CN113833897B - 一种气路系统控制用开关电磁阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于轨道车辆气路系统通断控制用开关电磁阀，包括静铁芯、线圈驱动的动铁芯、阀体和阀芯，动铁芯和阀芯之间设置推杆，用于动铁芯的运动传递给阀芯；线圈通电后，在动铁芯、静铁芯及导磁部件内形成磁路，驱动动铁芯并带动阀芯运动，实现对气路的通断控制。动铁芯表面设有自润滑材料、阀芯采用自润滑材料或自润滑涂层，摩擦力小，能够明显提升电磁阀在长期通电使用或润滑效果降低情况的动作可靠性。阀芯采用平衡式结构，气压对阀芯无作用力，避免动作电压受气压大小的影响。动铁芯和静铁芯之间电磁气隙可调节，降低电磁阀的设计加工难度。该结构电磁阀结构简单、响应灵敏、长期使用动作可靠性高，适用于轨道车辆气路系统的通断控制。
Description
技术领域
本发明涉及气路系统控制技术领域，更具体的说是一种用于气路系统通断控制用开关电磁阀。
背景技术
气路系统目前在工业较多领域均存在广泛的应用，对于气路系统的控制方式经过多年的发展已较为成熟。目前气路系统的控制主要分析气路压力调节控制、气路系统通断控制。其中压力调节控制主要依靠气动比例阀或者采用高速电磁阀高频调节控制，气路通断主要依靠开关型电磁阀，通过对电信号的控制，实现电磁阀驱动部件的动作，从而控制气路的通断。
对于开关电磁阀研究较多，国内外不同品牌的开关电磁阀均有广泛的应用。但对于环境苛刻、可靠性要求高的场合，特别对于轨道车辆制动系统要求高的应用场合，存在电磁阀长期通电应用、电压波动范围大的严苛工况，对电磁阀的要求更高。目前的电磁阀仍旧存在可靠性低、不同应用场合需要不同型号电磁阀、电磁阀动作电压易受气压影响、长期使用电磁阀由于密封摩擦阻力问题导致卡滞等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明专利的目的是提供一种动作电压不受低压大小影响、运动部件阻力小、动作电压可调节，同时具有较高可靠性的开关电磁阀。其采用自润滑的运动部件、平衡式的阀芯结构，有效提高动作的可靠性；同时动铁芯、静铁芯之间电磁气隙可调节，降低电磁阀产品的设计加工难度。
为实现上述的发明目的，本发明采用如下的技术方案：气路系统控制用开关电磁阀，包括阀体、置于阀体内的阀座和可滑动的阀芯、与阀体固定的静铁芯和与该静铁芯配合的动铁芯以及驱动该动铁芯滑动的电磁阀线圈，其特征在于：所述阀体设置有第一气口、第二气口和第三气口，所述静铁芯具有下阀口，阀座具有上阀口，所述阀芯具有分别与所述下阀口和上阀口配合的上密封面和下密封面，静铁芯下部设置有连通第一气口和第二气口的第一气路，阀座设置有连通第二气口和第三气口的第二气路；当电磁阀线圈不得电时，阀芯位于第一工位，阀芯的上密封面抵住静铁芯的下阀口以封闭第一气路，使得第一气口与第二气口之间断开，此时第二气路为通路，第二气口与第三气口导通；当电磁阀线圈得电时，阀芯位于第二工位，阀芯的上下密封面抵住阀座的上阀口以封闭第二气路，使得第二气口与第三气口之间断开，此时第一气路为通路，第一气口与第二气口导通。
所述阀体内设置阀芯弹簧与阀芯配合，在电磁阀断电时推动阀芯复位。
所述电磁控制部分通过导磁外壳与所述阀体固定。导磁外壳内设置安装空间，用于线圈、动铁芯、静铁芯、推杆、铁芯回位弹簧等部件的安装。
所述线圈，接受电信号，控制动静铁芯的运动。线圈设置内孔，提供静铁芯和动铁芯的运动空间。
作为本发明的改进，动铁芯与阀芯之间设置阀芯推杆，动铁芯运动带动推杆运动并推动阀芯运动，实现对阀体气路通道的控制。
作为本发明的进一步改进，所述静铁芯包含密封阀口，并安装置于阀体内孔腔，与阀芯配合实现密封。同时通过设置导磁板与阀体固定连接，将静铁芯与阀体实现固定。
作为本发明的进一步改进，导磁外壳上设置阀盖，用于动铁芯运动的限位。同时在阀盖和动铁芯之间可以设置第一填隙片，动铁芯和静铁芯之间的间隙，从而实现调节启动电压和释放电压的功能。
作为本发明的进一步改进，所述动铁芯与推杆之间可以增加或减小第二填隙片，可以调节阀芯的行程。
作为本发明的进一步改进，运动部件动铁芯、阀芯采用自润滑涂层或自润滑材料，减小运动摩擦阻力，增加动作的可靠性。
作为本发明的进一步改进，通过排气通道设置密封部件，可以实现进气通道和排气通道同时进气，并通过通断电实现输出通道压力选择的功能。
本发明的有益效果是：
通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种气路通断控制的开关电磁阀，该电磁阀具有平衡式阀芯结构，动作电压的大小不受输入气压的影响，同时可以通过采用填隙片的方式调节电磁阀的启动和释放电压。同时该电磁阀还具有压力选择功能，可以从其中两个口同时输入气压，通过电磁阀的通电和断电实现所需气压的输出。同时该电磁阀采用了自润滑涂层或自润滑材料，可以显著提升电磁阀在长时间通电、润滑效果降低工况下的工作可靠性。
附图说明
图1是本发明用于气路系统通断控制用的开关电磁阀的结构示意图。
图中标号示意如下：
1-动铁芯，2-导磁外壳，3-电磁阀线圈、4-阀芯推杆，5-阀体，6-阀芯，7-阀芯弹簧，8-端盖，9-推杆弹簧，10-静铁芯，11-导磁板，12-阀座，P-进气口，A-出气口，R-排气口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明一种用于气路系统中气路通断控制用的开关电磁阀，可以根据输入 的电气指令，实现阀芯的动作，从而控制气路的通断。该电磁阀结构简单、动作灵敏、适用性强，摩擦阻力小，可靠性高，能够满足气路系统中不同的应用工况。
如图1所示，本发明实施例用于气路系统中气路通断控制用的开关电磁阀，包括导磁外壳2、电磁阀线圈3、静铁芯10、动铁芯1、阀芯推杆4、阀体5、阀座12、阀芯6、阀芯弹簧7、推杆弹簧9及端盖8、导磁板11及密封Ｏ形圈组成。
阀体5设置有三个气路接口R、A、P，分别为排气口、出气口和进气口，用于与气路系统的其他部件进行连接，实现气路的控制。阀体5内部还设置有阀座11、静铁芯10等部件的安装结构。
导磁外壳2与阀体5通过紧固螺栓进行连接，为主要磁路结构，可减少漏磁，同时为线圈3及内部零部件提供保护，提高电磁阀的防护和环境适应性能。
电磁阀线圈3为电磁阀的动力来源，通过线圈引线接受控制信号，产生电磁力，实现电磁阀的动作。线圈3为封装结构，内部无导磁部件，可独立拆卸和更换。
静铁芯10插入阀体5内部，并通过导磁板11与阀体5进行紧固定连接。具体来说，导磁板11卡主静铁芯10的肩部使得静铁芯10与阀体5固定。静铁芯10设置有用于推动阀芯6的阀芯推杆4。
动铁芯1与静铁芯5之间通过结构设计保证安装后存在气隙，该气隙提供动铁芯1的运动行程空间，同时很大程度上决定了电磁力大小。阀芯推杆4与动铁芯1接触，动铁芯1运动的时候推动阀芯推杆4一起运动。
阀芯6位于阀体5内部，为双面密封结构。静铁芯5下部设置有连通排气气口R和出气口A的第一气路，阀座12设置有连通出气口A和进气口P的第二气路；可通过电磁阀的通电和断电切换密封面的位置，实现三个口的不同导通状态。密封面可采用硫化橡胶或O形圈密封形式。动铁芯1具有容阀芯推杆4穿过的中心通孔，该中心通孔与阀芯推杆4之间形成的间隙构成第一气路的一部分。
在电磁阀断电状态下，阀芯6位于第一工位，阀芯6上端面橡胶与静铁芯5内的下阀口接触以封闭第一气路，实现密封功能，此时排气气口R与出气口A之间断开，出气口A与进气口P导通。
在电磁阀得电状态下，阀芯6位于第二工位，动铁芯1在电磁力作用下带动阀芯推杆4向下运动，阀芯6下部密封面与阀座12的上阀口接触，封闭第二气路实现密封，此时P口与A口截止，A口与R口导通。
如图1所示，静铁芯10上部设置有抵住阀芯推杆4肩部的推杆弹簧９，用于在电磁阀断电时推动动铁芯1复位。阀体5内设置有抵住阀芯6底部的阀芯弹簧7，用于在电磁阀断电时推动阀芯6复位。
为适应电磁阀长时间通电导致内部润滑效果变差，动铁芯表面涂覆具备自润滑效果的涂层，阀芯6骨架采用自润滑材质的复合材料。
为消除在不同气压状态下电磁阀动作电压不同的现象，该电磁阀阀芯6结构设计为平衡式结构，在使用过程中，气压对阀芯的作用面积为0，气压不参与电磁阀阀芯内部的平衡。
该电磁阀还具备气路选择输出的功能。可以从P口和R口同时进气，失电状态时，P口的气压输出值A口；电磁阀得电时，R口的气压输出值A口。
该电磁阀还可以通过增加填隙片的方式调节启动电压和释放电压的大小。其原理是在动铁芯1与端盖8调节电磁气隙的大小，从而起到调节电磁力的目的，达到控制启动电压大小的功能。动铁芯1与阀芯推杆4之间设置第二填隙片，用于调节阀芯6的行程。
通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种气路通断控制的开关电磁阀，该电磁阀具有平衡式阀芯结构，动作电压的大小不受输入气压的影响，同时可以通过采用填隙片的方式调节电磁阀的启动和释放电压。同时该电磁阀还具有压力选择功能，可以从其中两个口同时输入气压，通过电磁阀的通电和断电实现所需气压的输出。同时该电磁阀采用了自润滑涂层或自润滑材料，可以显著提升电磁阀在长时间通电、润滑效果降低工况下的工作可靠性。
以上所述的实例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域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。
Claims (9)
1.一种气路系统控制用开关电磁阀，包括阀体（5）、置于阀体（5）内的阀座（12）和可滑动的阀芯（6）、与阀体固定的静铁芯（10）和与该静铁芯（10）配合的动铁芯（1）以及驱动该动铁芯（1）滑动的电磁阀线圈（3），其特征在于：所述阀体（5）设置有第一气口（R）、第二气口（A）和第三气口（P），所述静铁芯（10）具有下阀口，阀座（12）具有上阀口，所述阀芯（6）具有分别与所述下阀口和上阀口配合的上密封面和下密封面，静铁芯（10）下部设置有连通第一气口（R）和第二气口（A）的第一气路，阀座（12）设置有连通第二气口（A）和第三气口（P）的第二气路；当电磁阀线圈（3）不得电时，阀芯（6）位于第一工位，阀芯（6）的上密封面抵住静铁芯（10）的下阀口以封闭第一气路，使得第一气口（R）与第二气口（A）之间断开，此时第二气路为通路，第二气口（A）与第三气口（P）导通；当电磁阀线圈（3）得电时，阀芯（6）位于第二工位，阀芯（6）的下密封面抵住阀座（12）的上阀口以封闭第二气路，使得第二气口（A）与第三气口（P）之间断开，此时第一气路为通路，第一气口（R）与第二气口（A）导通；静铁芯（10）设置有用于推动阀芯（6）的阀芯推杆（4），所述动铁芯（1）具有容阀芯推杆（4）穿过的中心通孔，该中心通孔与阀芯推杆（4）之间形成的间隙构成第一气路的一部分。
2.根据权利要求1所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：静铁芯（10）上部设置有抵住阀芯推杆（4）肩部的推杆弹簧（９），用于在电磁阀断电时推动动铁芯（1）复位。
3.根据权利要求1所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：所述阀体（5）内设置有抵住阀芯（6）底部的阀芯弹簧（7），用于在电磁阀断电时推动阀芯（6）复位。
4.根据权利要求1所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：还具有与阀体（５）的导磁外壳（2），所述电磁阀线圈（3）、动铁芯（1）和静铁芯（10）设置于该导磁外壳（2）内。
5.根据权利要求4所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：所述导磁外壳（2）与阀体（5）之间夹设有导磁板（11），导磁板（11）卡主静铁芯（10）的肩部使得静铁芯（10）与阀体（5）固定。
6.根据权利要求4所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：所述导磁外壳（2）上设置阀盖（8），用于对动铁芯（1）运动进行限位。
7.根据权利要求6所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：阀盖（8）和动铁芯（1）之间设置第一填隙片，用于调节动铁芯（1）和静铁芯（10）之间的间隙，从而实现调节启动电压和释放电压的功能。
8.根据权利要求1所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：动铁芯（1）与阀芯推杆（4）之间设置第二填隙片，用于调节阀芯（6）的行程。
9.根据权利要求1所述的气路系统控制用开关电磁阀，其特征在于：所述第一气口（R）为排气口，第二气口（A）为出气口，第三气口（P）为进气口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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