CN114776838B - 一种节能型电磁阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种节能型电磁阀，其包括阀体及设置于阀体内的电磁组件，所述阀体上开设有空腔、进口及出口；还包括转动设置于空腔内的转轮，所述转轮上沿其径向开设有通孔；所述电磁组件连接有控制臂，用于带动控制臂滑动并调节控制臂的滑动方向，所述控制臂用于推动转轮在设定角度范围内转动，当所述转轮转动至设定角度范围的端点处所述通孔连通进口与出口。本申请具有减少电能的浪费，降低电磁阀功耗，提升节能性的效果。

Description

一种节能型电磁阀

技术领域

本申请涉及电磁阀的领域，尤其是涉及一种节能型电磁阀。

背景技术

电磁阀是用电磁控制流体通断的工业器件，是自动化基础元件，可用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。

电磁阀一般包含阀体、活塞、电磁铁、弹簧及导线等，阀体内具有密闭的内腔，还具有连通内腔的进水孔、出水孔，导线连接电磁铁与电路，电磁铁通电生磁时会带动活塞移动，而电磁铁断电消磁时弹簧会带动活塞复位，以此打开或堵塞进水孔，控制流体的通断。

针对上述中的相关技术，发明人认为当电磁阀需要控制流体保持通或断的某一状态时，电磁铁可能需要长期通电，导致了电能的浪费，存在有功耗大的缺陷。

发明内容

为了减少电能的浪费，降低电磁阀功耗，提升节能性，本申请提供一种节能型电磁阀。

本申请提供的一种节能型电磁阀，采用如下的技术方案：

一种节能型电磁阀，包括阀体及设置于阀体内的电磁组件，所述阀体上开设有空腔、进口及出口；

还包括转动设置于空腔内的转轮，所述转轮上沿其径向开设有通孔；

所述电磁组件连接有控制臂，用于带动控制臂滑动并调节控制臂的滑动方向，所述控制臂用于推动转轮在设定角度范围内转动，当所述转轮转动至设定角度范围的端点处所述通孔连通进口与出口。

通过采用上述技术方案，通过电磁组件带动控制臂进行直线方向的来回移动，以此通过控制臂驱动转轮在设定角度范围内进行转动，使得转轮转动至设定角度范围的端点处通孔连通进口与出口，实现流体的通断；由于转轮的结构区别于常规的活塞滑动，减小了流体对活塞的作用力，减少了电磁铁维持活塞在通断状态时所需力的要求，从而减小了电磁组件持续运行或维持较大磁场强度所需的电能耗费，降低电磁阀功耗，提升节能性。

优选的，还包括设置于转轮偏心处的接触块及位于空腔内的弹力件，所述弹力件的一端与接触块连接，其另一端连接于阀体上位于转轮转动中心远离接触块的一侧，所述控制臂用于与接触块的一侧接触以推动转轮在设定角度范围内转动，当所述转轮转动时弹力件经过转轮的转动中心。

通过采用上述技术方案，当转轮转动至弹力件经过转轮转动中心时，弹力件对转轮的施力方向改变，以此带动转轮趋向另一侧转动，从而可通过弹力件使得转轮锁定在当前角度，以此避免流体动力干扰转轮而导致泄漏。

优选的，所述控制臂包括推杆、第一限位杆及第二限位杆，所述推杆连接于电磁组件且与阀体滑移连接，所述第一限位杆与第二限位杆均固定于推杆且两者分别位于接触块的两侧，当所述转轮转动至弹力件经过转轮转动中心时所述接触块脱离第一限位杆并与第二限位杆接触或接触块脱离第二限位杆并与第一限位杆接触。

通过采用上述技术方案，当转轮转动至弹力件经过转轮转动中心时，弹力件对转轮的施力方向改变，以此带动转轮趋向另一侧转动，使得接触块脱离第一限位杆并与第二限位杆接触，或接触块脱离第二限位杆并与第一限位杆接触，一方面可增加转轮转动角度范围，节省控制臂的移动行程，方便电磁组件进行短距离控制，另一方面可通过弹力件使得转轮锁定在当前角度，以此避免流体动力干扰转轮而导致泄漏。

优选的，所述电磁组件包括感应线圈、方向切换件及永磁体，所述永磁体与控制臂连接，所述方向切换件连接于感应线圈以调整感应线圈的输入电流的电流方向，所述永磁体的任一磁极与感应线圈的一端相对。

通过采用上述技术方案，通过方向切换件可改变感应线圈的输入电流的电流方向，以此可改变感应线圈的磁场分布，当感应线圈与永磁体同极相对时推动控制臂移动，当感应线圈与永磁体异极相对时推动控制臂反向移动，以此带动转轮正向或反向转动，从而进行流体的通断控制。

优选的，所述电磁组件包括第一线圈、第二线圈、控制器及动铁芯，所述第一线圈与第二线圈分别位于转轮的两侧，所述动铁芯有两个且分别连接控制臂的两端，所述控制器连接于第一线圈及第二线圈，用于控制第一线圈或第二线圈通电，当第一线圈通电时带动动铁芯向一侧滑动，当第二线圈通电时带动动铁芯向另一侧滑动。

通过采用上述技术方案，通过第一线圈磁场通电时吸合动铁芯，带动控制臂向一侧移动，而第一线圈断电时，通过第二线圈磁场吸合动铁芯，以此带动转轮正向或反向转动，从而进行流体的通断控制。

优选的，所述进口内沿其开口方向滑移连接有进水延长管，所述出口内沿其开口方向滑移连接有出水延长管，所述转轮上连接有用于控制进水延长管及出水延长管靠近或远离转轮周壁的传动组件，且当所述接触块摆动至设定角度范围的端点时进水延长管及出水延长管抵接于转轮周壁。

通过采用上述技术方案，通过传动组件带动进水延长管及出水延长管，得进水延长管抵紧于通孔开口边沿，使得出水延长管抵紧于通孔另一侧开口边沿，一方面可以减少转轮转动时的摩擦阻力，另一方面可减少从进水延长管、出水延长管与转轮周壁之间缝隙漏出的流体量，从而提升密封性。

优选的，所述传动组件包括与转轮偏心处转动连接的第一拉杆与第二拉杆，所述第一拉杆另一端与进水延长管铰接，所述第二拉杆另一端与出水延长管铰接。

通过采用上述技术方案，转轮转动时拉动第一拉杆与第二拉杆，第一拉杆与第二拉杆分别拉动进水延长管及出水延长管，使得进水延长管抵紧于通孔开口边沿，使得出水延长管抵紧于通孔另一侧开口边沿，一方面可以减少转轮转动时的摩擦阻力，另一方面可减少从进水延长管、出水延长管与转轮周壁之间缝隙漏出的流体量，从而提升密封性。

优选的，所述第一拉杆与第二拉杆分别位于转轮的两侧，当所述转轮朝同一时钟方向转动至一半行程时第一拉杆与第二拉杆均与转轮的半径重合，所述进水延长管、出水延长管的滑动方向与转轮的径向一致。

通过采用上述技术方案，当所述转轮朝同一时钟方向转动至一半行程时第一拉杆与第二拉杆均与转轮的半径重合，以此使转轮的周向作用力相互平衡，以此提升转轮转动时的稳定性；同时，由于此时进水延长管、出水延长管离转轮最远，因而可减小转轮的转动阻力，必提升电磁阀稳定状态时的密封性；进水延长管、出水延长管的滑动方向与转轮的径向一致，以此减少转轮施力的夹角，起到省力的作用，从而减小对电磁组件的磁场力的门槛限制，减小所需的电流，减小耗能。

优选的，所述阀体上位于出口的一侧开设有泄压口，当所述接触块摆动至设定角度范围的一端时通孔连通进口与出口，当所述接触块摆动至设定角度范围的另一端时出口与泄压口连通。

通过采用上述技术方案，部分电磁阀应用场景中，要求电磁阀切断流体后，电磁阀下游的管路流体自动泄压，以此达到预想的动作效果，当接触块摆动至设定角度范围的一端时通孔连通进口与出口，此时流体导通，当接触块摆动至设定角度范围的另一端时出口与泄压口连通，此时进口堵塞，出口与泄压口连通，以此将电磁阀下游的流体从泄压口引出，从而起到泄压作用。

优选的，所述转轮上开设有支流孔，当所述接触块摆动至设定角度范围的一端时通孔连通进口与出口，当所述接触块摆动至设定角度范围的另一端时通孔与泄压口连通且出口与支流孔连通，所述支流孔内设置有单向阀，所述单向阀用于限定流体仅从支流孔流向通孔。

通过采用上述技术方案，在转轮上开支流孔，以此使电磁阀开启时通孔连通进口与出口，而在电磁阀关闭时通孔转移至与泄压口连通，而支流孔与出口连通，此时电磁阀下游的流体会通过支流孔、通孔、泄压口排出，降低下游流体压力，起到泄压作用，而单向阀可避免电磁阀开启时流体从支流孔泄露。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过电磁组件带动控制臂进行直线方向的来回移动，以此通过控制臂驱动转轮在设定角度范围内进行转动，使得转轮转动至设定角度范围的端点处通孔连通进口与出口，实现流体的通断；由于转轮的结构区别于常规的活塞滑动，减小了流体对活塞的作用力，减少了电磁铁维持活塞在通断状态时所需力的要求，从而减小了电磁组件持续运行或维持较大磁场强度所需的电能耗费，降低电磁阀功耗，提升节能性；

2.当转轮转动至弹力件经过转轮转动中心时，弹力件对转轮的施力方向改变，以此带动转轮趋向另一侧转动，从而可通过弹力件使得转轮锁定在当前角度，以此避免流体动力干扰转轮而导致泄漏；

3.通过传动组件带动进水延长管及出水延长管，得进水延长管抵紧于通孔开口边沿，使得出水延长管抵紧于通孔另一侧开口边沿，一方面可以减少转轮转动时的摩擦阻力，另一方面可减少从进水延长管、出水延长管与转轮周壁之间缝隙漏出的流体量，从而提升密封性。

附图说明

图1是本申请实施例1的节能型电磁阀的整体结构示意图。

图2是本申请实施例1的节能型电磁阀的剖面结构示意图，主要展示通孔。

图3是本申请实施例1的节能型电磁阀的剖面结构示意图，主要展示弹力件。

图4是本申请实施例1的节能型电磁阀的剖面结构示意图，主要展示传动组件。

图5是本申请实施例1的节能型电磁阀在泄压状态的状态示意图。

图6是本申请实施例2的节能型电磁阀的剖面结构示意图，主要展示电磁组件。

附图标记说明：1、阀体；11、进口；12、出口；13、泄压口；14、隔离片；15、堵塞块；2、转轮；21、通孔；22、接触块；23、弹力件；24、支流孔；25、单向阀；3、电磁组件；31、感应线圈；32、永磁体；33、第一线圈；34、第二线圈；35、动铁芯；4、控制臂；41、推杆；42、第一限位杆；43、第二限位杆；5、传动组件；51、进水延长管；52、第一拉杆；53、出水延长管；54、第二拉杆。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例1公开一种节能型电磁阀。参照图1、图2，节能型电磁阀包括阀体1、转轮2及设置于阀体1内的电磁组件3，阀体1上开设有空腔，转轮2转动设置于空腔内。阀体1上还开设有进口11及出口12，进口11与出口12分别位于阀体1的两侧，用于与其他管路连通，转轮2上沿其径向开设有通孔21。

参照图2、图3，电磁组件3连接有控制臂4，电磁组件3可带动控制臂4沿直线滑动并调节控制臂4的滑动方向，控制臂4推动转轮2在设定角度范围内转动，当转轮2转动至设定角度范围的端点处通孔21连通进口11与出口12，转轮2位于其他角度时进口11与出口12不连通，以此可控制从进口11流向出口12的流体的通断。

空腔呈扁平圆柱体状，控制臂4的滑动方向与长度方向一致，且均与转轮2的转动轴线方向垂直。转轮2的偏心处一体设置有接触块22，接触块22位于转轮2靠控制臂4的一侧。控制臂4包括推杆41、第一限位杆42及第二限位杆43，推杆41连接于电磁组件3且穿过阀体1中央的隔离片14与隔离片14滑移连接，隔离片14与阀体1通过螺钉固定且用于隔离空腔和电磁组件3，避免空腔内的漏液干扰电磁组件3的正常运行。

第一限位杆42与第二限位杆43均固定于推杆41的同一侧且三者形成“F”形，第一限位杆42与第二限位杆43分别位于接触块22的两侧。空腔内设置有弹力件23，弹力件23采用弹簧，弹力件23的一端与接触块22螺栓固定或铰接，其另一端与阀体1上位于转轮2转动中心远离接触块22的一侧螺栓固定或铰接，即弹力件23位于阀体1上位于转轮2远离控制臂4的一侧。

电磁组件3带动推杆41滑动时，第一限位杆42接触接触块22以推动转轮2转动，使弹力件23经过转轮2的转动中心时，弹力件23带动接触块22脱离第一限位杆42并与第二限位杆43接触，第二限位杆43可避免转轮2过度转动。而当电磁组件3带动推杆41反向滑动时，第二限位杆43接触接触块22以推动转轮2反向转动，使弹力件23再次经过转轮2的转动中心时，弹力件23带动接触块22脱离第二限位杆43并与第一限位杆42接触，第一限位杆42可避免转轮2过度转动。第一限位杆42、第二限位杆43、弹力件23与接触块22配合时，以此可将转轮2的转动角度限定在设定角度范围内，当接触块22滑动至其运动轨迹的一端时，通孔21连通进口11与出口12，从而实现对流体的通断控制。

参照图2、图3，阀体1上位于出口12的一侧开设有泄压口13，泄压口13与外界连通，且转轮2上开设有支流孔24，支流孔24与通孔21的中部连通且两者形成“人”字形，当接触块22摆动至设定角度范围的一端时通孔21连通进口11与出口12，当接触块22摆动至设定角度范围的另一端时通孔21与泄压口13连通且出口12与支流孔24连通，即出口12与泄压口13连通，此时电磁阀下游的流体会通过支流孔24、通孔21、泄压口13排出，降低下游流体压力，起到泄压作用。

参照图2、图4，进口11内沿其开口方向滑移连接有进水延长管51，进水延长管51滑移穿设于进口11内，且进水延长管51边沿与进口11边沿之间通过硅胶材质的波纹管（图中未示出）密封连接。出口12内沿其开口方向滑移连接有出水延长管53，出水延长管53滑移穿设于出口12内，且出水延长管53边沿与出口12边沿之间也通过硅胶材质的波纹管（图中未示出）密封连接，以此减少漏水现象。进水延长管51及出水延长管53的滑动方向均与转轮2的径向一致，且两者相向设置。

转轮2上连接有用于控制进水延长管51及出水延长管53同时靠近或同时远离转轮2周壁的传动组件5，且当接触块22摆动至其运动轨迹的端点时进水延长管51及出水延长管53抵接于转轮2周壁。传动组件5包括与转轮2偏心处转动连接的第一拉杆52与第二拉杆54，第一拉杆52另一端与进水延长管51铰接，第二拉杆54另一端与出水延长管53铰接。

第一拉杆52对应的转轮2偏心处与第二拉杆54对应的转轮2偏心处分别位于转轮2的同一侧圆面，且与弹力件23分别位于转轮2的两侧圆面。转轮2转动时进水延长管51及出水延长管53先远离转轮2，当转轮2朝同一时钟方向转动至一半时，进水延长管51及出水延长管53均到达离转轮2最远的位置，即第一拉杆52与第二拉杆54均与转轮2的半径重合。之后进水延长管51及出水延长管53再靠近转轮2。进水延长管51及出水延长管53沿转轮2的转动中心对称分布，且第一拉杆52与第二拉杆54沿转轮2的转动中心对称分布。

转轮2转动时拉动第一拉杆52与第二拉杆54，第一拉杆52与第二拉杆54分别拉动进水延长管51及出水延长管53，使得进水延长管51抵紧于通孔21开口边沿，使得出水延长管53抵紧于通孔21另一侧开口边沿。一方面进水延长管51、出水延长管53及传动组件5的设置可以减少转轮2转动时的摩擦阻力，另一方面可减少电磁组件3无干扰状态下从进水延长管51、出水延长管53与转轮2周壁之间缝隙漏出的流体量，提升密封性。

参照图3、图5，考虑到空腔内的密封性，因此在阀体1上位于进口11的一侧一体设置有堵塞块15，转轮2转动至进口11与通孔21错开时，通孔21的一端与堵塞块15抵紧，以此避免通孔21内的流体溢出。且转轮2的周壁上包覆有橡胶层，以此提高通孔21与进口11、出口12连通时的密封性。且支流孔24内设置有单向阀25，单向阀25用于限定流体仅从泄压口13流向通孔21，以此避免通孔21连通进口11与出口12时流体从支流孔24溢出而导致空腔内压力过大，避免影响空腔内结构的使用寿命，同时提升密封性。

电磁组件3包括感应线圈31、方向切换件及永磁体32，感应线圈31在通电时会产生磁场，方向切换件采用PLC控制器，方向切换件连接于感应线圈31，可控制输入感应线圈31的电流方向，永磁体32采用磁铁，具有N/S极。阀体1上位于隔离片14远离转轮2的一侧开设有圆形腔，感应线圈31与永磁体32均位于圆形腔内，且永磁体32与阀体1滑移连接。永磁体32与推杆41粘接固定，永磁体32的任一磁极与感应线圈31的一端相对。

本申请实施例1的实施原理为：当感应线圈31与永磁体32同极相对时推动推杆41移动，第一限位杆42接触接触块22以推动转轮2转动，使弹力件23经过转轮2的转动中心时，弹力件23带动接触块22脱离第一限位杆42并与第二限位杆43接触，通过弹力件23与第一限位杆42使转轮2锁定在当前状态，此时感应线圈31可断电节能。此时通孔21连通进口11与出口12，且进水延长管51及出水延长管53抵紧于转轮2周壁，减少流体溢出。

当感应线圈31与永磁体32异极相对时吸引推杆41反向移动，第二限位杆43接触接触块22以推动转轮2反向转动，使弹力件23再次经过转轮2的转动中心时，弹力件23带动接触块22脱离第二限位杆43并与第一限位杆42接触，通过弹力件23与第一限位杆42使转轮2锁定在当前状态，此时感应线圈31可断电节能。此时通孔21连通泄压口13，支流孔24连通出口12，以此将电磁阀下游的流体导出，起到泄压作用。同时进水延长管51及出水延长管53再次抵紧于转轮2周壁，从而继续减少流体溢出。在转轮2转动期间，进水延长管51及出水延长管53脱离转轮2周壁，以此减小转轮2的转动阻力，从而减小电磁组件3的负荷。

实施例2：

一种节能型电磁阀，参照图6，其与实施例1的区别在于：电磁组件3包括第一线圈33、第二线圈34、控制器及动铁芯35，阀体1上位于转轮2的两侧均分布有圆形腔，第一线圈33与第二线圈34分别位于两个圆形腔内。动铁芯35分为两个，分别与推杆41的两端粘接固定，控制器可采用PLC控制器，连接于第一线圈33及第二线圈34，用于控制第一线圈33或第二线圈34通电，第一线圈33与第二线圈34不同时通电。

本申请实施例2的实施原理为：当第一线圈33通电时带动动铁芯35向一侧滑动，当第二线圈34通电时带动动铁芯35向另一侧滑动，以此也可带动推杆41、第一限位杆42、第一限位杆42滑动，带动接触块22移动，从而带动转轮2来回转动，实现通孔21位置的变化，实现流体的通断控制。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能型电磁阀，其特征在于：包括阀体（1）及设置于阀体（1）内的电磁组件（3），所述阀体（1）上开设有空腔、进口（11）及出口（12）；

还包括转动设置于空腔内的转轮（2），所述转轮（2）上沿其径向开设有通孔（21）；

所述电磁组件（3）连接有控制臂（4），用于带动控制臂（4）滑动并调节控制臂（4）的滑动方向，所述控制臂（4）用于推动转轮（2）在设定角度范围内转动，当所述转轮（2）转动至设定角度范围的端点处所述通孔（21）连通进口（11）与出口（12）；

还包括设置于转轮（2）偏心处的接触块（22）及位于空腔内的弹力件（23），所述弹力件（23）的一端与接触块（22）连接，其另一端连接于阀体（1）上位于转轮（2）转动中心远离接触块（22）的一侧，所述控制臂（4）用于与接触块（22）的一侧接触以推动转轮（2）在设定角度范围内转动，当所述转轮（2）转动时弹力件（23）经过转轮（2）的转动中心，所述控制臂（4）包括推杆（41）、第一限位杆（42）及第二限位杆（43），所述推杆（41）连接于电磁组件（3）且与阀体（1）滑移连接，所述第一限位杆（42）与第二限位杆（43）均固定于推杆（41）且两者分别位于接触块（22）的两侧，当所述转轮（2）转动至弹力件（23）经过转轮（2）转动中心时所述接触块（22）脱离第一限位杆（42）并与第二限位杆（43）接触或接触块（22）脱离第二限位杆（43）并与第一限位杆（42）接触。

2.根据权利要求1所述的节能型电磁阀，其特征在于：所述电磁组件（3）包括感应线圈（31）、方向切换件及永磁体（32），所述永磁体（32）与控制臂（4）连接，所述方向切换件连接于感应线圈（31）以调整感应线圈（31）的输入电流的电流方向，所述永磁体（32）的任一磁极与感应线圈（31）的一端相对。

3.根据权利要求1所述的节能型电磁阀，其特征在于：所述电磁组件（3）包括第一线圈（33）、第二线圈（34）、控制器及动铁芯（35），所述第一线圈（33）与第二线圈（34）分别位于转轮（2）的两侧，所述动铁芯（35）有两个且分别连接控制臂（4）的两端，所述控制器连接于第一线圈（33）及第二线圈（34），用于控制第一线圈（33）或第二线圈（34）通电，当第一线圈（33）通电时带动动铁芯（35）向一侧滑动，当第二线圈（34）通电时带动动铁芯（35）向另一侧滑动。

4.根据权利要求1所述的节能型电磁阀，其特征在于：所述进口（11）内沿其开口方向滑移连接有进水延长管（51），所述出口（12）内沿其开口方向滑移连接有出水延长管（53），所述转轮（2）上连接有用于控制进水延长管（51）及出水延长管（53）靠近或远离转轮（2）周壁的传动组件（5），且当所述接触块（22）摆动至设定角度范围的端点时进水延长管（51）及出水延长管（53）抵接于转轮（2）周壁。

5.根据权利要求4所述的节能型电磁阀，其特征在于：所述传动组件（5）包括与转轮（2）偏心处转动连接的第一拉杆（52）与第二拉杆（54），所述第一拉杆（52）另一端与进水延长管（51）铰接，所述第二拉杆（54）另一端与出水延长管（53）铰接。

6.根据权利要求5所述的节能型电磁阀，其特征在于：所述第一拉杆（52）与第二拉杆（54）分别位于转轮（2）的两侧，当所述转轮（2）朝同一时钟方向转动至一半行程时第一拉杆（52）与第二拉杆（54）均与转轮（2）的半径重合，所述进水延长管（51）、出水延长管（53）的滑动方向与转轮（2）的径向一致。

7.根据权利要求1所述的节能型电磁阀，其特征在于：所述阀体（1）上位于出口（12）的一侧开设有泄压口（13），当所述接触块（22）摆动至设定角度范围的一端时通孔（21）连通进口（11）与出口（12），当所述接触块（2）摆动至设定角度范围的另一端时出口（12）与泄压口（13）连通。

8.根据权利要求7所述的节能型电磁阀，其特征在于：所述转轮（2）上开设有支流孔（24），当所述接触块（22）摆动至设定角度范围的一端时通孔（21）连通进口（11）与出口（12），当所述接触块（22）摆动至设定角度范围的另一端时通孔（21）与泄压口（13）连通且出口（12）与支流孔（24）连通，所述支流孔（24）内设置有单向阀（25），所述单向阀（25）用于限定流体仅从支流孔（24）流向通孔（21）。