CN113958755B - 一种电磁排污阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于排污阀技术领域，具体涉及一种电磁排污阀。本发明包括阀壳及阀芯，阀腔内设置下阀座从而将阀腔分隔为连通进料口的进口腔室和连通出料孔的出口腔室，且进口腔室与出口腔室通过位于下阀座上的连通孔连通彼此，阀芯依靠复位弹簧产生下行动作并封堵该连通孔；阀壳顶端设置气孔，气孔通过动力导杆的下压抵紧动作而切换气孔的启闭状态；导杆腔室与出口腔室之间通过第一通道连通彼此，气孔与进口腔室之间通过贯穿阀芯的第二通道连通彼此，且第一通道的流通面积大于第二通道的流通面积。本发明具备密封性能好、主阀门启闭快速灵敏以及结构紧凑的优点，使用起来也极为安全可靠。

Description

一种电磁排污阀

技术领域

本发明属于排污阀技术领域，具体涉及一种电磁排污阀。

背景技术

电磁排污阀是用于气水油混合物泄放的装置，包括气动式和电动式两种。气动式电磁排污阀通过电磁驱动和高压气控制副密封面与副阀座的密封与分离，从而控制电磁排污阀的开启与关闭。当需要关闭主阀门时，电磁驱动机构不通电，高压控制气通过间隙进入副阀腔和电磁排污阀腔，此时连接副密封面的动力导杆下移，副密封面和副阀座紧密接触实现密封，进入到副阀腔的高压控制气无法通过副阀座的通孔排出，主阀芯与主阀座紧密接触实现密封，关闭主阀门，实现排污关闭。当需要开启主阀门时，电磁驱动机构通电，在电磁驱动下，连接副密封面的动力导杆上移，副密封面和副阀座分离，进入到副阀腔的高压控制气通过副阀座的通孔排出，主阀芯与主阀座分离，开启主阀门，实现排污开启。电动式电磁排污阀则完全通过电磁驱动控制副密封面与副阀座的密封与分离，从而控制电磁排污阀的开启与关闭。当需要关闭主阀门时，高压控制气通过主阀芯与阀体间的间隙进入主阀腔，在电磁驱动机构的作用下，副密封面和副阀座紧密接触实现密封，进入到副阀腔的高压控制气无法通过副阀座的通孔排出，主阀腔的高压控制气压力不断升高，使得主阀芯与主阀座紧密接触实现密封，关闭主阀门，实现排污关闭。当需要开启主阀门时，在电磁驱动机构的作用下，副密封面和副阀座分离，进入到副阀腔的高压控制气通过副阀座的通孔排出，此时主阀芯与主阀座分离，开启主阀门，实现排污开启。上述两种电磁排污阀存在的缺点在于：（1）气动式电磁排污阀的电磁驱动机构损坏不通电时，由于高压控制气的作用，主阀门处于关闭状态；电动式电磁排污阀副密封面和副阀座的密封与分离都需要电动控制，电磁驱动机构损坏不通电时，主阀门可能处于关闭状态；主阀门关闭后，高压气体无法排出，压力不断升高，存在安全隐患。（2）当排气压力较低时，现有的电磁排污阀主阀门开启关闭切换时间较长，难以满足变压力工况或低压力工况时主阀门快速开闭的要求。（3）控制排污开启与关闭的高压控制气通过间隙进入阀腔，由于泄放气体中含有不可压缩的水和油的混合物，容易堵塞间隙导致高压控制气无法进入阀腔工作；间隙的尺寸要求严格，加工精度和装配难度高，零件的互换性差。因此，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种电磁排污阀，其具备密封性能好、主阀门启闭快速灵敏以及结构紧凑的优点，使用起来也极为安全可靠。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种电磁排污阀，其特征在于：包括阀壳以及可在阀壳的阀腔内作往复直线动作的阀芯，阀腔内设置下阀座从而将阀腔分隔为连通进料口的进口腔室和连通出料孔的出口腔室，且进口腔室与出口腔室通过位于下阀座上的连通孔连通彼此，阀芯依靠复位弹簧产生下行动作并封堵该连通孔；阀壳顶端贯穿设置有连通阀腔的气孔，气孔通过位于上方的可轴向伸缩的动力导杆的下压抵紧动作而切换气孔的启闭状态；将动力导杆所在腔室命名为导杆腔室，导杆腔室与出口腔室之间通过第一通道连通彼此，气孔与进口腔室之间通过贯穿阀芯的第二通道连通彼此，且第一通道的流通面积大于第二通道的流通面积。

优选的，气孔处径向延伸有分支腔道，分支腔道通过安全阀连通所述第一通道。

优选的，所述阀芯顶端凹设有用于同轴容纳复位弹簧的容纳孔，该容纳孔构成连通气孔的连通腔室；第二通道为径向贯穿孔，从而连通进口腔室与连通腔室。

优选的，阀芯底端布置用于与下阀座间形成抵紧式的密封配合的密封块；阀芯底端同轴的延伸有阀杆，阀杆直径小于连通孔直径；阀杆穿过所述连通孔后，与位于阀壳底端的导向沉孔间形成导向方向为铅垂方向的孔轴导向配合关系。

优选的，阀腔铅垂向的贯穿阀壳底端从而形成工艺孔，工艺孔的孔端处螺纹配合有下阀盖，下阀盖上布置所述导向沉孔和所述出口腔室。

优选的，所述密封块材质为四氯氟乙烯。

优选的，气孔顶端同轴安装有上阀座，以便与动力导杆底端处的填充块间形成抵紧密封配合；上阀座外形呈带有外翻边的套筒状，并依靠外翻边与气孔顶部孔端间形成止口配合关系。

优选的，所述填充块材质为四氯氟乙烯。

优选的，所述动力导杆依靠电磁驱动机构驱动其产生铅垂向的往复直线动作。

本发明的有益效果在于：

1）、通过上述方案，一方面，利用第一通道和第二通道的配合构建出安全的泄压通道，提高了电磁排污阀的安全性。当气孔处于打开状态时，由于第一通道的流通面积大于第二通道的流通面积，所以连通腔室的压力低于进口腔室的压力，此时高压气体的通行顺畅性和有序性能得到有效保证。同时，即使电磁驱动机构失电，由于阀芯下表面面积通常较大，阀芯下表面的压力大于连通腔室的压力与复位弹簧力的和；在作用力差的作用下，阀芯会自然向上运动，打开排污通道，高压气体从出口腔室排出，电磁排污阀同步处于排污开启状态，确保了意外状况下电磁排污阀的工作的高安全性和正常工作目的。另一方面，第二通道也提高了排污阀的耐高压能力与可靠性。采用独立设计的贯穿阀芯的第二通道输送高压气体进入连通腔室，避免了传统的利用阀芯与阀体的组合间隙输送高压气体时气体中杂质阻塞输送间隙导致电磁排污阀失效的问题。在电磁线圈无电且不通高压气体状态下，整个排污通道会在复位弹簧作用下处于关闭状态，避免了气体中杂质留在下阀座处密封配合面上，提高了密封的可靠性。此外，由于动力导杆相对气孔的封闭作用，可使得高压气体对阀芯的驱动能力进一步提升，从而保证了作为主阀门的阀芯与下阀座的相对动作的高灵敏性和快速响应性，一举多得。

综上，本发明具备密封性能好、主阀门启闭快速灵敏以及结构紧凑的优点，使用起来极为安全可靠。

2）、作为上述方案的进一步优选方案，第一通道不仅桥接了导杆腔室和出口腔室，同时也通过安全阀及分支腔道与气孔相连通。这样，当电磁排污阀发生故障导致气孔和连通孔均处于关闭状态时，随着进入气孔的气体压力不断升高，一旦超过设定的安全压力，安全阀打开，超压气体经由分支腔道及安全阀进入第一通道并排出，避免了超压气体对本发明的安全性、可靠性和使用寿命产生不利影响，装置的工作安全能得到进一步增强。

3）、阀杆与下阀座为间隙配合，并且下阀座的密封面更宽，可一定程度上提升整体密封效果。当进口气体压力过高时，阀杆受下阀盖处导向沉孔的深度影响，其约束存在下止点，也即阀杆的下行行程是既定的。这样，下阀座压入密封块的密封面深度不会过深，避免了对该密封面的硬性破坏，保证了其实际使用寿命。

4）、通过上述结构，本发明具备了便于拆装维修的优点，并能有效降低加工与装配的精度要求。具体而言，本发明的所有部件均可以拆装更换，尤其是对位于阀腔内的作为易损部件的填充块和相应的密封圈等，一旦损坏无需分拆整个结构，可以直接拆除下阀盖之后，直接暴露出整个阀腔，随后即可进行相应的更换操作，有效的简化了维修工作量。

5）、四氯氟乙烯材质较软，对高压气体中的杂质不敏感，存在少量杂质时仍能正常工作，可以有效避免因密封面上留有杂质造成的泄漏，因此可以制作成本发明所需的密封块和填充块，以保证其实际使用性能。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图；

图2为阀壳的结构剖视图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为阀芯的结构剖视图；

图5为图1的I部分局部放大图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-进口腔室 b-出口腔室 c-导杆腔室 d-连通腔室

10-阀壳 11-气孔

20-阀芯 21-密封块 22-阀杆

30-下阀座 41-第一通道 42-第二通道 43-分支腔道

51-动力导杆 51a-填充块 52-上导磁铁芯 53-电磁线圈

54-下导磁铁芯 55-压簧

60-安全阀 70-上阀座 80-复位弹簧 90-下阀盖 91-导向沉孔。

实施方式

为便于理解，此处结合图1-5，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的具体结构如图1-5所示，主要由电磁驱动组件、气动阀组件和排污阀组件三大部分组成，其中：

电磁驱动组件为常规的电磁驱动构造，也即如图1所示的，包括动力导杆51以及驱动动力导杆51产生相应的铅垂直线往复动作的动力驱动机构。电磁驱动机构采用上导磁铁芯52与动力导杆51通过螺纹紧固连接，上导磁铁芯52处于上止点时，利用动力导杆51底端处填充块51a与上阀座70之间脱离接触，来确保上阀座70的通孔处于开启状态；上导磁铁芯52处于下止点时，动力导杆51会在电磁线圈53及下导磁铁芯54的共同作用下，克服位于电磁驱动机构内的压簧55的弹簧力并随动下行至下止点，此时，动力导杆51底端处填充块51a与上阀座70之间紧密的抵紧接触，确保上阀座70的通孔处于关闭状态。

对于气动阀组件而言，其利用了如图1及图4所示的阀芯20的容纳孔所形成的连通腔室d：一方面使得第二通道42贯穿阀芯20侧壁，从而连通进口腔室a与连通腔室d；另一方面，连通腔室d通过同轴布置的气孔11及上阀座70连通导杆腔室c，导杆腔室c再与出口腔室b间通过第一通道41连通彼此。这样，连通腔室d的高压气体可以通过上阀座70的通孔和第一通道41排入出口腔室b。对于第一通道41而言，气孔11处还延伸出分支腔道43，并通过如图1及图5所示的安全阀60来实现安全保护效果。此外，上阀座70上端为环状面，与所述动力导杆51上的填充块51a能够构成密封配合，该密封配合可用于开启或关闭连通腔室d和导杆腔室c的连接通道。

排污阀组件同样以阀壳10和位于阀壳10阀腔内的阀芯20为主体。阀壳10下部开设有阶梯孔也即前述的工艺孔，用于安装阀芯20、下阀座30和下阀盖90，并通过下阀盖90封闭该阶梯孔。下阀座30和下阀盖90上开设有相应的孔路，用于形成进口腔室a与出口腔室b的一部分。下阀座30上端为环状面，与所述阀芯20上的密封块21能够构成密封配合，该密封配合可用于开启或关闭进口腔室a和出口腔室b的连接通道，从而实现气体泄放的开启与关闭。构成阀腔的工艺孔内开设有阶梯孔，下阀盖90通过螺纹与阀壳10紧固连接，且下阀盖90与阀壳10之间可使用密封圈等密封手段提高密封效果。

阀芯20通过螺钉与阀杆22紧固连接。下阀座30上开设有连通孔，并与阀杆22上部配合，以提高排污通道的密封性。下阀盖90上开设有导向沉孔91，以便与阀杆22配合，用于提高阀芯20运动的稳定性，降低加工和装配的难度。由于导向沉孔91的存在，也使得阀杆22与下阀盖90的配合存在下止点，避免了压力过高时，阀芯20的密封块21压入下阀座30过深而造成密封面破坏。

在上述组件下，显然，如图1-3所示的，连接出口腔室b和导杆腔室c的第一通道41实现了出口腔室b和导杆腔室c的始终连通，导杆腔室c中的气体可以直接通过出口腔室b排出。而如图4所示的连接进口腔室a和连通腔室d的第二通道42，则实现了进口腔室a和连通腔室d的始终连通。当上导磁铁芯52处于下止点时，高压气体可以通过第二通道42进入连通腔室d，此时连通腔室d内的压力不断升高，使阀芯20向下运动直至下阀座30与密封块21形成密封，电磁排污阀处于排污关闭状态；当上导磁铁芯52处于上止点时，高压气体通过第二通道42进入连通腔室d，通过阀体的阶梯孔和上阀座70的通孔进入导杆腔室c，再通过第一通道41进入出口腔室b排出，阀芯20在上下表面压力差的作用下向上移动，下阀座30与密封块21分离，电磁排污阀处于排污开启状态，也即实现了本发明的正常有序工作。

在图1及图5中的安全阀60可以通过内部的调节螺栓来增大或减小阀弹簧的预压力，从而调整安全阀60的开启压力。当进口气体压力大于阀弹簧预压力时，安全阀60开启，超压气体从出口处排出，进入第一通道41最后从出口腔室b排出，可起到泄压保护目的。

为便于进一步了解本发明，此处结合附图1-5对本发明的具体工作流程做详细说明：

A、当电磁排污阀不通电且没有高压气体进入进口腔室a时：

在电磁驱动机构内压簧55的作用下，上导磁铁芯52处于上止点位置；阀芯20在复位弹簧80的作用下处于下止点位置；此时，电磁排污阀处于排污关闭状态，避免电磁排污阀不工作时杂质污染密封块21，影响密封效果。

B、当电磁排污阀不通电，有高压气体进入气动阀进口腔室a时：

在电磁驱动机构内弹簧的作用下，上导磁铁芯52处于上止点位置，进口处的高压气体通过第二通道42进入连通腔室d中，然后通过阀壳10的阶梯孔和上阀座70的通孔进入导杆腔室c，最后通过第一通道41排入出口腔室b。由于第一通道41的流通面积大于第二通道42的流通面积，所以连通腔室d的压力低于进口腔室a的压力；又由于阀芯20下表面面积较大，此时，阀芯20下表面的压力大于连通腔室d的压力与复位弹簧80力的和，在作用力差的作用下，阀芯20向上运动，排污通道打开，高压气体从出口腔室b排出，电磁排污阀处于排污开启状态。

C、当电磁排污阀通电，有高压气体进入气动阀进口腔室a时：

电磁驱动机构的电磁线圈53内产生一个磁场，上导磁铁芯52在磁场作用下向下运动到下止点，上阀座70的环状面与动力导杆51上的填充块51a紧密接触构成密封配合，通过第二通道42进入到连通腔室d的高压气体无法排出，连通腔室d的压力逐渐升高，连通腔室d的压力与复位弹簧80力的和大于阀芯20下表面的压力。在作用力差的作用下，阀芯20逐渐向下运动直到下阀座30的环状面与阀芯20的密封块21紧密接触构成密封配合，进口腔室a中的高压气体无法再排出，电磁排污阀处于排污关闭状态。

当高压气体压力不断升高，超过安全阀60设定的安全压力时：

安全阀60开启，超压气体沿分支腔道43经由安全阀60和第一通道41安全泄放到出口腔室b，避免了因气体压力过高导致的诸多风险。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种电磁排污阀，其特征在于：包括阀壳（10）以及可在阀壳（10）的阀腔内作往复直线动作的阀芯（20），阀腔内设置下阀座（30）从而将阀腔分隔为连通进料口的进口腔室（a）和连通出料孔的出口腔室（b），且进口腔室（a）与出口腔室（b）通过位于下阀座（30）上的连通孔连通彼此，阀芯（20）依靠复位弹簧（80）产生下行动作并封堵该连通孔；阀壳（10）顶端贯穿设置有连通阀腔的气孔（11），气孔（11）通过位于上方的可轴向伸缩的动力导杆（51）的下压抵紧动作而切换气孔的启闭状态；将动力导杆（51）所在腔室命名为导杆腔室（c），导杆腔室（c）与出口腔室（b）之间仅通过开设于阀壳（10）内的第一通道（41）连通彼此，气孔（11）与进口腔室（a）之间通过径向贯穿阀芯（20）的第二通道（42）连通彼此，且第一通道（41）的流通面积大于第二通道（42）的流通面积。

2.根据权利要求1所述的一种电磁排污阀，其特征在于：气孔（11）处径向延伸有分支腔道（43），分支腔道（43）通过安全阀（60）连通所述第一通道（41）。

3.根据权利要求2所述的一种电磁排污阀，其特征在于：气孔（11）顶端同轴安装有上阀座（70），以便与动力导杆（51）底端处的填充块（51a）间形成抵紧密封配合；上阀座（70）外形呈带有外翻边的套筒状，并依靠外翻边与气孔（11）顶部孔端间形成止口配合关系。

4.根据权利要求3所述的一种电磁排污阀，其特征在于：所述填充块（51a）材质为四氯氟乙烯。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电磁排污阀，其特征在于：所述阀芯（20）顶端凹设有用于同轴容纳复位弹簧（80）的容纳孔，该容纳孔构成连通气孔（11）的连通腔室（d）；第二通道（42）为径向贯穿孔，从而连通进口腔室（a）与连通腔室（d）。

6.根据权利要求5所述的一种电磁排污阀，其特征在于：阀芯底端布置用于与下阀座（30）间形成抵紧式的密封配合的密封块（21）；阀芯底端同轴的延伸有阀杆（22），阀杆（22）直径小于连通孔直径；阀杆（22）穿过所述连通孔后，与位于阀壳（10）底端的导向沉孔（91）间形成导向方向为铅垂方向的孔轴导向配合关系。

7.根据权利要求6所述的一种电磁排污阀，其特征在于：所述密封块（21）材质为四氯氟乙烯。

8.根据权利要求6所述的一种电磁排污阀，其特征在于：阀腔铅垂向的贯穿阀壳（10）底端从而形成工艺孔，工艺孔的孔端处螺纹配合有下阀盖（90），下阀盖（90）上布置所述导向沉孔（91）和所述出口腔室（b）。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电磁排污阀，其特征在于：所述动力导杆（51）依靠电磁驱动机构驱动其产生铅垂向的往复直线动作。