CN114593240B - 一种电磁锁定式单向注水阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电磁锁定式单向注水阀，包括阀座组件和阀盘组件；所述阀座组件包括电磁吸盘、导向座和阀座，所述阀盘组件包括环形衔铁、阀杆及阀盘；电磁吸盘包括环形铁芯、套置且焊接在环形铁芯外周缘的环形安装板、安装在环形铁芯底面的环形导向座安装座及环状绕组，环形安装板安装在阀座的顶板上，导向座的顶部插入环形导向座安装座内直至伸入环形铁芯内；环形铁芯的上表面中间部位开有一圈环槽，环状绕组内置在环槽内。在不影响单向注水阀原有注疏水功能的同时，在瞬态压力波动时控制通电使注水阀通过电磁力强制锁紧，解决了瞬态压力波动过程中注水单向阀频繁启闭产生的冲击振动问题，能够有效降低瞬态压力波动过程的结构振动噪声。
Description
技术领域
本发明属于电控单向流体控制阀技术领域，具体涉及一种电磁锁定式单向注水阀。
背景技术
注水单向阀安装在两相邻水舱或流道中间间隔处的注疏水孔上，其工作原理如图1、2、3所示，当单向阀内外的1#水舱压力小于2#水舱时阀盘自动打开，而在1#水舱压力大于2#水舱时阀盘自动关闭，当内外水压平衡时阀盘在重力作用下自然关闭。注水单向阀的基本功能是根据其内外流体压力控制流体单向流动，保证1#水舱内流压大于或等于2#水舱。
但是，当1#水舱与2#水舱的瞬态压力差存在强烈变化时，压力差时而为正时而为负，传统单向阀的阀盘会随之时而开启时而下落，与阀座产生多次撞击，对单向阀及舱壁结构造成振动冲击，并产生较大的结构振动噪声和流体噪声。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种电磁锁定式单向注水阀，解决了瞬态压力波动过程中注水单向阀频繁启闭产生的冲击振动问题，能够有效降低瞬态压力波动过程的结构振动噪声。
为实现上述目的，本发明所设计的电磁锁定式单向注水阀，包括阀座组件和阀盘组件；所述阀座组件包括电磁吸盘、导向座和阀座；所述阀盘组件包括环形衔铁、顶部穿过环形衔铁中心孔且通过止动销与环形衔铁连接的阀杆及安装在阀座中部位置处的阀盘，阀杆的底部插入阀盘的中心通孔内且通过螺栓固定；
所述电磁吸盘包括环形铁芯、套置且焊接在环形铁芯外周缘的环形安装板、安装在环形铁芯底面的环形导向座安装座及环状绕组，环形安装板安装在阀座的顶板上，导向座的顶部插入环形导向座安装座内直至伸入环形铁芯内，并与环形导向座安装座固定；环形铁芯的上表面中间部位开有一圈环槽，环状绕组内置在环槽内，环槽内壁上开设有供环状绕组出线的引线通孔。
进一步地，所述环形铁芯的工作面和衔铁的工作面均焊接一层耐腐蚀的不锈钢环形密封板；所述环形铁芯工作面的不锈钢环形密封板折弯后在环形铁芯的外圆周面焊接，对应地，环形铁芯上部外圆周面上开有焊接止口。
进一步地，在所述环槽底面沿圆周方向均匀开设有供固定环连接的螺纹孔，固定环的材料与环形铁芯的材料一致，环状绕组搁置在固定环的顶面上，绕组固定线从固定环和环形铁芯之间穿过绑扎环状绕组与固定环。
进一步地，所述阀盘组件还包括顶部穿过环形衔铁中心孔且与环形衔铁焊接成一体的下缓冲腔，阀杆顶部穿过下缓冲腔中间安装孔且通过止动销连接。
进一步地，所述导向座内部焊接有导向铜套，所述导向座上部设有与下缓冲腔相配合的下缓冲塞；所述导向座底部为锥形内腔的上缓冲腔，阀盘上方设置有与上缓冲腔相配合的上缓冲塞。
进一步地，所述阀盘的上缓冲塞侧面安装有紧固螺钉；所述阀盘的下表面安装有T型橡胶缓冲环并通过压环固定。
进一步地，所述环形导向座安装座与环形铁芯同轴布置且内径相同，所述在环形导向座安装座底部圆周方向均匀开有多个出水槽。
进一步地，所述环形安装板与环形铁芯之间沿圆周方向均匀焊接有多个加强斜筋板；所述环形安装板还安装有水密连接器安装座，且水密连接器安装座上沿环形安装板的径向方向开设有与外界和引线通孔均相连通的贯穿孔；所述水密连接器安装座侧壁上设有安装止口孔和螺纹孔用于水密连接器安装，且安装止口孔与贯穿孔不同心。
进一步地，所述阀杆的销孔为腰形孔，阀杆与下缓冲腔之间衬有调整垫片。
进一步地，所述阀座的底板的上表面开有阀盘运动的止口台阶。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)采用电磁吸盘与单向注水阀集成设计，在不影响单向注水阀原有注疏水功能的同时，在瞬态压力波动时控制通电使注水阀通过电磁力强制锁紧，解决了瞬态压力波动过程中注水单向阀频繁启闭产生的冲击振动问题，能够有效降低瞬态压力波动过程的结构振动噪声；
2)采用环形铁芯开有环槽的结构，电磁材料利用率高，能够发挥此种设计形式在提供较大电磁吸力方面的优势，同时保证了导向座的安装空间，有利于集成化设计；
3)采用固定环和绕组固定线带对环状绕组进行绑扎实现环状绕组与环槽的固定，有利于降低密封板强度要求，减小工作面间的电磁气隙，提高电磁铁工作效率，降低体积重量和能源要求；
4)采用上、下两组缓冲腔结构，分别与缓冲塞配合形成液压缓冲，降低阀盘运动冲击对工作面的损害；
5)连接阀杆和衔铁下缓冲腔的止动销采用腰形销孔设计，使得阀盘下落闭合过程首先接触的承力部件为安装在阀盘底面的T型橡胶缓冲环，进一步降低阀盘运动冲击对工作面的损害。
附图说明
图1为现有技术中单向注水阀结构简图；
图2为图1的注水状态示意图；
图3为图1的注水完毕状态示意图；
图4为本发明电磁锁定式单向注水阀结构示意图；
图5为图4的剖视示意图。
图中标号如下：止动销1、阀杆2、环形衔铁3、不锈钢环形密封板4、固定环5、环形铁芯6、环形安装板7、阀座8、阀盘9、T型橡胶缓冲环10、调整垫片11、下缓冲腔12、导向铜套13、环状绕组14、水密连接器安装座15、环形导向座安装座16、导向座17、压环18、紧固螺钉19、顶板20、加强斜筋板21、环槽22、引线通孔23、焊接止口24、贯穿孔25、出水槽26、安装止口孔27、底板28、止口台阶29、注疏水孔30、下缓冲塞31、上缓冲腔32、上缓冲塞33。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图4、5所示电磁锁定式单向注水阀，包括阀座组件和阀盘组件。阀座组件包括电磁吸盘、导向座17和阀座8；阀盘组件包括环形衔铁3、顶部穿过环形衔铁3中心孔且与环形衔铁焊接成一体的下缓冲腔12、顶部穿过下缓冲腔12中间安装孔且通过止动销1与下缓冲腔12连接的阀杆2及安装在阀座8中部位置处的阀盘9，阀杆2的底部插入阀盘9的中心通孔内，阀杆2与阀盘9螺纹连接，为了防止阀杆2转动，在阀盘9侧面钻孔安装紧固螺钉19；阀盘9的下表面安装有T型橡胶缓冲环10，并通过压环18固定起到缓冲阀盘9与阀座8之间撞击的作用。
本实施例中，阀杆2的销孔为腰形孔，通过调整阀杆2与下缓冲腔12之间的调整垫片11，来调节腰形孔的间隙大小，确保阀杆2与下缓冲腔12之间有一定的活动空间，使得当阀盘组件下落在阀座8上时，首先接触的承力部件为阀盘9上的T型橡胶缓冲环10，减小工作面之间的冲击。
电磁吸盘包括环形铁芯6、套置在环形铁芯6外周缘的环形安装板7、安装在环形铁芯6底面的环形导向座安装座16及环状绕组14，环形导向座安装座16与环形铁芯6同轴布置且内径相同；环形安装板7通过螺栓安装在阀座8的顶板20上，环形安装板7焊接在环形铁芯6外周缘面上，为了提高电磁吸盘的整体强度，环形安装板7与环形铁芯6之间沿圆周方向均匀焊接有多个加强斜筋板21。
环形铁芯6的上表面中间部位开有一圈环槽22，环状绕组14内置在环槽22内，同时，环槽22内壁上开设有供环状绕组14出线的引线通孔23。由于环形铁芯6的工作面(即上表面)与衔铁3的工作面(即下表面)经常发生接触，环形铁芯6的表面防腐涂层存在破损的风险，因此在环形铁芯6的工作面和衔铁3的工作面均焊接一层耐腐蚀的不锈钢环形密封板4；环形铁芯6工作面的不锈钢环形密封板4对环槽22的槽口进行密封，同时由于不锈钢环形密封板4较薄，为了降低焊接难度，将不锈钢环形密封板4折弯后在环形铁芯6的外圆周面(非工作面)进行焊接，对应地，环形铁芯6上部外圆周面上开有焊接止口24，用于不锈钢环形密封板4的焊接。又由于环状绕组14安装在环形铁芯6的环槽22内，通电工作时环状绕组14受到向上的吸力，为了防止该力对不锈钢环形密封板4造成破坏，在环槽22底面沿圆周方向均匀开设有供固定环5连接的螺纹孔，固定环5的材料与环形铁芯6的材料一致，环状绕组14搁置在固定环5的顶面上，绕组固定线从固定环5和环形铁芯6之间穿过绑扎环状绕组14与固定环5，再对环槽22内的环状绕组14进行灌胶封装，防止环状绕组14所受电磁力破坏不锈钢环形密封板4的结构。另外，为了避免海水腐蚀破坏环状绕组14的绝缘，对不锈钢环形密封板4表面进行密封防腐处理。
本实施例中，环状绕组14采用漆包线绕制成的圆环状绕组。环形安装板7还安装有水密连接器安装座15，且水密连接器安装座15上沿环形安装板7的径向方向开设有与外界和引线通孔23均相连通的贯穿孔25。导向座17的顶部插入环形导向座安装座16内直至伸入环形铁芯6内，并与环形导向座安装座16通过螺栓固定；为了缓冲及压力波动过程的泄流，在环形导向座安装座16底部圆周方向均匀开有多个出水槽26。另外，导向座17内部焊接有导向铜套13，为阀杆2的运动作接触导向。水密连接器安装座15侧壁上设有安装止口孔27和螺纹孔用于水密连接器安装，为了降低安装座高度，安装止口孔27与贯穿孔25不同心。
阀座8为整个注水阀提供支撑，同时与T型橡胶缓冲环10贴合实现单向隔绝密封。阀座由两个半圆形工件拼合组成，采用不锈钢材料；阀座8的底板28上开有用于固定整个注水阀的通孔，同时，底板的上表面开有阀盘9运动的止口台阶29。当阀盘9闭合并通电工作时，阀盘9与阀座8接触封堵注疏水孔30，衔铁3与电磁吸盘接触并受到电磁吸力锁紧。
当单向阀启闭时，阀盘与阀座、衔铁与电磁吸盘之间均有可能发生撞击，为了避免撞击带来的结构损伤，阀座组件的导向座17上部有下缓冲塞31，当阀盘组件向下运动时，通过下缓冲塞31和下缓冲腔12的配合实现液压缓冲，使阀盘组件以较为平稳的速度减速制动。相对应地，导向座17底部为锥形内腔的上缓冲腔32，阀盘9上方设置有上缓冲塞33，当阀盘组件向上运动时，通过上缓冲塞33和上缓冲腔32的配合实现液压缓冲，对阀盘组件进行平稳减速制动。
与传统单向注水阀相比，增加了在瞬态压力波动期间通电强制锁定功能。本发明采用电磁吸盘与单向注水阀集成设计，在不影响单向注水阀原有注水功能的同时，在瞬态压力波动时控制单向注水阀通过电磁力强制锁紧，解决了瞬态压力波动过程中单向注水阀频繁启闭产生的冲击振动问题，能够有效降低瞬态压力波动过程的结构振动噪声。
当1#水舱内存在空气时，外部海水压力大于1#水舱内部压力，阀盘组件在压差作用下，克服阀盘组件自身重量向上运动，呈开启状态，海水注入1#水舱；随着海水注满1#水舱，1#水舱内部压力与2#水舱(与大海连通)海水压力相同，阀盘组件在重力作用下又自行下落，进而恢复关闭状态；瞬态压力波动期间，电磁式注水阀呈关闭状态，其电磁吸盘通电工作对衔铁产生电磁吸力，从而对阀盘组件进行锁定，克服1#水舱内负压对阀盘组件的开启作用力，使其始终处于关闭锁紧状态，可完全避免阀体的撞击振动噪声问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电磁锁定式单向注水阀，包括阀座组件和阀盘组件；其特征在于：所述阀座组件包括电磁吸盘、导向座(17)和阀座(8)；所述阀盘组件包括环形衔铁(3)、顶部穿过环形衔铁(3)中心孔且通过止动销(1)与环形衔铁(3)连接的阀杆(2)及安装在阀座(8)中部位置处的阀盘(9)，阀杆(2)的底部插入阀盘(9)的中心通孔内且固定；
所述电磁吸盘包括环形铁芯(6)、套置且焊接在环形铁芯(6)外周缘的环形安装板(7)、安装在环形铁芯(6)底面的环形导向座安装座(16)及环状绕组(14)，环形安装板(7)安装在阀座(8)的顶板(20)上，导向座(17)的顶部插入环形导向座安装座(16)内直至伸入环形铁芯(6)内，并与环形导向座安装座(16)固定；环形铁芯(6)的上表面中间部位开有一圈环槽(22)，环状绕组(14)内置在环槽(22)内，环槽(22)内壁上开设有供环状绕组(14)出线的引线通孔(23)。
2.根据权利要求1所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述环形铁芯(6)的工作面和衔铁(3)的工作面均焊接一层耐腐蚀的不锈钢环形密封板(4)；所述环形铁芯(6)工作面的不锈钢环形密封板(4)折弯后在环形铁芯(6)的外圆周面焊接，对应地，环形铁芯(6)上部外圆周面上开有焊接止口(24)。
3.根据权利要求2所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：在所述环槽(22)底面沿圆周方向均匀开设有供固定环(5)连接的螺纹孔，固定环(5)的材料与环形铁芯(6)的材料一致，环状绕组(14)搁置在固定环(5)的顶面上，绕组固定线从固定环(5)和环形铁芯(6)之间穿过绑扎环状绕组(14)与固定环(5)。
4.根据权利要求1所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述阀盘组件还包括顶部穿过环形衔铁(3)中心孔且与环形衔铁焊接成一体的下缓冲腔(12)，阀杆(2)顶部穿过下缓冲腔(12)中间安装孔且通过止动销(1)连接。
5.根据权利要求4所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述导向座(17)内部焊接有导向铜套(13)，所述导向座(17)上部设有与下缓冲腔(12)相配合的下缓冲塞(31)；所述导向座(17)底部为锥形内腔的上缓冲腔(32)，阀盘(9)上方设置有与上缓冲腔(32)相配合的上缓冲塞(33)。
6.根据权利要求5所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述阀盘(9)的上缓冲塞(33)侧面安装有紧固螺钉(19)；所述阀盘(9)的下表面安装有T型橡胶缓冲环(10)并通过压环(18)固定。
7.根据权利要求1所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述环形导向座安装座(16)与环形铁芯(6)同轴布置且内径相同，在所述环形导向座安装座(16)底部圆周方向均匀开有多个出水槽(26)。
8.根据权利要求1所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述环形安装板(7)与环形铁芯(6)之间沿圆周方向均匀焊接有多个加强斜筋板(21)；所述环形安装板(7)还安装有水密连接器安装座(15)，且水密连接器安装座(15)上沿环形安装板(7)的径向方向开设有与外界和引线通孔(23)均相连通的贯穿孔(25)；所述水密连接器安装座(15)侧壁上设有安装止口孔(27)和螺纹孔用于水密连接器安装，且安装止口孔(27)与贯穿孔(25)不同心。
9.根据权利要求1所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述阀杆(2)的销孔为腰形孔，阀杆(2)与下缓冲腔(12)之间衬有调整垫片(11)。
10.根据权利要求1所述电磁锁定式单向注水阀，其特征在于：所述阀座(8)的底板(28)的上表面开有阀盘(9)运动的止口台阶(29)。
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| CN (1) | CN114593240B (zh) |
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2022
- 2022-03-09 CN CN202210222997.XA patent/CN114593240B/zh active Active
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