CN112696522B - 一种电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种电磁阀，包括阀体、阀套、阀芯、静铁芯、动铁芯及第一阀口部，还包括限制件、第一弹簧及第二弹簧，所述第一弹簧的一端抵接所述限制件，所述第一弹簧的另一端抵接所述静铁芯；所述第二弹簧的一端抵接所述动铁芯，所述第二弹簧的另一端抵接所述阀芯；所述限制件包括第一限制部，所述动铁芯包括能够与所述第一限制部抵接的第二限制部，所述动铁芯能够带动所述限制件向所述静铁芯方向移动；所述阀芯包括第三限制部，所述动铁芯包括能够与所述第三限制部抵接的第四限制部，所述动铁芯能够带动所述阀芯向所述静铁芯方向移动，本发明给出的电磁阀，能够提高电磁阀的开阀能力。

Description

一种电磁阀

技术领域

本发明涉及流体控制技术领域，具体而言，涉及一种电磁阀。

背景技术

电磁阀一般包括阀体、阀套、阀芯、静铁芯、动铁芯及阀口部，其工作原理是通过外置的电磁线圈通电，使动铁芯与静铁芯之间产生电磁吸合力，从而动铁芯带动阀芯向静铁芯方向移动打开阀口部的阀口；电磁线圈断电后，在回复弹簧力的作用下，动铁芯带动阀芯向远离静铁芯方向移动以关闭阀口。

所以，在电磁阀开阀过程中如何提高开阀能力，为本领域技术人员所考虑的问题。

发明内容

本发明提供的电磁阀，包括阀体、阀套、阀芯、静铁芯、动铁芯及第一阀口部，所述静铁芯与所述阀套固定连接，所述动铁芯至少部分位于所述阀套的内腔，所述阀体包括流路进口端及流路出口端，所述阀芯能够与所述第一阀口部抵接，还包括限制件、第一弹簧及第二弹簧，所述限制件至少部分位于所述动铁芯的内腔，所述限制件能够抵接所述阀芯；所述第一弹簧的一端抵接所述限制件，所述第一弹簧的另一端抵接所述静铁芯；所述第二弹簧的一端抵接所述动铁芯，所述第二弹簧的另一端抵接所述阀芯；所述限制件包括第一限制部，所述动铁芯包括能够与所述第一限制部抵接的第二限制部，所述动铁芯能够带动所述限制件向所述静铁芯方向移动；所述阀芯包括第三限制部，所述动铁芯包括能够与所述第三限制部抵接的第四限制部，所述动铁芯能够带动所述阀芯向所述静铁芯方向移动。

本发明给出的电磁阀，通过对限制件与动铁芯、动铁芯与阀芯之间的移动限制的设置，能够提高电磁阀的开阀能力。

附图说明

图1：本发明给出的一种电磁阀在闭阀状态的结构示意图；

图2：图1所示的电磁阀在开阀状态的结构示意图；

图3：图1中局部位置的放大示意图；

图4：图2中局部位置的放大示意图；

图5：图1中限制件的结构示意图；

图6：图1中阀芯的结构示意图；

图7：图1中套件的结构示意图；

图8：上述电磁阀实施例在开阀过程中部件动作关系的示意图；

图9：本发明给出的另一种电磁阀在闭阀状态的结构示意图。

图1-图9中符号说明：

100-主阀部件；

110-阀体；

111-第二阀口部、112-流路进口端、113-流路出口端；

114-凸环/下限制部；

115-上端面；

120-安装封帽；

121-外凸部；

122-外凸部的台阶面；

123-内凸部/上限制部；

124内凸部的台阶面；

130-本体；

200-导阀部件；

210-阀套；

211-阀套的内腔；

212-阀套的下端面；

220-阀芯；

221-第三限制部/第二外凸缘部；

222-第二通孔；

223-上端面；

230-动铁芯；

231-动铁芯的内腔；

232芯体；

233-第二限制部/第一内凸缘部；

240-套件；

242-第四限制部/第二内凸缘部；

243-下凸缘部；

244-第三通孔；

250-限制件；

251-第一限制部/第一外凸缘部；

252-上凸缘面；

253-第一通孔；

254-下端面；

260-静铁芯；

270-第一弹簧；

280-第二弹簧；

290电磁线圈；

300-活塞部件；

310-活塞体；

311-内台阶；

320-活塞芯；

321-密封部、322-第一阀口部、323-第一流道；

324-外台阶；

400-阀腔；

500-导阀腔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。本文中所涉及的上、下等方位词是附图中所示的零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便，应当理解，本文所采用的方位词不应限制本申请请求保护的范围。

图1和图2为本发明给出的一种电磁阀，分别在闭阀和开阀状态的结构示意图。

如图1和图2所示。

该具体实施例给出的电磁阀为两级先导式电磁阀结构，包括主阀部件100、导阀部件200和活塞部件300。

主阀部件100包括阀体110。阀体110包括本体130和安装封帽120。安装封帽120通过螺纹或焊接的方式与本体130固定连接。在本体130的侧向壁部和轴向底部分别焊接有接管，可以作为流路进口端112和流路出口端113。主阀部件100还包括阀腔400，流路进口端112与阀腔400直接连通，流路出口端113能够通过第二阀口部111的阀口与阀腔400连通。

活塞部件300设置于阀腔400并能在阀腔400轴向滑动。导阀部件200包括阀套210、静铁芯260及动铁芯230。阀套210与前述安装封帽120焊接连接，静铁芯260焊接固定在阀套210并密封阀套210，这样在阀套210的内腔211形成导阀腔500，导阀腔500与阀腔400连通。

动铁芯230设置在导阀腔500(阀套210的内腔211)，并能在导阀腔500轴向滑动。电磁线圈290套设在阀套210外。

图3和图4分别为图1和图2中局部位置的放大示意图；图5为限制件的结构示意图；图6为阀芯的结构示意图；图7为套件的结构示意图。

如图3、图4、图5、图6及图7所示。

在该具体实施例中，动铁芯230包括芯体232和套件240，套件240大致为柱状，被套设在芯体232下端的内孔并与芯体232固定连接。这种设计的有益之处在于，芯体232可以采用软磁材料加工，套件240形状相对复杂，可以选用易于加工的普通材料制成，提高了部件制造的工艺性和节约了材料成本。在此不再赘述。

阀芯220部分设置在动铁芯的内腔231，限制件250设置在动铁芯的内腔231，限制件250能够在动铁芯的内腔231滑动，并能够抵接阀芯220。

限制件250大致为柱状，包括贯通上端部与下端部的第一通孔253。限制件250的外缘部设置有作为第一限制部251的第一外凸缘部，第一外凸缘部251的外壁面与芯体232的内壁面滑动配合；芯体232还包括作为第二限制部233的第一内凸缘部。通过第一限制部251与第二限制部233的配合，使动铁芯230能够带动限制件50向静铁芯260方向移动。

第一弹簧270的一端抵接第一外凸缘部251的上凸缘面252，第一弹簧270的另一端抵接静铁芯260。

阀芯220大致为细杆状，包括贯通上端部与外缘部的第一通孔222。阀芯220的外缘部设置有作为第三限制部221的第二外凸缘部，第二外凸缘部221的外壁面与套件240的内壁面滑动配合；套件240还包括作为第四限制部242的第二内凸缘部。通过第三限制部221与第四限制部242的配合，动铁芯230能够带动阀芯220向静铁芯260方向移动。

套件240包括连通动铁芯的内腔231与活塞部件300下方的阀腔400的第三通孔244。套件240还包括下凸缘部243，第二弹簧280的一端抵接下凸缘部243的台阶面，第二弹簧280的另一端抵接阀芯220的第二外凸缘部221的下端面。

活塞部件300包括活塞体310和活塞芯320，活塞芯320套设于活塞体310，活塞体310与活塞芯320之间可以滑动。

活塞体310的下部包括内台阶311，活塞芯320的上部包括外台阶324。内台阶311与外台阶324配合，使活塞体310能够带动活塞芯320向动铁芯230方向移动。

活塞芯320的下端作为密封部321，密封部321与第二阀口部111相适配，活塞芯320的中心通孔作为第一流道，中心通孔向上端面延伸形成第一阀口部322的阀口，阀芯220与第一阀口部322相适配。

安装封帽120大致为筒状，包括上端部的外凸部121和下端部的内凸部123。外凸部121的台阶面122与本体130的上端面115配合形成焊接面；内凸部123的台阶面124与阀套211的下端面212抵接配合形成焊接面。

内凸部123作为上限制部与活塞体310配合，能够限制活塞体310向动铁芯230方向移动的行程；本体130还包括朝向阀腔400的凸环114；凸环114作为下限制部与活塞体310配合，能够限制活塞体310向第二阀口部111方向移动的行程。

图8为上述电磁阀实施例在开阀过程中部件动作关系的示意图。

如图8所示并参照图1和图2。在该示意图中，阀开启过程是从A状态到G状态的六个阶段进行，细述如下：

一、A状态：

电磁线圈290失电，在第一弹簧270的力作用下，限制件250抵接阀芯220，阀芯220抵接活塞芯320并关闭第一阀口部322；同时，动铁芯230受力抵接活塞芯320，活塞芯320抵接第二阀口部111。电磁阀处于关闭状态。

在A状态，限制件250的第一限制部251与动铁芯230的第二限制部233轴向分离；阀芯220的第三限制部221与动铁芯230的第四限制部242分离；活塞部件300的活塞体310与活塞芯320轴向分离；活塞部件300的活塞体310与安装封帽120的上限制部123分离。在A状态，设定动铁芯230与静铁芯260之间的轴向最小距离为H1、第三限制部221与第四限制部242之间的轴向最小距离为H2、第一限制部251与第二限制部233之间的轴向最小距离为H3，则满足：H1大于H2，H2大于或等于H3(即H1＞H2，H2≥H3)。

二、A-B过程：

电磁线圈290得电，在电磁场力作用下，动铁芯230克服第二弹簧280的力，离开活塞芯320向上移动，直至第一限制部251与第二限制部233轴向抵接。该阶段，动铁芯只要克服第二弹簧280较小的阻力，所以提高了开阀能力。由于H1＞H2，H2＞H3，所以在B状态下，动铁芯230与静铁芯260没有抵接。

三、B-C过程：

动铁芯230带动第一限制部251上移，直至第三限制部221与第四限制部242抵接(动铁芯230与静铁芯260还没有抵接)。

在C状态，由于阀芯220受到的流体的向下关阀的力，大于第二弹簧280施加的向上开阀的力，所以阀芯220未移动。

四、C-D过程：

动铁芯230克服第一弹簧270的力带动第一限制部252继续上移，同时，动铁芯230带动阀芯220上移离开第一阀口部322，直至与静铁芯260抵接。

在该过程中，由于动铁芯230与静铁芯260的距离较小，吸合力较大，所以第一阀口部322的阀口容易顺利打开，提高了开阀能力。

五、D-E过程：

动铁芯230抵接静铁芯260后停止上移，开阀后，由于阀芯220所受到的流体向下的力消除，在第二弹簧280的力的作用下，阀芯220继续上移直至与第二限制部233抵接。

六、E-F过程：

导阀开启，阀腔400内的动铁芯的内腔231的高压介质，通过第一流道323流到流路出口端113，活塞体310上端是中压区，下端是高压区，所以在上下压力差作用下，活塞体310向上移动，直至与活塞芯320抵接。

七、F-G过程：

活塞体310继续向上移动，活塞芯320的上端是中压区，下端是低压区，所以活塞芯320受到向下的作用力，一直抵接活塞体310，直至活塞体310，抵接上限制部123。

在上述阀的开阀过程中，刚启动时的第一阶段，动铁芯与静铁芯之间的相对轴向距离较大，吸合力相对较弱，而后续第二阶段，动铁芯与静铁芯之间的相对轴向距离较小，吸合力相对较强。相对应地，在给出的技术方案中，动铁芯第一阶段只要克服第二弹簧的较小作用向上移动，第二阶段克服第一弹簧270带动阀芯打开阀口，所以在线圈功率不变的情况下，能优化设计，提高开阀能力。

上述电磁阀关阀过程，即反向如G-A过程，在此不再赘述。

同时，本发明的另一有益之处在于，在关阀过程中，动铁芯首先与第一阀口的外缘周部抵接，承担了大部分的运动冲击力，而使导阀口的内周与阀芯的冲击相对减小，提高了活塞芯及阀口部的使用寿命。

同时，本发明的另一有益之处在于，由于限制件与静铁芯通过第一弹簧抵接，动铁芯与阀芯通过第二弹簧抵接，阀芯和限制件在轴向受到弹簧力的作用，径向不易位移晃动。所以上述结构的电磁阀，可以安装在非垂直方向(阀芯的移动轴线不一定要求在垂直方向)，不会造成阀芯或限制件的晃动，损坏阀口，扩展了电磁阀的安装环境。

图9为本发明给出的另一种电磁阀在闭阀状态的结构示意图。

如图9所示，与前述技术方案不同在于，该实施例中的电磁阀作为直动式电磁阀没有活塞部件，同样能起到前述方案的有益效果，在此不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁阀，包括阀体、阀套、阀芯、静铁芯、动铁芯及第一阀口部，所述静铁芯与所述阀套固定连接，所述动铁芯至少部分位于所述阀套的内腔，所述阀体包括流路进口端及流路出口端，所述阀芯能够与所述第一阀口部抵接，其特征在于，还包括限制件、第一弹簧及第二弹簧，

所述限制件至少部分位于所述动铁芯的内腔，所述限制件能够抵接所述阀芯；所述第一弹簧的一端抵接所述限制件，所述第一弹簧的另一端抵接所述静铁芯；所述第二弹簧的一端抵接所述动铁芯，所述第二弹簧的另一端抵接所述阀芯；

所述限制件包括第一限制部，所述动铁芯包括能够与所述第一限制部抵接的第二限制部，所述动铁芯能够带动所述限制件向所述静铁芯方向移动；

所述阀芯包括第三限制部，所述动铁芯包括能够与所述第三限制部抵接的第四限制部，所述动铁芯能够带动所述阀芯向所述静铁芯方向移动；

所述限制件包括贯通上端部与下端部的第一通孔，所述阀芯包括贯通上端部与外缘部的第一通孔。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述限制件大致为柱状，包括第一外凸缘部，所述第一外凸缘部作为所述第一限制部，所述动铁芯包括第一内凸缘部，所述第一内凸缘部作为所述第二限制部，所述第一弹簧抵接所述第一外凸缘部。

3.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯包括第二外凸缘部，所述第二外凸缘部作为所述第三限制部，所述动铁芯包括第二内凸缘部，所述第二内凸缘部作为所述第四限制部，所述第二弹簧抵接所述第二外凸缘部。

4.如权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述动铁芯包括芯体和套件，所述芯体与所述套件固定连接，所述套件大致为柱状，所述套件包括下凸缘部，所述第二弹簧抵接所述下凸缘部。

5.如权利要求1-4任一项所述的电磁阀，其特征在于，在关阀状态，设定所述动铁芯与所述静铁芯之间的轴向最小距离为H1、所述第三限制部与所述第四限制部之间的轴向最小距离为H2、所述第一限制部与所述第二限制部之间的轴向最小距离为H3，则满足：H1大于H2，H2大于或等于H3。

6.如权利要求5所述的电磁阀，其特征在于，所述第一弹簧的刚度大于所述第二弹簧的刚度，在开阀状态，所述限制件抵接所述阀芯，所述阀芯与所述第一阀口部不抵接；在关阀状态，所述限制件抵接所述阀芯，所述阀芯与所述第一阀口部抵接。

7.如权利要求1-4任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述阀体还包括第二阀口部，

所述电磁阀包括活塞部件，所述活塞部件包括密封部、第一流道及所述第一阀口部，所述活塞部件置于所述电磁阀的阀腔，所述密封部能够抵接所述第二阀口部，所述第一流道连通所述第一阀口部的阀口与所述第二阀口部的阀口。

8.如权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述活塞部件包括活塞体和活塞芯，所述活塞体能够带动所述活塞芯向所述动铁芯方向移动；所述阀体还包括上限制部和下限制部，所述上限制部能够限制所述活塞体向所述动铁芯方向移动的行程，所述下限制部能够限制所述活塞体向所述第二阀口部方向移动的行程。

9.如权利要求8所述的电磁阀，其特征在于，所述阀体包括本体和安装封帽，所述安装封帽与所述本体固定连接，所述阀套与所述安装封帽固定连接，所述安装封帽包括所述上限制部。

10.如权利要求9所述的电磁阀，其特征在于，所述安装封帽大致为筒状，所述安装封帽的上端部包括外凸部，所述安装封帽的下端部包括内凸部，所述内凸部作为所述上限制部，所述外凸部的端面与所述本体的上端面抵接形成焊接面，所述阀套的下端抵接所述内凸部。

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