CN111720565A - 电磁阀 - Google Patents

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CN111720565A CN201910208918.8A CN201910208918A CN111720565A CN 111720565 A CN111720565 A CN 111720565A CN 201910208918 A CN201910208918 A CN 201910208918A CN 111720565 A CN111720565 A CN 111720565A
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詹少军
侯晓炜
何秋波
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Zhejiang DunAn Hetian Metal Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种电磁阀，包括：阀体，设置有安装腔、第一阀口和第二阀口；阀芯，安装在安装腔内，阀芯具有开阀位置和闭阀位置；当阀芯处于闭阀位置时，阀芯将安装腔分隔为位于阀芯第一端的第一腔体、位于阀芯的主体外周的第二腔体以及位于阀芯第二端的第三腔体，第一阀口与第三腔体连通，第二阀口与第二腔体连通；芯铁组件，包括芯铁，阀芯与芯铁的第一端固定连接；吸引子，安装在安装腔内并位于芯铁的第二端；平衡通道，沿阀芯和芯铁的轴向延伸以将第一腔体和第三腔体连通。本发明的电磁阀中通过平衡通道来平衡阀芯两端的压差之后，电磁阀的工作过程更加稳定可靠，降低了电磁阀的生产难度。

Description

电磁阀
技术领域
本发明涉及控制阀技术领域，具体而言，涉及一种电磁阀。
背景技术
现有的大口径电磁阀，随着阀口径和工作压力增大，轴向下的压差力随之增大，进而需要更大的驱动力来实现开发。
如图1所示，现有技术大口径电磁阀，采用先导式结构，设有芯铁组件1、阀芯2、复位弹簧3、芯铁弹簧4等；通电工作时，所述芯铁组件1与所述阀芯2小孔脱离，释放阀进出口压差力，进而阀芯2在复位弹簧3的作用下，实现开阀；存在零部件多，结构不紧凑等缺陷；此外，复位弹簧3与阀头压差力及芯铁弹簧4的弹力等都存在作用关系，导致设计复杂，可靠性差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电磁阀，以解决现有电磁阀的结构复杂，可靠性差的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电磁阀，包括：阀体，所述阀体上设置有安装腔、第一阀口和第二阀口，所述第一阀口和所述第二阀口均与所述安装腔连通；阀芯，所述阀芯安装在所述安装腔内，所述阀芯具有使所述第一阀口和所述第二阀口连通的开阀位置和使所述第一阀口和所述第二阀口断开连通的闭阀位置；当所述阀芯处于闭阀位置时，所述阀芯将所述安装腔分隔为位于所述阀芯第一端的第一腔体、位于阀芯的主体外周的第二腔体以及位于所述阀芯第二端的第三腔体，所述第一阀口与所述第三腔体连通，所述第二阀口与所述第二腔体连通；芯铁组件，所述芯铁组件安装所述安装腔内，所述芯铁组件包括芯铁和弹性元件，所述阀芯与所述芯铁的第一端固定连接；吸引子，所述吸引子安装在所述安装腔内并位于所述芯铁的第二端，所述弹性元件的两端分别抵顶在所述吸引子和所述芯铁上；平衡通道，所述平衡通道沿所述阀芯和所述芯铁的轴向延伸以将所述第一腔体和所述第三腔体连通。
进一步地，所述阀芯和所述芯铁通过螺纹连接固定在一起或者通过焊接或者铆接方式固定在一起。
进一步地，所述芯铁和/或所述阀芯的外周设置有与所述第一腔体连通的通孔。
进一步地，所述通孔为多个，多个所述通孔沿所述阀芯的周向间隔设置。
进一步地，所述芯铁上设置有台阶孔，所述弹性元件的第一端抵顶在所述台阶孔的台阶面上，所述弹性元件的第二端抵顶在所述吸引子上。
进一步地，所述台阶孔与所述平衡通道同轴设置。
进一步地，所述阀芯的外周与所述安装腔的侧壁之间设置有用于将所述第一腔体和所述第二腔体隔离开的密封结构。
进一步地，所述阀芯的外周设置环形凹槽，所述密封结构为设置在所述环形凹槽内的密封圈。
进一步地，当所述第一阀口为入口时，所述第二阀口为出口，当所述第二阀口为入口时，所述第一阀口为出口。
进一步地，所述平衡通道包括第一通道段和第二通道段，其中，所述第一通道段设置在所述芯铁上，所述第二通道段设置在所述阀芯上，所述第一通道段与所述第二通道段对接连通。
进一步地，所述阀芯和所述芯铁一体设置。
进一步地，所述阀体为套管，所述套管的外周设置有线圈结构。
应用本发明的技术方案，本发明中的电磁阀为一种常闭阀，线圈结构得电时，在吸引子的吸引下，芯铁克服弹性元件的弹簧力以及阀芯受到的摩擦力带动阀芯向靠近吸引子的一端运动，使得第一阀口和第二阀口连通，使电磁阀处于开阀位置，在此过程中，由于本发明中的电磁阀的阀芯和芯铁上设置有平衡通道，当流体进入到第三腔体内时候，能够快速从平衡通道进入到第一腔体，使阀芯两端的压差得到有效平衡。复位时，只需要使电磁阀失电，弹性元件复位，即可使阀芯从开阀位置切换至闭阀位置。相对于以往的结构而言，本发明中的电磁阀的结构更加简单，可以省去专属于阀芯的复位弹簧等结构，与此同时，本发明的电磁阀中通过平衡通道来平衡阀芯两端的压差之后，电磁阀的开阀驱动力得以减小，可以省去用于驱动电磁阀开阀的线圈等结构件的生产成本，电磁阀的工作过程更加稳定可靠，降低了电磁阀的生产难度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了现有的电磁阀的剖视图；
图2示意性示出了本发明的电磁阀开阀时局部剖切开后的立体图；
图3示意性示出了本发明的电磁阀闭阀时局部剖切开后的立体图；
图4示意性示出了本发明的电磁阀闭阀时的第一剖视图；
图5示意性示出了本发明的电磁阀闭阀时的第二剖视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、阀体；11、安装腔；111、第一腔体；112、第二腔体；113、第三腔体；12、第一阀口；13、第二阀口；20、阀芯；21、环形凹槽；22、通孔；30、芯铁组件；31、芯铁；311、台阶孔；32、弹性元件；40、吸引子；50、平衡通道；51、第一通道段；52、第二通道段； 60、密封结构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
参见图2至图5所示，根据本发明的实施例，提供了一种电磁阀，本实施例中的电磁阀包括阀体10、阀芯20、芯铁组件30、吸引子40、平衡通道50以及线圈结构(图中未示出)。
其中，阀体10上设置有安装腔11、第一阀口12和第二阀口13，第一阀口12和第二阀口 13均与安装腔11连通；阀芯20安装在安装腔11内，阀芯20具有使第一阀口12和第二阀口13连通的开阀位置和使第一阀口12和第二阀口13断开连通的闭阀位置。其中，当阀芯20处于闭阀位置时，阀芯20将安装腔11分隔为位于阀芯20第一端的第一腔体111、位于阀芯20的主体外周的第二腔体112以及位于阀芯20第二端的第三腔体113，实际设计时，第一阀口12与第三腔体113连通，第二阀口13与第二腔体112连通；芯铁组件30安装安装腔11内，芯铁组件30包括芯铁31和弹性元件32，阀芯20与芯铁31的第一端固定连接；吸引子40安装在安装腔11内并位于芯铁31的第二端，弹性元件32的两端分别抵顶在吸引子40和芯铁 31上；平衡通道50沿阀芯20和芯铁31的轴向延伸以将第一腔体111和第三腔体113连通。本实施例中的阀体10为套管，套管的外周设置有上述的线圈结构。
本实施例中的电磁阀为一种常闭阀，线圈结构得电时，在吸引子40的吸引下，芯铁31 克服弹性元件32的弹簧力以及阀芯20受到的摩擦力带动阀芯20向靠近吸引子40的一端运动，使得第一阀口12和第二阀口13连通，使电磁阀处于开阀位置，在此过程中，由于本实施例中的电磁阀的阀芯20和芯铁31上设置有平衡通道50，当流体进入到第三腔体113内时候，能够快速从平衡通道50进入到第一腔体111，使阀芯20两端的压差得到有效平衡。复位时，只需要使电磁阀失电，弹性元件32复位，即可使阀芯20从开阀位置切换至闭阀位置。相对于以往的结构而言，本实施例中的电磁阀的结构更加简单，可以省去专属于阀芯20的复位弹簧等结构，与此同时，本实施例的电磁阀中通过平衡通道50来平衡阀芯20两端的压差之后，电磁阀的开阀驱动力得以减小，可以省去用于驱动电磁阀开阀的线圈等结构件的生产成本，电磁阀的工作过程更加稳定可靠，降低了电磁阀的生产难度。
在实际使用的过程中，本实施例中的电磁阀可以双向使用，当第一阀口12为入口时，第二阀口13为出口，当第二阀口13为入口时，第一阀口12为出口。相对于图1中的结构而言，本实施例中的电磁阀可以双向使用，不会出现如图1中的结构当较大压力的流体从电磁阀底部进入时会出现复位弹簧3被冲起的情况，也就是说，本实施例中的电磁阀的结构更加稳定，能够适应更大压力变化范围的流体，能适应更极端的工况。
为了能够将阀芯20和芯铁31稳定地连接在一起，实际加工时，阀芯20和芯铁31可以通过螺纹连接固定在一起，也可以通过焊接或者铆接方式固定在一起。当然，在本发明的其他实施例中，阀芯20和芯铁31还可以通过注塑方式等固定连接在一起，或者通过连接铆钉等连接在一起，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。
本实施例中的平衡通道50包括第一通道段51和第二通道段52，其中，第一通道段51设置在芯铁31上，第二通道段52设置在阀芯20上，第一通道段51与第二通道段52对接连通，便于将位于阀芯20两端的第一腔体111和第三腔体113连通，进而平衡阀芯20两端的压差之后。优选地，为了能够使阀芯20的两端快速达到压差平衡，本实施例中的芯铁31和/或阀芯 20的外周设置有一个至少一个与第一腔体111连通的通孔22。
本实施例中的通孔22为多个，多个通孔22沿阀芯20的周向上间隔设置，便于使流体在第三腔体113和第一腔体111中流通，进而达到快速平衡压差的目的。
再次参见图2至图5所示，本实施例中的芯铁31上设置有台阶孔311，弹性元件32的第一端抵顶在台阶孔311的台阶面上，弹性元件32的第二端抵顶在吸引子40上，结构简单，便于对弹性元件32进行限位。
优选地，本实施例中弹性元件32为弹簧，结构简单，使用寿命长，当然，在本发明的其他实施例中，还可以将弹性元件32设置为弹性柱或者弹性橡胶垫等结构，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。
实际设置时，本实施例中的台阶孔311与平衡通道50同轴设置，当然，在本发明的其他实施例中，台阶孔311和平衡通道50还可以不同轴设置。
为了能够在电磁阀闭阀时将第一腔体111和第二腔体112隔离开，防止电磁阀出现泄漏，实现电磁阀的有效闭阀功能，本实施例中阀芯20的外周与安装腔11的侧壁之间设置有用于将第一腔体111和第二腔体112隔离开的密封结构60。
优选地，阀芯20的外周设置环形凹槽21，该密封结构60为设置在环形凹槽21内的密封圈，结构简单，便于实现。
根据上述的实施例中可以，本发明中的电磁阀工作时，当阀全关时，形成三个腔体，分别为第一腔体111、第二腔体112、第三腔体113；所述第一腔体111由密封结构60、阀芯20、芯铁31、弹性元件32、吸引子40、阀体10所形成的空间区域组成；所述第二腔体112由第二阀口13、密封结构60、阀芯20、阀体10所形成的空间区域组成；所述第三腔体113由阀芯20、第一阀口12所形成的空间区域组成；因平衡通道50及密封结构60作用，所述第一腔体111与第三腔体113贯通，压力平衡，所述第一腔体111与第二腔体112隔绝。
阀芯20从全关到全开过程中，基本只受密封结构60与阀体10的摩擦力、弹性元件32 复位弹力以及阀芯20自重作用(三者相比压差力，基本可忽略)，从根本上解决压差力问题，可有效提高产品开阀能力，降低产品试制难度
通电工作时，外部线圈磁化吸引子40和芯铁31，两者克服弹性元件32压缩力、密封结构60摩擦力及自重轴向上吸合，实现开阀；断电时，芯铁31及阀芯20在弹性元件32复位力作用下，实现关阀；因平衡通道50作用，可保证阀芯20在阀体10各腔体内压力平衡，提高产品开阀能力。
在本发明的其他实施例中，阀芯20和芯铁31一体设置，能够有效降低本实施例中的电磁阀的生产成本。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、本发明的电磁阀的结构简单，生产成本低；
2、本发明的电磁阀能够降低所需负载力，可有效提高产品开阀能力及寿命；
3、该电磁阀可双向通用，应用工况更广；
4、因平衡通道作用，该电磁阀阀芯在各腔体内压力平衡，即不受高工作压力和口径影响，能适应更极端的工况。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电磁阀，其特征在于，包括：
阀体(10)，所述阀体(10)上设置有安装腔(11)、第一阀口(12)和第二阀口(13)，所述第一阀口(12)和所述第二阀口(13)均与所述安装腔(11)连通；
阀芯(20)，所述阀芯(20)安装在所述安装腔(11)内，所述阀芯(20)具有使所述第一阀口(12)和所述第二阀口(13)连通的开阀位置和使所述第一阀口(12)和所述第二阀口(13)断开连通的闭阀位置；当所述阀芯(20)处于闭阀位置时，所述阀芯(20)将所述安装腔(11)分隔为位于所述阀芯(20)第一端的第一腔体(111)、位于阀芯(20)的主体外周的第二腔体(112)以及位于所述阀芯(20)第二端的第三腔体(113)，所述第一阀口(12)与所述第三腔体(113)连通，所述第二阀口(13)与所述第二腔体(112)连通；
芯铁组件(30)，所述芯铁组件(30)安装所述安装腔(11)内，所述芯铁组件(30)包括芯铁(31)和弹性元件(32)，所述阀芯(20)与所述芯铁(31)的第一端固定连接；
吸引子(40)，所述吸引子(40)安装在所述安装腔(11)内并位于所述芯铁(31)的第二端，所述弹性元件(32)的两端分别抵顶在所述吸引子(40)和所述芯铁(31)上；
平衡通道(50)，所述平衡通道(50)沿所述阀芯(20)和所述芯铁(31)的轴向延伸以将所述第一腔体(111)和所述第三腔体(113)连通。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯(20)和所述芯铁(31)通过螺纹连接固定在一起或者通过焊接或者铆接方式固定在一起。
3.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述芯铁(31)和/或所述阀芯(20)的外周设置有与所述第一腔体(111)连通的通孔(22)。
4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述通孔(22)为多个，多个所述通孔(22)沿所述阀芯(20)的周向间隔设置。
5.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述芯铁(31)上设置有台阶孔(311)，所述弹性元件(32)的第一端抵顶在所述台阶孔(311)的台阶面上，所述弹性元件(32)的第二端抵顶在所述吸引子(40)上。
6.根据权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，所述台阶孔(311)与所述平衡通道(50)同轴设置。
7.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯(20)的外周与所述安装腔(11)的侧壁之间设置有用于将所述第一腔体(111)和所述第二腔体(112)隔离开的密封结构(60)。
8.根据权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯(20)的外周设置环形凹槽(21)，所述密封结构(60)为设置在所述环形凹槽(21)内的密封圈。
9.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，当所述第一阀口(12)为入口时，所述第二阀口(13)为出口，当所述第二阀口(13)为入口时，所述第一阀口(12)为出口。
10.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述平衡通道(50)包括第一通道段(51)和第二通道段(52)，其中，所述第一通道段(51)设置在所述芯铁(31)上，所述第二通道段(52)设置在所述阀芯(20)上，所述第一通道段(51)与所述第二通道段(52)对接连通。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯(20)和所述芯铁(31)一体设置。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述阀体(10)为套管，所述套管的外周设置有线圈结构。
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