CN112610744A - 一种超低温电磁阀的热交换结构及方法 - Google Patents

一种超低温电磁阀的热交换结构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超低温电磁阀的热交换结构，涉及超低温储气装置技术领域，包括：阀座、动芯、静芯、线圈。首先通过在活动腔与动芯之间设置运动间隙，促使电磁阀中流动的超低温介质能够通过该运动间隙不断与外界的空气进行热交换，从内部不断将温度带走，进一步又通过将阀座的外表面设置成多圈环状结构，形成多个换热空间，大大增加与外界空气的接触面积，与内部配合，从外部将温度带走，提高热交换效率，这样一来介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。解决现有技术中超低温电磁阀为了保护线圈进行空气热交换，会拉长超低温电磁阀本身的高度，限制了应用范围的问题。

Description

一种超低温电磁阀的热交换结构及方法
技术领域
本发明涉及超低温储气装置技术领域，特别涉及一种超低温电磁阀的热交换结构。
背景技术
电磁阀(Electromagneticvalve)是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的电磁阀包括单向阀、安全阀、电磁换向阀、速度调节阀等。
现有的电磁阀如超低温电磁阀，利用线圈通电时产生磁场，从而推动衔铁移动从而实现超低温电磁阀工作，但目前的超低温电磁阀为了保护线圈，都会有一个长长的颈部与空气进行热交换，使介质在到达线圈部位时温度升高到线圈能够承受的程度，这会使产品在高度方向的尺寸非常大，限制了其在某些场合的应用。
发明内容
本发明目的之一是解决现有技术中超低温电磁阀为了保护线圈进行空气热交换，会拉长超低温电磁阀本身的高度，限制了应用范围的问题。
本发明目的之二是提供一种超低温电磁阀的热交换方法。
为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：一种超低温电磁阀的热交换结构，其中，包括：阀座、运动间隙。
所述阀座具有活动腔与环状结构。所述活动腔位于所述阀座内。所述环状结构分布在所述阀座外表面，所述环状结构位于所述活动腔侧，所述环状结构为多个，多个所述环状结构之间具有使空气流通的换热空间。
所述运动间隙由滑动设置在所述活动腔中的动芯和所述活动腔侧壁之间的空隙形成，通过该运动间隙实现与外界空气进行换热。
在上述技术方案中，本发明实施例在使用时，当超低温介质通过动芯周围的运动间隙时，介质会与活动腔侧壁接触，不断与外界的空气进行热交换，对超低温介质进行升温，使线圈处的介质温度升高到线圈能够承受的程度；同时，阀座上加工有多圈环状结构，因此形成每个环状结构之间具有换热空间，在外界空气通入该换热空间内时能够与每个环状结构进行换热，大大增加与外界空气的接触面积，提高热交换效率，更快实现升温，这样一来介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
进一步地，在本发明实施例中，所述环状结构的换热空间由内向外逐渐增大。
进一步地，在本发明实施例中，所述超低温电磁阀的热交换结构还包括静芯与线圈。所述静芯固定设置在所述活动腔上，所述静芯位于所述动芯一侧。所述线圈设置在所述阀座上，所述线圈位于所述静芯侧端上。
更进一步地，在本发明实施例中，所述静芯与所述动芯之间具有空隙。
更进一步地，在本发明实施例中，所述静芯与所述动芯采用磁铁制成。
更进一步地，在本发明实施例中，所述静芯处于所述动芯上方，所述动芯上具有第一换热腔和第二换热腔。所述第一换热腔纵向设置，所述第一换热腔上端贯通所述动芯，与所述活动腔连通。所述第二换热横向设置，所述第二换热腔的一端连通所述第一换热腔，所述第二换热腔的另一端贯通所述铁芯的侧端面，与所述活动腔连通。
当线圈向静芯通电，促使静芯、动芯升温时，通过在动芯上设置第一换热腔与第二换热腔，能有效将动芯与静芯之间的热量或者气体进行排放，进而使得介质与之进行接触，对介质进行升温，降低介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
更进一步地，在本发明实施例中，所述静芯通过焊接的方式固定在所述活动腔上。
进一步地，在本发明实施例中，所述环状结构采用导热材料制成。
更进一步地，在本发明实施例中，所述导热材料为金属。
进一步地，在本发明实施例中，所述环状结构与所述阀座连为一体。
进一步地，在本发明实施例中，所述动芯上具有多个环形阵列的触发管，所述触发管的上端伸出所述动芯。所述动芯具有至少上下两个分离的铁芯部分构成，该分离的铁芯部分相互贴合，所述触发管上端与上方的所述动芯部分伸缩连接，所述触发管下端与下方的所述动芯部分固定连接，所述动芯部分之间设有复位弹簧。
当动芯在电磁力的作用下与静芯接触后，触发管受到静芯的挤压向下滑动，推动下方的动芯部分，使得两动芯部分相互分离，形成间隙空间，有利于介质沿着该间隙空间流动，对动芯(动芯与静芯接触，温度不可避免升高)进行升温，进而有利于对介质进一步升温，提高热交换效率，进一步降低介质升温所需要的距离，降低了电磁阀的高度要求。
本发明的有益效果是：
本发明首先通过在活动腔与动芯之间设置运动间隙，促使电磁阀中流动的超低温介质能够通过该运动间隙不断与外界的空气进行热交换，从内部不断将温度带走，进一步又通过将阀座的外表面设置成多圈环状结构，形成多个换热空间，大大增加与外界空气的接触面积，提高热交换效率，这样一来介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。解决现有技术中超低温电磁阀为了保护线圈进行空气热交换，会拉长超低温电磁阀本身的高度，限制了应用范围的问题。
为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：一种超低温电磁阀的热交换方法，其中，包括以下步骤：
当超低温介质通过动芯周围的运动间隙时，介质会与活动腔侧壁接触，不断与外界的空气进行热交换，对超低温介质进行升温，使线圈处的介质温度升高到线圈能够承受的程度；
同时，阀座上加工有多圈环状结构，因此形成每个环状结构之间具有换热空间，在外界空气通入该换热空间内时能够与每个环状结构进行换热，大大增加与外界空气的接触面积，提高热交换效率，更快实现升温，这样一来介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
进一步地，在本发明实施例中，当线圈向静芯通电，促使静芯、动芯升温时，通过在动芯上设置第一换热腔与第二换热腔，能有效将动芯与静芯之间的热量或者气体进行排放，进而使得介质与之进行接触，对介质进行升温，降低介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
附图说明
图1为本发明实施例超低温电磁阀的热交换结构的结构示意图。
图2为本发明实施例动芯的细节结构示意图。
图3为本发明实施例动芯的俯视示意图。
附图中
10、阀座 11、活动腔 12、运动间隙
13、环状结构
20、动芯 21、第一换热腔 22、第二换热腔
23、触发管 24、复位弹簧
30、静芯 40、线圈
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，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”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”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“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”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。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是。对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知超低温电磁阀的热交换方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
实施例一：
一种超低温电磁阀的热交换结构，其中，如图1所示，包括：阀座10、动芯20、静芯30、线圈40。
如图1所示，阀座10具有活动腔11与环状结构13。活动腔11位于阀座10内。环状结构13分布在阀座10外表面，环状结构13位于活动腔11侧，环状结构13为多个，多个环状结构13之间具有使空气流通的换热空间。
动芯20滑动设置在活动腔11中，动芯20与活动腔11侧壁形成运动间隙12，通过该运动间隙12实现与外界空气进行换热。静芯30固定设置在活动腔11上，静芯30位于动芯20一侧。静芯30与动芯20之间具有空隙，静芯30与动芯20采用磁铁制成。
线圈40设置在阀座10上，线圈40位于静芯30侧端上。
实施步骤：当线圈40通电后，动芯20在电磁力的作用下向静芯30靠近并完成吸合，此时，超低温介质通过动芯20周围的运动间隙12逐渐流动接近线圈40，在此过程中，介质与活动腔11侧壁接触时不断与外界的空气进行热交换，对超低温介质进行升温，使线圈40处的介质温度升高到线圈能够承受的程度。同时，阀座10上加工有多圈环状结构13，因此形成每个环状结构13之间具有换热空间，在外界空气通入该换热空间内时能够与每个环状结构13进行换热，大大增加与外界空气的接触面积，提高热交换效率，更快实现升温，这样一来介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
本发明首先通过在活动腔11与动芯20之间设置运动间隙12，促使电磁阀中流动的超低温介质能够通过该运动间隙12不断与外界的空气进行热交换，从内部不断将温度带走，进一步又通过将阀座10的外表面设置成多圈环状结构13，形成多个换热空间，大大增加与外界空气的接触面积，与内部配合，从外部将温度带走，提高热交换效率，这样一来介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。解决现有技术中超低温电磁阀为了保护线圈40进行空气热交换，会拉长超低温电磁阀本身的高度，限制了应用范围的问题。
优选地，环状结构13的换热空间由内向外逐渐增大。有利于增大空气容纳量，加强热交换效率，降低介质升温所需要的距离。
优选地，如图1、2所示，静芯30处于动芯20上方，动芯20上具有第一换热腔21和第二换热腔22。第一换热腔21纵向设置，第一换热腔21上端贯通动芯20，与活动腔11连通。第二换热横向设置，第二换热腔22的一端连通第一换热腔21，第二换热腔22的另一端贯通铁芯的侧端面，与活动腔11连通。
当线圈40向静芯30通电，促使静芯30、动芯20升温时，通过在动芯20上设置第一换热腔21与第二换热腔22，能有效将动芯20与静芯30之间的热量或者气体进行排放，进而使得介质与之进行接触，对介质进行升温，降低介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
优选地，静芯30通过焊接的方式固定在活动腔11上。
优选地，环状结构13采用导热材料制成，该导热材料为金属。
优选地，环状结构13与阀座10连为一体。
优选地，如图2、3所示，动芯20上具有多个环形阵列的触发管23，触发管23的上端伸出动芯20。动芯20具有至少上下两个分离的铁芯部分构成，该分离的铁芯部分相互贴合，触发管23上端与上方的动芯20部分伸缩连接，触发管23下端与下方的动芯20部分固定连接，动芯20部分之间设有复位弹簧24。
当动芯20在电磁力的作用下与静芯30接触后，触发管23受到静芯30的挤压向下滑动，推动下方的动芯20部分，使得两动芯20部分相互分离，形成间隙空间，有利于介质沿着该间隙空间流动，对动芯20(动芯20与静芯30接触，温度不可避免升高)进行升温，进而有利于对介质进一步升温，提高热交换效率，进一步降低介质升温所需要的距离，降低了电磁阀的高度要求。
实施例二：
一种超低温电磁阀的热交换方法，其中，包括以下步骤：
当超低温介质通过动芯20周围的运动间隙12逐渐流动接近线圈40，在此过程中，介质与活动腔11侧壁接触时不断与外界的空气进行热交换，对超低温介质进行升温，使线圈40处的介质温度升高到线圈能够承受的程度；
同时，阀座10上加工有多圈环状结构13，因此形成每个环状结构13之间具有换热空间，在外界空气通入该换热空间内时能够与每个环状结构13进行换热，大大增加与外界空气的接触面积，提高热交换效率，更快实现升温，这样一来介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
优选地，当线圈40向静芯30通电，促使静芯30、动芯20升温时，通过在动芯20上设置第一换热腔21与第二换热腔22，能有效将动芯20与静芯30之间的热量或者气体进行排放，进而使得介质与之进行接触，对介质进行升温，降低介质升温所需要的距离就会变短，从而可以降低电磁阀高度要求。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种超低温电磁阀的热交换结构，其中，包括：
阀座，所述阀座具有：
活动腔，所述活动腔位于所述阀座内；
环状结构，所述环状结构分布在所述阀座外表面，所述环状结构位于所述活动腔侧，所述环状结构为多个，多个所述环状结构之间具有使空气流通的换热空间；
运动间隙，所述运动间隙由滑动设置在所述活动腔中的动芯和所述活动腔侧壁之间的空隙形成，通过该运动间隙实现与外界空气进行换热。
2.根据权利要求1所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述环状结构的换热空间由内向外逐渐增大。
3.根据权利要求1所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述超低温电磁阀的热交换结构还包括：
静芯，所述静芯固定设置在所述活动腔上，所述静芯位于所述动芯一侧；
线圈，所述线圈设置在所述阀座上，所述线圈位于所述静芯侧端上。
4.根据权利要求3所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述静芯与所述动芯之间具有空隙。
5.根据权利要求3所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述静芯与所述动芯采用磁铁制成。
6.根据权利要求3所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述静芯处于所述动芯上方，所述动芯上具有：
第一换热腔，所述第一换热腔纵向设置，所述第一换热腔上端贯通所述动芯，与所述活动腔连通；
第二换热腔，所述第二换热横向设置，所述第二换热腔的一端连通所述第一换热腔，所述第二换热腔的另一端贯通所述铁芯的侧端面，与所述活动腔连通。
7.根据权利要求3所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述静芯通过焊接的方式固定在所述活动腔上。
8.根据权利要求1所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述环状结构采用导热材料制成。
9.根据权利要求7所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述导热材料为金属。
10.根据权利要求1所述超低温电磁阀的热交换结构，其中，所述环状结构与所述阀座连为一体。
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