CN113048243A - 一种阀体与分步直动式电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀体与分步直动式电磁阀。所公开的阀体包括沿轴向组装的阀座、活塞、第二压板和阀芯；其中阀座上设工作腔、第一贯通口、第二贯通口、介质进口和介质出口，第二压板安装于阀座上，活塞安装于工作腔中，阀芯安装于第二压板和工作腔中，且阀芯上下运动可带动活塞对介质进出口进行打开和密封，同时阀体内各部件上设相应先导孔和泄压孔，借助介质压力差控制阀的密封与打开。所公开的分步直动式电磁阀包括所述阀体和电磁控件，阀体借助电磁吸力开启泄压和利用压差力的作用开阀，同时又利用多余的电磁力帮助主阀开启减小磁阻增大电磁吸力最终将阀打开。

Description

一种阀体与分步直动式电磁阀

技术领域

本发明属于阀门领域，具体涉及一种阀体及分布直动式电磁阀。

背景技术

现有的分布直动式电磁阀主要是靠压差力推动开启的先导式结构，且阀体功耗高。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明一方面提供了一种阀体。

为此，本发明提供的阀体包括：

阀座，该阀座内设第一工作腔、第一贯通口和第二贯通口，所述第一工作腔沿轴向的一端敞口，阀座上设介质入口和介质出口；所述介质入口通过第一贯通口与第一工作腔贯通，所述第一工作腔通过第二贯通口与介质出口贯通；

活塞，该活塞为沿轴向一端敞口的缸体结构，且活塞的轴向尺寸小于第一工作腔的轴向尺寸，所述活塞的缸体内设第一压板，该第一压板上开设阀芯工作孔和第二先导孔，活塞上相对敞口端的端部设第一先导孔和泄压口；

阀芯，该阀芯上沿轴向依次设与阀芯工作孔孔径匹配的工作段和外径大于所述阀芯工作孔孔径的工作台阶；

第二压板，该第二压板上设阀芯安装孔；

其中：

所述第二压板安装于所述阀座第一工作腔的敞口端；

所述活塞沿所述轴向活动式安装于所述第一工作腔中，所述活塞将第一工作腔分隔为活塞上腔和活塞下腔，所述第一压板位于活塞上腔，所述活塞上腔和活塞下腔通过第一先导孔和泄压口贯通，所述介质入口通过第一贯通口与活塞下腔贯通，所述介质出口通过第二贯通口与活塞下腔贯通；

所述阀芯沿所述轴向活动式安装于所述阀芯安装孔和阀芯工作孔中，且阀芯的工作段位于阀芯工作孔中；

所述活塞与阀芯沿所述轴向运动至一极限位时，活塞将所述第二贯通口密封，阀芯的端部密封所述泄压口，且工作台阶离开所述第一压板并存有间隙。

可选的，所述阀芯与阀芯安装孔之间存有间隙为第三先导孔。

进一步，所述阀体还包括第一弹簧，所述第一弹簧安装于第一压板与第二压板之间。

可选的，所述介质进口和介质出口沿与所述轴向垂直的方向开设。

可选的，所述第二贯通口横截面为圆形，且圆心位于所述第一工作腔的中轴线上；所述第一贯通口横截面呈圆弧形，且第一贯通口位于第二贯通口旁侧。

可选的，所述第一先导孔设置在靠近活塞底部的侧壁上，所述活塞的第一先导孔上方结构外径与第一工作腔内径匹配，下方结构外径小于第一工作腔内径。

可选的，所述第一先导孔相对于所述轴向倾斜设置。

可选的，所述阀芯的工作段与工作台段内为中空结构，且中空结构的端部敞口，所述中空结构内沿轴向设密封块和紧压块，且密封块位于敞口处，所述中空结构侧壁开设与第一工作腔贯通的侧孔。

进一步，所述阀体还包括压紧弹簧，所述压紧弹簧安装于中空结构顶部与所述压紧压块之间。

可选的，所述第二压板周边设有安装座，该安装座的一端或两端均沿所述轴向凸出于第二压板垂直与所述轴向的表面，所述安装座安装于所述阀体上。

可选的，所述第二压板由两个对称体组装而成。

本发明同时还提供了一种分步直动式电磁阀。为此，本发明的分步直动式电磁阀包括上述的阀体和电磁控件；所述电磁控件安装在所述阀座上，且与所述第一工作腔的敞口端密封连接，同时所述电磁组件与所述阀芯连接，控制阀芯沿所述轴向运动。

进一步，所述电磁控件包括导套、导套外的电磁组件及导套内的铁芯和上挡铁，所述铁芯沿轴向活动式安装于导套内，且铁芯与导套内壁之间留有空隙，所述上挡铁设于导套的轴向端部；

所述导套与所述阀座密封连接且导套与第二压板间设有与第三先导孔贯通的空腔，所述铁芯与所述阀芯固定连接，所述空隙与所述空腔贯通。

进一步，所述上档铁与铁芯之间设有第二弹簧，且第二弹簧的压缩方向沿轴向。

本发明的阀体内阀芯采用活塞式结构，借助阀芯运动及或活塞上下腔的压差驱动活塞实现阀体打开与关闭。进一步，本发明的分布直动式电磁阀借助电磁吸力开启阀体泄压和利用压差力的作用开阀，同时又利用多余的电磁力帮助主阀开启减小磁阻增大电磁吸力最终将阀打开，弥补了阀前后压差低的不足，使阀达到设计的开度。

附图说明

图1为本发明分布直动式电磁阀的参考俯视图；

图2为图1的B-B向剖视图；

图3为本发明阀座的参考结构示意图；

图4为本发明活塞的参考结构示意图；

图5为本发明第一压板的参考结构示意图，其中下图为上图的俯视图；

图6为本发明的第二压板的参考结构示意图，其中下图为上图的俯视图；

图7为本发明阀芯的参考结构示意图；

图8为本发明分步直动式电磁阀打开过程的参考结构示意图；

图9为本发明分步直动式电磁阀打开状态的参考结构示意图。

具体实施方式

除非有特殊说明，本文中的术语根据相关领域普通技术人员的常规认识理解。

本文所述的轴向是指本发明阀体内活塞或阀芯的运动方向，所述径向、横向、端部、内部等方向或方位性术语均与附图中的相应方向或方位相同。需要说明的是，这些方向或方位是用来解释说明本发明的各部件或特征的空间相对位置关系，不对相关部件或特征的空间相对位置关系有唯一的限定作用，本领域技术人员在本发明的技术构思基础上所做的空间或/和方向/方位置换均在本发明的保护范围之内。

参考附图1-2所示，本发明的阀体包括沿轴向组装的阀座1、活塞31、第二压板32和阀芯362；

参考图3所示，所述阀座内沿所述轴向设第一工作腔141、第一贯通口13和第二贯通口14，阀座上对外还设有介质进口11和介质出口17，且介质进口11通过第一贯通口13与第一工作腔141贯通，第一工作腔141通过第二贯通口与介质出口17贯通；

参考图4所示，所述活塞31为一端敞口的缸体结构，活塞底部设泄压口312和第一先导孔311；活塞的缸体结构内设垂直与所述轴向的第一压板38，参考图5所示，该第一压板38设阀芯工作孔381和第二先导孔382；

参考图6所示，所述第二压板32上设阀芯安装孔320；

参考图7所示，所述阀芯362上一端部沿轴向设有工作台阶3624和工作段3627，且工作段的外径小于工作台阶的外径；

上述部件的位置或安装关系是：

所述第二压板安装于所述第一工作腔的敞口处；所述活塞沿所述轴向活动式安装于所述第一工作腔内，且活塞底部将第一工作腔分割为活塞上腔和活塞下腔，所述活塞下腔通过第一先导孔和活塞上腔贯通，所述介质进口通过第一贯通口与活塞下腔贯通；

所述阀芯沿轴向活动式安装于所述第二压板的阀芯安装孔和阀芯工作孔中，同时阀芯上的工作段位于第一压板的阀芯工作孔中，当活塞和阀芯沿轴向运动至一极限位时，活塞将第二贯通口密封，阀芯端部密封泄压口，且工作台阶离开所述第一压板；

参考图2所示，本发明的阀体为常闭阀体，在阀门关闭状态下，介质从介质进口进入，通过第一贯通口进入活塞下腔，之后过活塞上的第一先导孔进入活塞上腔，使得活塞上腔压力大于下腔压力，在活塞上下腔形成压差，将活塞压在第二贯通口上密封，将介质进口和介质出口隔开，与此同时在弹簧弹力或/和介质压力推力或/和机械推力作用下，阀芯压在活塞的泄压口上形成密封，且阀芯下端的工作台阶离开第一压板并且两者之间存在一定间隙；

需要打开阀门时，通过电磁拉力或机械拉力或手动拉力将阀芯向上运动，至阀芯上的工作台阶与活塞内的第一压板接触，之后阀芯借助工作台阶带动活塞一起向上运动直至打开第二贯通口，如图9所示，阀门打开状态下，介质流经介质进口11、第一贯通口13、活塞下腔、第二贯通口14和介质出口17流出。

在一些具体实施方式或具体产品中，参考图2所示，上述方案中的第一压板和第二压板之间安装有第一弹簧39，且其伸缩方向同所述轴向，该弹簧的作用是辅助活塞至密封状态。

考虑到加工工艺、加工成本及组装等方面的因素，可选的方案是，在上述方案基础上，活塞下部靠近底部的侧壁上设第一先导孔311，参考图4所示，同时活塞31的第一先导孔311上方结构的外径大于下方结构的外径，并且上方结构的外径与第一工作腔内径匹配，这样安装于第一工作腔中形成活塞下腔，当然该结构是形成活塞下腔的一种方式，本领域技术人员可以根据本发明阀体的工作原理，选择合适加工工艺设计其他结构形式实现活塞下腔的设置。进一步可选的是，所述第一先导孔311相对于所述轴向倾斜设置。

在具体实施方式中，活塞31缸体结构内的第一压板38的具体安装位根据阀体整体机构尺寸和工作性能确定，如图4所示，该活塞内的第一压板约安装于缸体结构内的轴向中间部位。

在一些具体实施方式中，考虑到阀门的工作性能，参考图5所示，第一压板38上的第二先导孔382可开设多个。进一步具体的方案中，多个第二先导孔382可沿阀芯工作孔381的周向开设。

同样，考虑到加工工艺、加工成本及组装等方面的因素，可选的方案是，第二压板周边设有安装座，该安装座与第二压板为一体结构，同时该安装座端部凸出于第二压板的上表面或/和下表面，即从整体结构上看，安装座为侧壁结构，该侧壁结构内设有压板，压板中部开设阀芯安装孔，安装座的形状与阀体匹配，便于组装且可实现密封，参考图6所示，该图所示的安装座上下端均凸出于第二压板的上表面和下表面，这样在第二压板下方形成与第一工作腔贯通的腔体，上方也形成一腔体，同时安装座底端设安装台阶。还有些方案中，为便于加工和组装，第二压板由两个对称体组装而成，如图6下图所示，两个对称体(321、322)沿中心线323对称组装成所述第二压板。

需要解释说明的是，为实现本发明的阀体的功能，所述名称中包含“先导孔”的部件或部位的横截面尺寸/口径原则小于名称中包含“贯通口或泄压口”的部位或部位的横截面尺寸/口径，其中第一贯通口和第二贯通口为阀门的打开时，介质进口和介质出口的主要通道，其两个的横截面的形状和尺寸可根据具体的阀门工作参数确定，例如图3所示，第一贯通口13横截面为圆弧形，第二贯通口14横截面为圆形且与第一工作腔共轴，两个的横截面积大小满足阀门打开时介质流通的要求。

还需要解释说明是，本发明的阀体内的相关连接部位需采用密封结构组装连接或设置相应的密封结构，所述密封结构均采用现有的技术实现或改进优化后的密封结构，包括O型密封圈及密封带等，例如，在活塞31下部设有T型硫化密封环带314，工作中对第二贯通口进行密封，从而将将介质进口和介质出口隔开实现阀门关闭。还例如，为实现对泄压口的密封，泄压口处设有密封座313，阀芯端部设密封块3621。所述密封圈、密封环带或密封块的材质可选用合适的密封材料，例如但不限于橡胶、硫化橡胶等密封材料。为避免阀体阀芯端部密封块的磨损，影响密封效果，进一步的阀体结构中，参考图7所示，所述阀芯的工作段3627和工作台阶3624段内部位中空结构，且在该中空结构中设有密封块3621，密封块上设有紧顶块3622，同时在中空结构的侧壁具体可在侧壁上方部位开侧孔3626，这样阀体工作时，介质可通过侧孔进入中空结构内，靠介质压力下压紧顶块3622和密封块3621，起倒动态有效密封的作用。进一步优选的方案中，所述紧顶块3622与中空结构内顶部设有紧顶弹簧3623，进一步确保密封效果。

进一步的方案或产品中，上述阀体上安装有可控制阀芯上下运动的控制组件，该控制组件密封安装在第一工作腔的敞口处，同时控制组件与阀芯固定连接，具体连接方式可选用螺栓连接等机械连接方式。具体方案中可根据控制要求或实际情况选用自动化控制组件如电磁控制组件(电磁控件)或手动机械式控制组件，也可将两种方式结合。

适用于本发明的电磁控件可选用现有的相应电磁控件，也可基于本发明的构思选用结构或工作原理做相应优化后的电磁控件。参考图2所示，一种具体电磁控件3结构包括置于阀座1上的导套组件33，导套组件包括导套和底座，导套通过底座安装于阀座1上，同时导套外设有电磁线圈34，导套内沿轴向活动式安装有导套内的分步直动式动铁芯36，且铁芯与导套内壁之间留有间隙，所述铁芯上方设有上挡铁，且上档铁与铁芯之间设有复位弹簧37，所述电磁线圈34外设有接插件35，所述铁芯36底端通过紧固螺母363与伸出阀芯安装孔的阀芯连接。还可选的方案是，为配合该结构的电磁控件工作，阀芯与阀芯安装孔之间留有间隙为第三先导孔，第一工作腔内的介质可通过该第三先导孔进入铁芯与导套内壁的间隙，为阀芯施加介质压力。

参考图2所示，安装有上述电磁空间的阀门，在阀门关闭状态下，阀芯在复位弹簧37弹力或/和介质压力作用下压在活塞的泄压口上形成密封；

需要打开阀门时，电磁线圈通12v直流电压后，借助电磁吸力铁芯(衔铁部件)将阀芯向上运动，至阀芯上的工作台阶与活塞内的第一压板接触，，此即第一个行程，即先导行程部分，此过程打开活塞上的泄压口，活塞上腔压力降低，活塞上下面之间形成压差；接着衔铁部件在电磁吸力和压差的共同作用下，通过与之连接的阀芯部件带动活塞运动，使主阀部分打开，此即第二个行程，即主阀部分开启行程部分，在此过程中介质力起主要作用，参考图8所示；之后随着第二个行程衔铁不断上移，活塞上下腔压差降低，介质力变小，同时电磁吸力在衔铁靠近上档铁的过程中增大，活塞继续向上运动直至阀体全开，此即第三个行程，即阀体全部打开，如图9所示，在此过程中电磁吸力起主要作用。

Claims (14)

1.一种阀体，其特征在于，该阀体包括：

阀座，该阀座内设第一工作腔、第一贯通口和第二贯通口，所述第一工作腔沿轴向的一端敞口，阀座上设介质入口和介质出口；所述介质入口通过第一贯通口与第一工作腔贯通，所述第一工作腔通过第二贯通口与介质出口贯通；

活塞，该活塞为沿轴向一端敞口的缸体结构，且活塞的轴向尺寸小于第一工作腔的轴向尺寸，所述活塞的缸体内设第一压板，该第一压板上开设阀芯工作孔和第二先导孔，活塞上相对敞口端的端部设第一先导孔和泄压口；

阀芯，该阀芯上沿轴向依次设与阀芯工作孔孔径匹配的工作段和外径大于所述阀芯工作孔孔径的工作台阶；

第二压板，该第二压板上设阀芯安装孔；

其中：

所述第二压板安装于所述阀座第一工作腔的敞口端；

所述活塞沿所述轴向活动式安装于所述第一工作腔中，所述活塞将第一工作腔分隔为活塞上腔和活塞下腔，所述第一压板位于活塞上腔，所述活塞上腔和活塞下腔通过第一先导孔和泄压口贯通，所述介质入口通过第一贯通口与活塞下腔贯通，所述介质出口通过第二贯通口与活塞下腔贯通；

所述阀芯沿所述轴向活动式安装于所述阀芯安装孔和阀芯工作孔中，且阀芯的工作段位于阀芯工作孔中；

所述活塞与阀芯沿所述轴向运动至一极限位时，活塞将所述第二贯通口密封，阀芯的端部密封所述泄压口，且工作台阶离开所述第一压板并存有间隙。

2.如权利要求1所述的阀体，其特征在于，所述阀芯与阀芯安装孔之间存有间隙为第三先导孔。

3.如权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，还包括第一弹簧，所述第一弹簧安装于第一压板与第二压板之间。

4.如权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，所述介质进口和介质出口沿与所述轴向垂直的方向开设。

5.如权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，所述第二贯通口横截面为圆形，且圆心位于所述第一工作腔的中轴线上；所述第一贯通口横截面呈圆弧形，且第一贯通口位于第二贯通口旁侧。

6.如权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，所述第一先导孔设置在靠近活塞底部的侧壁上，所述活塞的第一先导孔上方结构外径与第一工作腔内径匹配，下方结构外径小于第一工作腔内径。

7.如权利要求6所述的阀体，其特征在于，所述第一先导孔相对于所述轴向倾斜设置。

8.如权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，所述阀芯的工作段与工作台段内为中空结构，且中空结构的端部敞口，所述中空结构内沿轴向设密封块和紧压块，且密封块位于敞口处，所述中空结构侧壁开设与第一工作腔贯通的侧孔。

9.如权利要求8所述的阀体，其特征在于，还包括压紧弹簧，所述压紧弹簧安装于中空结构顶部与所述压紧压块之间。

10.如权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，所述第二压板周边设有安装座，该安装座的一端或两端均沿所述轴向凸出于第二压板垂直与所述轴向的表面，所述安装座安装于所述阀体上。

11.如权利要求10所述的阀体，其特征在于，所述第二压板由两个对称体组装而成。

12.一种分步直动式电磁阀，其特征在于，包括权利要求1所述的阀体和电磁控件；所述电磁控件安装在所述阀座上，且与所述第一工作腔的敞口端密封连接，同时所述电磁组件与所述阀芯连接，控制阀芯沿所述轴向运动。

13.一种分布直动式电磁阀，其特征在于，包括权利要求2所述的阀体和电磁控件；

所述电磁控件包括导套、导套外的电磁组件及导套内的铁芯和上挡铁，所述铁芯沿轴向活动式安装于导套内，且铁芯与导套内壁之间留有空隙，所述上挡铁设于导套的轴向端部；

所述导套与所述阀座密封连接且导套与第二压板间设有与第三先导孔贯通的空腔，所述铁芯与所述阀芯固定连接，所述空隙与所述空腔贯通。

14.如权利要求13所述的分布直动式电磁阀，其特征在于，所述上档铁与铁芯之间设有第二弹簧，且第二弹簧的压缩方向沿轴向。

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