CN112240395A

CN112240395A - 电磁阀

Info

Publication number: CN112240395A
Application number: CN202010690544.0A
Authority: CN
Inventors: O·A·赫尔南德斯; J·L·V·瓜里诺; S·C·保利
Original assignee: Fico Transpar SA
Current assignee: Fico Transpar SA
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2021-01-19
Also published as: EP3767142A1; US20210018112A1; US11378200B2

Abstract

本公开涉及电磁阀。一种电磁阀(100)包括阀体(200)、柱塞构件(400)、电磁驱动装置(300)，所述电磁驱动装置(300)用于将所述柱塞构件(400)在所述阀体(200)内部沿着流动方向(D)驱动至少到达开启位置和闭合位置，在所述开启位置，流体(F)被允许流动通过所述阀体(200)，在所述闭合位置，所述流体(F)未被允许流动通过所述阀体(200)，其中，所述柱塞构件(400)被布置成在流动流体的压力下被推动到达所述闭合位置，并且被所述电磁驱动装置(300)驱动到达所述开启位置。

Description

电磁阀

技术领域

本公开涉及流动调节，并且具体地，涉及电磁阀，其包括阀体和用于将柱塞构件沿着流动方向驱动以调节流体流动的电磁驱动装置。本公开还涉及包括所述电磁阀的流体喷射系统。

背景技术

电磁阀在本领域中是众所周知的，其包括阀体、电磁驱动装置和柱塞构件，该柱塞构件在所述驱动装置的作用下能沿着流动方向移动，以克服流体压力将闭合构件相对于阀座操作，以使得流体能够流动。

例如，GB830394公开了一种电磁阀，该电磁阀包括上部阀构件和下部阀构件，上部阀构件被弹簧加载并且控制与压缩空气的源连接的进气口和与门动力控制装置连接的动力控制装置口之间的流通，并且下部阀构件控制动力控制装置口和排气口以及固定到阀的螺线管之间的连通。设置有螺线管柱塞以向上和向下移动从而开启进气阀和闭合排气阀。

在US10161526中公开了一种用于控制冷却剂流动的机械阀，该机械阀可在引入冷却剂入口的冷却剂的压力的作用下开启和闭合。该阀包括：阀壳体，其具有冷却剂入口和冷却剂出口；在冷却剂流动空间中的阀体，其能在引入冷却剂入口的冷却剂的流压力的作用下线性移动，并且被配置为在冷却剂的流压力的作用下移动，以闭合冷却剂出口；以及支承弹簧，其设置在冷却剂流动空间中位于阀体后部，以弹性地支承阀体。支承弹簧被装配在形成于阀壳体中的冷却剂流动空间中。

这种阀的主要缺点是流体可能造成阀未经授权地开启。

发明内容

提供了一种电磁阀，该电磁阀包括阀体、柱塞构件和用于将柱塞构件在阀体内部沿着流动方向驱动的电磁驱动装置。电磁驱动装置适于将柱塞构件驱动至少到达开启位置和闭合位置，在开启位置中，流体(诸如水和/或压缩空气，例如被压缩至3-8巴的压力)被允许流动通过阀体，而在闭合位置，流体未被允许流动通过阀体。

在本电磁阀中，柱塞构件被布置成在流动流体的压力下被推动到达闭合位置，并且被电磁驱动装置驱动到达开启位置。

电磁驱动装置可以是适于将柱塞构件在阀体内部沿着流动方向驱动的任何电磁装置，诸如(例如)该电磁装置包括线圈，该线圈被布置成包围铁磁环，以产生适于驱动柱塞构件的电磁场，铁磁环进而被布置成包围柱塞构件。电磁驱动装置在任何情况下都可被配置为根据进入阀体的流动流体的压力来调节施加到柱塞构件的电磁力。

在本电磁阀的一个优选示例中，柱塞构件可以是至少部分中空的，具有至少一个柱塞构件流体入口和至少一个柱塞构件流体出口，以使流体通过柱塞构件。然而，柱塞构件可以是实心的或完全中空的，即，具有穿通孔或通道。例如，柱塞构件的尺寸可选自直径2-8mm和长度5-10mm中的一个或更多个。

有利地，闭合弹簧可设置在阀体内部，以沿着与流体流动方向相同的方向偏压柱塞构件，以便确保倘若没有足够的压力使流体流动通过阀体，就不允许流体流动通过阀体。

另选，开启弹簧也可设置在阀体内，以逆着流动流体的压力偏压柱塞构件。所述开启弹簧可以是预加载的压缩弹簧，其负载近似于但小于进入的流体流的压力，所以开启流体导管所需的磁力减小。

可包括适于在柱塞构件在阀体内部沿着流动方向驱动时引导柱塞构件的导轨。

本文还公开了一种流体喷射系统。流体喷射系统包括流体导管，流体能在流体导管内部流动。流体导管具有：导管流体入口，其用于接纳来自流体源的流体；流体出口，其用于将流体排放到外部；以及至少一个如上所述的电磁阀，其用于调节流体通过流体导管流动。料想到，流体喷射系统包括由至少一个流体源按需要供料并且被布置成排放多个对应流体流的多个流体导管。可在每个导管流体出口中布置有用于适当地喷射流体的喷嘴。在这方面，如果上述电磁阀被包括在喷嘴中从而形成电磁阀装置，则这是有利的。因此，可在流体喷射系统中包括多个电磁阀装置。可包括用于控制电磁阀的装置。

电磁阀可被作为阀套件供应，该阀套件是在流体喷射之前能够被装配在任何回路段中的独立元件。

根据本公开的另一替代方面，本文中还公开了一种适于清洁应用(诸如清洁机动车辆中的光学表面)的流体喷射系统，该流体喷射系统包括至少一个流体导管，流体能在所述至少一个流体导管中流动，所述至少一个流体导管各自具有用于接纳来自流体源的流体的导管流体入口、用于将流体排放到外部的导管流体出口以及用于调节流体通过流体导管流动的至少一个电磁阀。在该替代方面，这种电磁阀可以是例如标准螺线管阀。

利用上述电磁阀和流体喷射系统，通过以下方式高效地管理通过流体导管的流体流动：通过操作电磁驱动装置以允许流体流动；并且在流体源中的压力得以保持的同时在流体压力的作用下防止流体流动。

本电磁阀和流体喷射系统的显着优点在于，流体流的开启和闭合功能可被集成在喷嘴中，因此，不需要螺线管阀歧管，因而需要的供应商依赖性更少。已经发现，利用上述电磁阀和流体喷射系统，清洁次数和清洁流体体积有利地减少。例如，流体消耗可减少20％，并且流体罐的体积也可减少20％。本电磁阀和流体喷射系统的其他重要优点是，所有导管都被加压直到到达喷嘴，从而确保高效的流体输送。在存在本流体喷射装置的情况下，尤其是当使用液体作为流体时，可以省去通常在现有技术的流体喷射装置中使用的止回阀、压力阀或非溢出式阀。

附图说明

下面，将参照附图来描述本公开的非限制示例，其中：

图1是本流体喷射系统的示图；

图2和图3是图1中的流体喷射系统的电磁装置的第一示例的正剖视图，其中，阀分别在图2和图3中被示出处于开启位置和闭合位置；以及

图4和图5是本电磁装置的第二示例的正剖视图。

具体实施方式

图1示出了例示流体喷射系统1000的一种示例性布局的示图。在所示出的示例中，流体喷射系统1000包括多个流体导管1010，加压流体F能流动通过该多个流体导管。可应用本流体喷射系统1000的一个示例是用于清洁机动车辆中的光学表面的装置，流体F是空气或冲洗液体。不排除其他不同的应用和流体。

流体导管1010被设置用于接纳来自加压流体F的源1100(即，压缩流体罐)或直接来自流体压缩机的流体F，流体导管1010各自具有一个导管入口1020和一个导管出口1030。压缩流体罐1100包含来自流体压缩机1105的约3-8巴的压力下的流体F(诸如空气)。尽管在图1中已经例示了一个加压流体的源1100，但是可以设置多个加压流体的源1100来给一个或更多个流体导管1010供料。

导管出口1030被布置在每个空气导管1010的一个自由端，以将流体F通过喷嘴1040排放到外部。导管入口1020处的流体压力为大约1-10巴。因此，流体导管1010全部被加压，直到到达喷嘴1040。附图中的图2和图3中示出的电磁阀100被包括在喷嘴1040中，从而形成电磁阀装置。

还设置有用于控制电磁阀100的状态的控制装置500，电磁阀100起到调节通过流体导管1010的流体流动的作用。

如图1中所示，以上提到的控制装置500可以是用于响应于一个或更多个感测元件(诸如灰尘传感器等)而控制电磁阀100的状态的任何智能控制装置，诸如电子控制单元(ECU)。然而，控制装置500可以是手动致动器，以根据用户或操作者的期望来控制电磁阀100的操作。

现在，参照附图中的图2和图3，示出了电磁阀100的第一示例，电磁阀100包括阀体200，阀体200具有通向入口段250的阀入口210和通向图1中示出的对应喷嘴1040的阀出口220。还设置有能移动通过阀体200内部的移动芯或柱塞构件400。在所示出的示例中，柱塞构件400具有约2-8mm的直径和5-10mm的长度。其他尺寸当然是可能的。

柱塞构件400被电磁驱动装置300在阀体200内部沿着流动方向D，沿着朝向图2中左侧的开启方向D1，与流体流动相对地驱动，如下面将说明的。如上所述，喷嘴1040被设置在相应阀体出口220中。

仍参照附图中的图2和图3，在所示出的示例中的电磁驱动装置300包括被布置成包围固定芯或铁磁环360的线圈350。铁磁环360进而被布置成包围柱塞构件400。铁磁环360具有与阀入口210流体连接的环入口365。当线圈350通过电源线355被通电时，产生电磁场。这种电磁场适于引起比流体F的力大的磁力(例如大约5-25N)，以将柱塞构件400如上所述沿着朝向图2中左侧的开启方向D1，沿着流动方向D，在与流体流动的方向相反的方向上驱动。这致使柱塞构件400移动到图2中示出的开启位置，在开启位置，流体F被允许流动通过阀体200进入阀出口220。当线圈350未通电时，电磁场停止，并且柱塞构件400在流动的流体F的压力的作用下在阀体200内部沿着朝向图3中的右侧的闭合方向D2被驱动，结果防止流体F流入阀出口220。柱塞构件400可以是部分中空的，其中限定有内部通道430。

柱塞构件流体入口410流体连接到所述环入口365，并且在柱塞构件400中设置有径向分布的多个柱塞构件流体出口420。因此，流体F可被允许沿着朝向阀出口220的流动方向D从柱塞构件流体入口410流动到柱塞构件流体出口420，以通过喷嘴1040输送。

在第二示例中，柱塞构件400是实心的，如附图中的图4和图5中所示。在使用中，在所述第二示例中，由于柱塞构件400是实心的，因此流体F在柱塞构件400周围流动并且甚至可在铁磁环360周围流动。如在第一示例中一样，在线圈350未通电的情况下，柱塞构件400在流动的流体F的压力的作用下在阀体200内部沿着朝向图中右侧的闭合方向D2驱动，结果是防止流体F流入阀出口220，并且在线圈350通电的情况下，柱塞构件400被产生的磁场沿着朝向图中左侧的开启方向D2驱动，结果是流体F被允许在柱塞构件400周围流动并且其也可被允许在铁磁环360周围流动到阀出口220中，以通过喷嘴1040喷射出来。

设置防漏密封盖700以闭合阀体200。因此，在图2中示出的电磁阀100处于开启位置时，密封盖700与阀体200内部的一个端部205分离，从而允许流体F朝向阀出口220流动。在图3中示出的电磁阀100处于闭合位置时，密封盖700紧靠阀体200内部的所述端部205，从而防止流体F朝向阀出口220流动。

在图2和图3中，在阀体200内部设置有预加载的压缩闭合弹簧600，以偏压柱塞构件400。具体地，闭合弹簧600被布置成包围柱塞元件400，并且更具体地，闭合弹簧600被布置在形成在柱塞构件400中的肋450和铁磁环360之间。闭合弹簧600能够在与在阀体200内部流动的流体F的压力相同的方向上提供约1-10N的弹簧力。因此，线圈350在通电时可施加的力大于闭合弹簧600的力加上流过阀体200的流体F的力。在操作中，闭合弹簧600在闭合位置比在开启位置伸长更多，从而沿着与流体流动方向D的方向相同的方向D1偏压柱塞构件400，以即使到来的压力不足或不存在，也将柱塞构件400保持在图3中示出的闭合位置。

如图4和图5中示出的，另选地，开启弹簧600’可被设置在阀体200内部，以沿着与流体流动方向D的方向相反的方向D1偏压柱塞构件400，从而抵消流动通过阀体200的加压流体F的力。结果，不需要施加大力来开启阀体端部205。所述开启弹簧600’在开启位置比在闭合位置伸长更多。所述开启弹簧600’的偏压力小于流体压力，使得柱塞构件400总是在加压流体的作用下保持在闭合位置。具体地，因此，线圈350在通电时可施加的力大于流动通过阀体200的流体F的力减去开启弹簧600’的力。

结果，沿着开启方向D1驱动柱塞构件400所需的磁力减小。

通过使用形成在柱塞构件400中的以上提到的肋450，当根据开启方向D1和闭合方向D2将柱塞构件400在阀体200内部沿着流动方向D驱动时引导柱塞构件400。另外，如图3中所示，在使用中，通过铁磁环360的内表面和柱塞构件400本身的外表面引导柱塞构件400，使得在使用期间柱塞构件400在阀体200内居中。

虽然本文中只公开了多个示例，但是其他替代形式、修改形式、使用和/或其等同物是可能的。例如，电磁驱动装置300的线圈350可位于阀体200的外部，包围阀体200。这可导致电磁阀100更紧凑。还涵盖了所描述示例的所有可能组合。因此，本公开的范围不应该受特定示例的限制，而是应该是仅仅通过清楚阅读下面的权利要求来确定的。如果与附图相关的参考标号被置于权利要求中的括号中，则它们仅仅是试图增加权利要求的可理解性，而不应当被解释为限制权利要求的范围。

Claims

1.一种电磁阀(100)，该电磁阀(100)包括阀体(200)、柱塞构件(400)、电磁驱动装置(300)，所述电磁驱动装置(300)用于将所述柱塞构件(400)在所述阀体(200)内部沿着流动方向(D)驱动至少到达开启位置和闭合位置，在所述开启位置，流体(F)被允许流动通过所述阀体(200)，在所述闭合位置，所述流体(F)未被允许流动通过所述阀体(200)，其中，所述柱塞构件(400)被布置成在流动流体的压力下被推动到达所述闭合位置，并且被所述电磁驱动装置(300)驱动到达所述开启位置。

2.根据权利要求1所述的电磁阀(100)，其中，所述电磁驱动装置(300)包括线圈(350)，所述线圈(350)被布置成包围铁磁环(360)以产生适于将所述柱塞构件(400)驱动到达所述开启位置的电磁场，所述铁磁环进而被布置成包围所述柱塞构件(400)。

3.根据权利要求1或2所述的电磁阀(100)，其中，所述电磁驱动装置(300)被配置用于根据进入所述阀体(200)的流动流体的压力来调节施加到所述柱塞构件(400)的电磁力。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁阀(100)，其中，所述柱塞构件(400)至少部分是中空的，具有至少一个柱塞构件流体入口(410)和至少一个柱塞构件流体出口(420)，以使流体通过所述柱塞构件(400)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁阀(100)，其中，所述电磁阀(100)还包括布置在所述阀体(200)内部以朝向流体流动方向偏压所述柱塞构件(400)的闭合弹簧(600)。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁阀(100)，其中，所述电磁阀(100)还包括布置在所述阀体(200)内部以逆着所述流动流体的压力偏压所述柱塞构件(400)的开启弹簧(600’)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁阀(100)，其中，所述电磁阀(100)还包括导轨，所述导轨用于在所述柱塞构件(400)在所述阀体(200)内部沿着所述流动方向(D)被驱动时引导所述柱塞构件(400)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁阀(100)，其中，所述流体(F)是压缩空气。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电磁阀(100)，其中，所述流体(F)被压缩至3-8巴的压力。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电磁阀(100)，其中，所述柱塞构件(400)的尺寸选自直径2-8mm和长度5-10mm中的一个或更多个。

11.一种流体喷射系统(1000)，该流体喷射系统(1000)包括流体导管(1010)，流体(F)能在所述流体导管(1010)内部流动，所述流体导管(1010)具有用于接纳来自流体源的流体的导管入口(1020)、将所述流体(F)排放到外部的导管出口(1030)以及用于调节所述流体(F)通过所述流体导管(1010)流动的至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的电磁阀(100)。

12.根据权利要求11所述的流体喷射系统(1000)，其中，所述流体喷射系统(1000)包括由至少一个流体源(1100)供料并且被布置成排放多个对应流体流的多个流体导管(1010)。

13.根据权利要求11至12中任一项所述的流体喷射系统(1000)，其中，在所述导管出口(1030)处布置有用于喷射所述流体(F)的喷嘴(1040)。

14.根据权利要求13所述的流体喷射系统(1000)，其中，所述喷嘴(1040)设置有所述电磁阀(100)。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的流体喷射系统(1000)，其中，所述流体喷射系统(1000)还包括用于控制所述电磁阀(100)的装置(500)。