CN116518096B - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁阀，电磁阀包括阀体、设置在所述阀体内部的阀芯、与所述阀芯连接用以驱动所述阀芯运动的电磁头，所述阀芯包括阀芯本体、设置在所述阀芯本体一端并与所述阀芯本体卡合的球头，所述阀体上设有径向的介质进口和轴向的介质出口、以及位于介质进口和介质出口之间的第一倾斜密封面；阀芯本体端部设有与第一倾斜密封面相匹配的第二倾斜密封面；球头包括水平连接段和球面结构，所述球面结构的表面向内凹陷形成多个坑。本发明的电磁阀，通过在球头上设置多个坑，从而可以减缓流体流动分离时间，能够降低流阻，提高总体效率，同时有益于降低由于不稳定流动导致的振动和噪音问题，提高了工作效率，有利于节能减排。

Description

电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀。

背景技术

目前在变速箱，发动机以及氢能系统中，由于其内部流体压力高，流动速度快，在阀内部流动过程中会造成很大的流动损失，尤其是在流动方向以及流通面积发生变化的位置尤其明显，大的流动损失一方面会影响阀的性能，另一方面由于高速流动产生的流动分离会形成较大的漩涡，导致阀体的振动和噪音。

有鉴于此，有必要对现有的电磁阀予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁阀，以解决现有电磁阀流体在流动过程中产生能量损失造成产生振动和噪音的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电磁阀包括阀体、设置在所述阀体内部的阀芯、与所述阀芯连接用以驱动所述阀芯运动的电磁头，所述阀芯包括阀芯本体、设置在所述阀芯本体一端并与所述阀芯本体卡合的球头，所述阀体上设有径向的介质进口和轴向的介质出口、以及位于介质进口和介质出口之间的第一倾斜密封面；阀芯本体端部设有与第一倾斜密封面相匹配的第二倾斜密封面；球头包括水平连接段和球面结构，所述球面结构的表面向内凹陷形成多个坑；关阀状态下，第一倾斜密封面与第二倾斜密封面抵接，以阻止介质流通；开阀状态下，第一倾斜密封面、第二倾斜密封面、水平连接段、球面结构共同形成介质流通通道。

作为本发明的进一步改进，所述球头包括插入所述阀芯本体的连接结构，所述水平连接段位于所述连接结构的端部，所述球面结构朝向远离所述阀芯本体的一侧凸伸，所述连接结构包括与所述球面结构连接的主体部、设置在所述主体部远离所述球面结构的卡合部，所述阀芯本体内设有用以与所述卡合部卡持的扣合部。

作为本发明的进一步改进，所述电磁阀还包括密封圈，所述阀芯的阀芯本体沿圆周方向向内凹陷形成收容部，所述密封圈设置在所述收容部内，并与所述阀体抵持。

作为本发明的进一步改进，所述密封圈沿轴向的高度小于所述收容部的高度，以在所述收容部内形成抵持间隙，阀体还包括有让位部，让位部顶部形成第一倾斜密封面，介质进口形成于让位部的径向外侧；关阀状态下，让位部与抵持间隙连通。

作为本发明的进一步改进，所述水平连接段与所述第二倾斜密封面的顶端平齐。

作为本发明的进一步改进，所述电磁头包括与所述阀芯连接的衔铁、环绕所述衔铁的电磁壳体、抵持在所述电磁壳体与所述衔铁之间的弹簧，所述衔铁和所述电磁壳体沿轴向间隔设置以形成腔体，所述弹簧收容在所述腔体内。

作为本发明的进一步改进，所述球面结构中部贯穿设有第一呼吸孔，所述阀芯本体内设有第二呼吸孔，所述第一呼吸孔和所述第二呼吸孔的直径相等，且同轴设置，所述第二呼吸孔与所述腔体连通。

作为本发明的进一步改进，阀芯本体远离所述球头的一端向内凹陷以使得所述阀芯本体、阀体、电磁头围设形成封闭间隙，所述阀芯本体上开设有连通所述第二呼吸孔和所述封闭间隙的连接孔。

作为本发明的进一步改进，多个所述坑环绕所述球面结构的轴向呈多层的圆周阵列排布。

作为本发明的进一步改进，所述坑分成四层，每一层的坑的球心与所述球面结构的球心连线位于同一圆锥体上，相邻两层的坑的球心与所述球面结构的球心构成的圆锥体的母线与所述球面结构的轴线形成的夹角差值为8-12度。

作为本发明的进一步改进，所述坑的直径为0.4-0.6mm，多个所述坑的球心所在球的直径比所述球面结构所在球的直径大4%-6%。

相邻两层的坑的球心与所述球面结构的球心构成的圆锥体的母线与所述球面结构的轴线形成的夹角差值为10度，所述坑的直径为0.5mm，多个所述坑的球心所在球的直径比所述球面结构所在球的直径大5%。

作为本发明的进一步改进，所述球头采用注塑工艺一体成型。

作为本发明的进一步改进，所述连接结构还包括连接在所述主体部与卡合部之间的连接部，所述连接部的厚度小于所述主体部的厚度。

本发明的有益效果是：本发明的电磁阀，通过在球头上设置多层坑，并设计优选坑的布置位置及大小参数，从而可以减缓流体流动分离时间，能够降低流阻，提高总体效率，同时有益于降低由于不稳定流动导致的振动和噪音问题，提高了工作效率，有利于节能减排。

附图说明

图1是本发明的电磁阀处于开阀状态的结构示意图；

图2是本发明的电磁阀处于关阀状态的结构示意图；

图3是本发明的电磁阀的阀芯的结构示意图；

图4是本发明的电磁阀的阀芯的分解结构示意图；

图5是本发明的电磁阀的阀芯的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图5所示，本发明的电磁阀100包括阀体1、设置在所述阀体1内的阀芯2、与所述阀芯2连接用以驱动所述阀芯2运动的电磁头3、环绕所述阀芯2设置的密封圈4、设置在所述阀体1上的介质进口5和介质出口6。

所述阀体1和所述阀芯2通过倾斜密封面沿轴向抵持。所述电磁头3与所述阀芯2连接，以驱动所述阀芯2相对所述阀体1移动，进而控制所述电磁阀100的开闭。

所述阀体1内设有第一倾斜密封面11。所述阀体1包括自内侧表面向外凹陷形成让位部12。让位部12顶部形成第一倾斜密封面11，所述第一倾斜密封面11位于介质进口5和介质出口6之间。介质进口5形成于让位部12的径向外侧。

所述阀芯2包括阀芯本体21、设置在所述阀芯本体21一端并与所述阀芯本体21卡合的球头22。

所述阀芯本体21的端面设有与第一倾斜密封面11相匹配的第二倾斜密封面214，所述第一倾斜密封面11和所述第二倾斜密封面214抵持实现密封。

所述阀芯2的阀芯本体21沿圆周方向向内凹陷形成收容部211，所述密封圈4设置在所述收容部211内，并与所述阀体1抵持，以实现密封效果。

所述密封圈4沿轴向的高度小于所述收容部211的高度，以在所述收容部211内形成抵持间隙215。关阀状态下，让位部12与抵持间隙215连通。

所述让位部12位于所述第一倾斜密封面11与所述收容部211之间。当所述第一倾斜密封面11和所述第二倾斜密封面214抵持时，有部分流体位于所述让位部12内，并充满抵持间隙215，在流体压力下沿轴向抵压所述密封圈4，使其沿径向膨胀，抵紧所述阀芯2和所述阀体1，实现更好的密封。

所述介质进口5与所述抵持间隙215连通。所述阀芯2采用金属材料制得，具有更高的强度。

如图3至图5所示，所述球头22包括插入所述阀芯本体21的连接结构221、与所述连接结构221连接的球面结构222。所述球头22采用注塑工艺一体成型，如此更好的形成球面结构222，且降低生产成本。

所述连接结构221包括与所述球面结构222连接的主体部2211、与所述主体部2211远离所述球面结构222一端连接的连接部2212、与所述连接部2212远离所述主体部2211一端连接的多个卡合部2213。

所述主体部2211的靠近所述球面结构222的一端自所述球面结构222沿径向向外延伸，形成水平连接段2214，所述水平连接段2214位于所述连接结构221的端部，所述水平连接段2214与所述第二倾斜密封面214的顶端平齐。

关阀状态下，第一倾斜密封面11与第二倾斜密封面214抵接，以阻止介质流通；开阀状态下，第一倾斜密封面11、第二倾斜密封面214、水平连接段2214、球面结构222共同形成介质流通通道。

所述连接部2212的厚度小于所述主体部2211的厚度，所述阀芯本体21内设有用以与所述卡合部2213卡持的扣合部212。

所述连接部2212的厚度较薄，是为了在压装时候，所述卡合部2213能沿径向向内收缩。

多个所述卡合部2213间隔设置，多个卡合部2213沿圆周方向阵列排布，数量为四到八个，本实施例中，所述卡合部2213的数量为六个。

所述球面结构222中部贯穿设有第一呼吸孔2221，所述阀芯本体21内设有第二呼吸孔213，所述第一呼吸孔2221和所述第二呼吸孔213的直径相等，且同轴设置。

阀芯本体21远离所述球头22的一端向内凹陷以使得所述阀芯本体21、阀体1、电磁头3围设形成封闭间隙216。所述阀芯本体21上开设有连通所述第二呼吸孔213和所述封闭间隙216的连接孔217。

所述电磁头3包括与所述阀芯2连接的衔铁31、环绕所述衔铁31的电磁壳体32、抵持在所述电磁壳体32与所述衔铁31之间的弹簧33，所述衔铁31和所述电磁壳体32沿轴向间隔设置以形成腔体34，所述弹簧33收容在所述腔体34内。

当所述电磁阀100处于打开状态时，所述介质进口5与所述介质出口6连通，同时流体通过第一呼吸孔2221进入所述阀芯本体21内，并进一步进入第二呼吸孔213。流体从连接孔217进入封闭间隙216，从第二呼吸孔213进入腔体34。

当所述电磁阀100处于关闭状态时，撤去电磁力，所述封闭间隙216和所述腔体34内充满流体，所述衔铁31和所述阀芯2受到流体压力，所述第一倾斜密封面11和所述第二倾斜密封面214之间被压紧，使得所述电磁阀100依旧处于关闭状态，提高密封效果，降低能耗。

所述球面结构222朝向远离所述阀芯本体21的一侧凸伸，所述球面结构222的表面向内凹陷形成多个坑2222。

多个所述坑2222环绕所述球面结构222的轴向呈多层的圆周阵列排布。

根据与所述球面结构222的轴线距离不同，所述坑2222分成四层，每一层相邻两个所述坑2222之间的距离相等。

每一层的坑2222的球心与所述球面结构222的球心连线位于同一圆锥体上，相邻两层的坑2222的球心与所述球面结构222的球心构成的圆锥体的母线与所述球面结构222的轴线形成的夹角差值为8-12度，优选为10度。所述坑2222的直径为0.4-0.6mm，优选为0.5mm，多个所述坑2222的球心所在球的直径比所述球面结构222所在球的直径大4%-6%，优选为5%。仿真结果证明如此设置效果较好。

在流体流经球面结构222时，流体会在坑2222内形成很小的漩涡，此漩涡的存在会增大球面结构222与流体之间的粘性，从而减缓流体从球面结构222分离的时间，这样球面结构222后方由于流动分离效应而产生的漩涡会减小，进而降低了流动的阻力。如此能够提高电磁阀100的工作运行稳定性，以及工作效率。通过在球头22上设置多层坑2222，并设计优选坑2222的布置位置及大小参数，从而可以减缓流体流动分离时间。

本发明的电磁阀100，通过在球头22上设置多个坑2222，从而可以减缓流体流动分离时间，能够降低流阻，提高总体效率，同时有益于降低由于不稳定流动导致的振动和噪音问题，提高了工作效率，有利于节能减排；通过注塑一体成型制得球头22，可以节约生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种电磁阀，其特征在于：所述电磁阀（100）包括阀体（1）、设置在所述阀体（1）内部的阀芯（2）、与所述阀芯（2）连接用以驱动所述阀芯（2）运动的电磁头（3），所述阀芯（2）包括阀芯本体（21）、设置在所述阀芯本体（21）一端并与所述阀芯本体（21）卡合的球头（22），所述阀体（1）上设有径向的介质进口（5）和轴向的介质出口（6）、以及位于介质进口（5）和介质出口（6）之间的第一倾斜密封面（11）；阀芯本体（21）端部设有与第一倾斜密封面（11）相匹配的第二倾斜密封面（214）；所述球头（22）包括水平连接段（2214）和球面结构（222），所述球面结构（222）的表面向内凹陷形成多个坑（2222）；关阀状态下，第一倾斜密封面（11）与第二倾斜密封面（214）抵接，以阻止介质流通；开阀状态下，第一倾斜密封面（11）、第二倾斜密封面（214）、水平连接段（2214）、球面结构（222）共同形成介质流通通道。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述球头（22）包括插入所述阀芯本体（21）的连接结构（221），所述水平连接段（2214）位于所述连接结构（221）的端部，所述球面结构（222）朝向远离所述阀芯本体（21）的一侧凸伸，所述连接结构（221）包括与所述球面结构（222）连接的主体部（2211）、设置在所述主体部（2211）远离所述球面结构（222）的卡合部（2213），所述阀芯本体（21）内设有用以与所述卡合部（2213）卡持的扣合部（212）。

3.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于：所述电磁阀（100）还包括密封圈（4），所述阀芯（2）的阀芯本体（21）沿圆周方向向内凹陷形成收容部（211），所述密封圈（4）设置在所述收容部（211）内，并与所述阀体（1）抵持。

4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于：所述密封圈（4）沿轴向的高度小于所述收容部（211）的高度，以在所述收容部（211）内形成抵持间隙（215），阀体还包括有让位部（12），让位部（12）顶部形成第一倾斜密封面（11），介质进口（5）形成于让位部（12）的径向外侧；关阀状态下，让位部（12）与抵持间隙（215）连通。

5.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述水平连接段与所述第二倾斜密封面（214）的顶端平齐。

6.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述电磁头（3）包括与所述阀芯（2）连接的衔铁（31）、环绕所述衔铁（31）的电磁壳体（32）、抵持在所述电磁壳体（32）与所述衔铁（31）之间的弹簧（33），所述衔铁（31）和所述电磁壳体（32）沿轴向间隔设置以形成腔体（34），所述弹簧（33）收容在所述腔体（34）内。

7.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于：所述球面结构（222）中部贯穿设有第一呼吸孔（2221），所述阀芯本体（21）内设有第二呼吸孔（213），所述第一呼吸孔（2221）和所述第二呼吸孔（213）的直径相等，且同轴设置，所述第二呼吸孔（213）与所述腔体（34）连通。

8.根据权利要求7所述的电磁阀，其特征在于：阀芯本体（21）远离所述球头（22）的一端向内凹陷以使得所述阀芯本体（21）、阀体（1）、电磁头（3）围设形成封闭间隙（216），所述阀芯本体（21）上开设有连通所述第二呼吸孔（213）和所述封闭间隙（216）的连接孔（217）。

9.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：多个所述坑（2222）环绕所述球面结构（222）的轴向呈多层的圆周阵列排布。

10.根据权利要求9所述的电磁阀，其特征在于：所述坑（2222）分成四层，每一层的坑（2222）的球心与所述球面结构（222）的球心连线位于同一圆锥体上，相邻两层的坑（2222）的球心与所述球面结构（222）的球心构成的圆锥体的母线与所述球面结构（222）的轴线形成的夹角差值为8-12度。

11.根据权利要求10所述的电磁阀，其特征在于：所述坑（2222）的直径为0.4-0.6mm，多个所述坑（2222）的球心所在球的直径比所述球面结构（222）所在球的直径大4%-6%。

12.根据权利要求11所述的电磁阀，其特征在于：相邻两层的坑（2222）的球心与所述球面结构（222）的球心构成的圆锥体的母线与所述球面结构（222）的轴线形成的夹角差值为10度，所述坑（2222）的直径为0.5mm，多个所述坑（2222）的球心所在球的直径比所述球面结构（222）所在球的直径大5%。

13.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述球头（22）采用注塑工艺一体成型。

14.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于：所述连接结构（221）还包括连接在所述主体部（2211）与卡合部（2213）之间的连接部（2212），所述连接部（2212）的厚度小于所述主体部（2211）的厚度。