第二通孔(61)设置于所述阀座(6)的中心处，所述第三通孔(62)具有多个，多个所述第三通孔(62)间隔分布在所述阀座(6)的周向上；和/或

多个所述第三通孔(62)横截面积大于所述第一通孔(13)的横截面积。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的阀芯组件，其特征在于，所述第一导磁部件为第一铁芯，所述第二导磁部件(2)为第二铁芯。

10.一种电磁阀，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的阀芯组件。

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