CN116838844A - 一种液氢电磁截止阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液氢电磁截止阀，其技术方案包括阀体和控制组件，阀体上设置在阀体内部的线圈装载体、贯穿至阀体内部的阀杆和介质流通的介质通道，其线圈装载体上设置有同轴与阀杆的第一活动通道，控制组件包括静铁芯、活动铁芯、电枢、第一线圈、永磁体、第二线圈，静铁芯的一端嵌于第一活动通道上端口，第一线圈、永磁体、第二线圈由上至下依次设置在线圈装载体上，永磁体由至少两个磁芯的轴线径向磁化的扇区组成，活动铁芯设置在第一活动通道内，活动铁芯下端开口连接内部的容纳空间，电枢上端弹性连接有第一弹簧，第一弹簧与所述电枢设置在容纳空间内，与活动铁芯上下联动，电枢下端依次连接有第一阀杆、第二阀杆、第三阀杆。

Description

一种液氢电磁截止阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种液氢电磁截止阀。

背景技术

液氢电磁阀是一种用于液氢等低温胶体状态流体的控制装置，主要用于接通或切断管路液氢介质的装置，有利于在低温环境下进行工业和科研生产。

通过检索，中国专利CN217653242U公开了液氢电磁截止阀，该专利采用单线圈控制方式仅使用一个线圈来控制电磁阀的开关动作，在单线圈控制中，要实现电磁阀的开关动作需要通过调节电流来改变线圈中的磁场强度，因此单线圈控制方式响应速度会比较慢，并且所需电能输入比较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液氢电磁截止阀，本发明有更低的能耗和更长的寿命，同时可以提高控制系统的精度和可靠性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液氢电磁截止阀，包括阀体，所述阀体包括设置在阀体内部的线圈装载体、贯穿至阀体内部的阀杆和介质流通的介质通道，所述线圈装载体上设置有同轴与阀杆的第一活动通道；控制组件，所述控制组件包括静铁芯、活动铁芯、电枢、第一线圈、永磁体、第二线圈，所述静铁芯的一端嵌于第一活动通道上端口，所述第一线圈、永磁体、第二线圈由上至下依次设置在线圈装载体上，所述永磁体由至少两个磁芯的轴线径向磁化的扇区组成，所述活动铁芯设置在第一活动通道内，所述活动铁芯下端开口连接内部的容纳空间，所述电枢上端弹性连接有第一弹簧，所述第一弹簧与所述电枢设置在容纳空间内，与所述活动铁芯上下联动，所述电枢下端依次连接有第一阀杆、第二阀杆、第三阀杆。

通过采用上述技术方案，通过接通电源两个线圈分别用于控制电磁阀的开或关状态，中间放置永磁体的位置，起到了一个选择器的作用，只有当其中一个线圈的磁力足够强时，永磁体才会被吸引并使得电磁阀位移，从而实现了电磁阀的控制，当控制线圈停止给电或者停止工作时，永磁体仍然能保持本身磁化状态，从而使得控制过程更加快速和精准。

本发明进一步设置为，所述阀体包括电磁上盖、电磁下盖、阀盖和下阀体，所述电磁上盖与电磁下盖螺栓连接，所述阀盖具有向上伸出的长颈部，所述长颈部与电磁下盖螺纹连接，所述阀盖与阀体螺栓连接。

通过采用上述技术方案，阀体采用模块化设计，不同部分之间通过螺栓连接，方便用户进行拆卸和安装，便于维护和维修，并且整个阀体结构紧凑，运行过程中不容易出现松动和故障，大大提高了安全稳定性。

本发明进一步设置为，所述下阀体包括真空绝热外壳和真空层，所述真空绝热外壳上设置有抽真空接头。

通过采用上述技术方案，真空绝热外壳和真空层可以防止热量的交换，从而防止液体在运输过程中受到温度影响而变化，具有更好的绝热性能，抽真空接头可方便客户后期抽真空，使得保持真空隔热效果。

本发明进一步设置为，所述长颈部内设置有阀杆位移轴心的第二活动通道，所述第二活动通道内设置有隔温层、第二阀杆和隔温盒，所述第二阀杆中间填充有泡沫聚乙烯，所述隔温盒内放置有至少一个石墨烯隔温片，所述阀盖与下阀体中间设置有隔温垫。

通过采用上述技术方案，在阀杆位移轴心的第二活动通道内设置隔温层、第二阀杆和隔温盒，可以防止热量沿阀杆传导到阀盖和下阀体，也防止了介质的低温传导到阀盖以上，可以有效地隔绝外界热量，从而降低了阀门传导热量的能力，减少阀门的热胀冷缩和老化现象，增强阀门的耐用性。

本发明进一步设置为，所述第三阀杆下方连接有活塞和与活塞配合的柔性橡胶膜片，所述活塞与第三阀杆联动连接，且上端设置有第二弹簧，所述柔性橡胶膜片固定在阀体上，所述柔性橡胶膜片上设置有减压孔和流通孔，所述介质通道分为入口端、出口端和连通腔，所述减压孔连通入口端，所述流通孔连通出口端与连通腔，所述第二弹簧、活塞和柔性密封膜片设置在连通腔内，所述连通腔与长颈部的第二活动通道通过封口盖隔断，所述封口盖嵌合在下端开口，所述第二弹簧一端紧贴封口盖，并施加竖直向上的弹力。

通过采用上述技术方案，通过柔性橡胶膜片上的减压孔和流通孔实现了减压的效果，能够控制介质的压力在可控范围内保证了阀门的稳定性和安全性，由于活塞和柔性橡胶膜片的协同作用，能够实现对阀门第二活动通道的有效密封，柔性橡胶膜片的材质韧性高，可以弯曲而不会破裂，且遇到温度变化时也不易变形，从而增强了阀门的耐用性。

本发明进一步设置为，所述下阀体和阀盖上分别设有凸起和凹槽，所述凹槽内设有密封圈，所述阀盖和下阀体通过螺栓压紧，使凸起嵌入凹槽与密封圈压紧。

通过采用上述技术方案，凸起和凹槽的嵌合，以及密封圈的压紧，能够实现阀盖和下阀体之间的良好密封，这样可以有效防止介质溢出，保证阀门的密封性能。

本发明进一步设置为，所述第二阀杆外围设置有与此上下滑动配合的轴承，所述轴承固定在阀体内壁上。

通过采用上述技术方案，轴承能够减小第二阀杆与阀体内壁之间的摩擦力，使得此阀杆的上下移动操作变得更加轻便，一定程度上减小了电磁阀的能耗，而且能够减少磨损，延长使用寿命。

本发明进一步设置为，所述线圈装载体由内向外套设有可拆卸的第一外壳、第二外壳和第三外壳，所述第一外壳与第二外壳中间设置有蓄能圈。

通过采用上述技术方案，线圈装载体的设计可以使第一外壳、第二外壳和第三外壳从线圈装载体上拆卸。这样在维修或更换线圈时，可以更加方便地进行操作，提高了维护的便利性。

本发明进一步设置为，所述第一阀杆和第三阀杆一端具有T型头，所述第二阀杆的两端设置有T型槽，所述第一阀杆、第二阀杆和第三阀杆通过所述T型头与T型槽卡接关系进行连接，所述电枢下端设有半圆槽，所述第一阀杆一端设有与半圆槽相互嵌合的半圆。

通过采用上述技术方案，避免阀杆太长会导致其刚性不足，无法承受较大的挤压力或扭矩，容易生变形或损坏，影响阀门的正常工作，分段式可使阀杆好拆卸与维修。

本发明进一步设置为，所述静铁芯上设置有防撞垫，所述活动铁芯上设置有与防撞垫相互配合的缓冲环。

通过采用上述技术方案，防撞垫的设置可以减少在使用过程中对其的碰撞磨损，保持其表面的平整和光滑，从而提高阀门的使用寿命，并且通过在活动铁芯上设置缓冲环，可以在铁芯运动过程中与防撞垫配合起到缓冲的作用，减小因击打或摩擦而带来的震动和噪音，使阀门的工作更加平稳和安静。

本发明的有益效果如下：本发明提供一种可以提高的响应速度和减少能源消耗的电磁阀，双线圈可以提高阀门的响应速度，使用永磁体可以减少对线圈所需的电能输入，从而节约能源消耗，降低了成本，同时还可以使电磁阀更加环保，还可以提高双线圈电磁阀的性能和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为发明整体的结构示意图；

图2为本发明的整体结构剖面示意图；

图3为图2中A部的放大结构示意图；

图4为图2中B部的放大结构示意图；

图5为图2中C部的放大结构示意图；

图6为图2中D部的放大结构示意图；

图7为本发明一种实施例中控制组件爆炸图；

图8为本发明一种实施例中阀杆爆炸图。

图中，1、阀体；10、阀杆；11、第一阀杆；111、半圆；112、T型头；12、第二阀杆；121、泡沫聚乙烯；122、T型槽；13、第三阀杆；2、电磁上盖；21、第三外壳；22、第二外壳；23、第一外壳；24、线圈装载体；241、第一线圈；242、第二线圈；243、永磁体；244、活动铁芯；245、电枢；2451、半圆槽；246、第一弹簧；247、第一活动通道；25、蓄能圈；26、静铁芯；261、防撞垫；262、缓冲环；3、电磁下盖；4、长颈部；41、隔温层；411、轴承；42、第二活动通道；43、隔温盒；431、石墨烯隔温片；5、阀盖；51、隔温垫；52、凹槽；53、密封圈；6、下阀体；60、介质通道；61、连通腔；611、柔性橡胶膜片；6111、减压孔；6112、流通孔；612、活塞；613、第二弹簧；62、入口端；63、出口端；64、真空绝热外壳；641、抽真空接头；65、真空层；66、封口盖；67、凸起。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

一种液氢电磁截止阀，如图1至图8所示，包括阀体1，阀体1包括设置在阀体1内部的线圈装载体24、贯穿至阀体1内部的阀杆10和介质流通的介质通道60，线圈装载体24上设置有同轴与阀杆10的第一活动通道247，此第一活动通道247为圆柱形且上下连通；控制组件，控制组件包括静铁芯26、活动铁芯244、电枢245、第一线圈241、永磁体243、第二线圈242，永磁体243是一种可以产生持久磁场的磁体材料，其磁场的方向和大小与磁体本身的结构有关，静铁芯26的一端可拆卸的嵌于第一活动通道247上端口，静铁芯26的一端直径略小于第一活动通道247，另一端的直径大于第一活动通道247，第一线圈241、永磁体243、第二线圈242由上至下依次设置在线圈装载体24上，永磁体243由至少两个磁芯的轴线径向磁化的扇区组成，永磁体243安装在线圈装载体24的轮毂上，活动铁芯244设置在第一活动通道247内，活动铁芯244内部设置有容纳空间，活动铁芯244下端连通第一活动通道247，电枢245上端设置有肩部与第一弹簧弹性246卡接配合，第一弹簧246与电枢245设置在容纳空间内，并且与活动铁芯244上下联动，电枢245下端依次连接有第一阀杆11、第二阀杆12、第三阀杆13。在具体的操作过程中，上面的线圈和下面的线圈分别用于控制电磁阀的开和关状态，当上面的线圈受到外部电源供电时，它会产生一个磁场，中间放置有四个磁芯的轴线径向磁化的扇形区组成的永磁体243，该磁场与永磁体243中的磁场相互作用，从而使得永磁体243产生一个第一上升磁通量，该磁通量方向逐渐向上增长，从而导致电磁阀的门被打开。当下面的线圈受到外部电源供电时，它也会产生一个磁场，该磁场与永磁体243中的磁场相互作用，从而使得永磁体243产生一个第二下降磁通量，该磁通量方向逐渐向下减小，从而导致电磁阀的门被关闭。扇形永磁体243可以将磁场的方向和大小更加精细的控制，因此所产生的磁场强度更高、稳定性更好，可以更好的满足不同应用条件下的需求，并且拆装更方便，使用永磁体243可以减少对线圈所需的电能输入，从而节约能源消耗，降低了工作成本，同时还可以使电磁阀更加环保，还可以提高双线圈电磁阀的性能和效率。

如图1所示，阀体1包括电磁上盖2、电磁下盖3、阀盖5和下阀体6，电磁下盖3对称设置有手柄，电磁上盖2与电磁下盖3之间设置有密封垫，电磁上盖2与电磁下盖3左右两侧通过螺栓、两个螺母和垫片连接，阀盖5具有向上延伸的长颈部4，长颈部4与电磁下盖3螺纹连接，阀盖5与阀体1通过六个螺栓连接。阀体1采用模块化设计，不同部分之间通过螺栓连接，方便用户进行拆卸和安装，便于维护和维修，并且整个阀体1结构紧凑，运行过程中不容易出现松动和故障，大大提高了安全稳定性。

如图2和图5所示，长颈部4内设置有阀杆10位移轴心的第二活动通道42，第二活动通道42内设置有隔温层41、第二阀杆12和隔温盒43，第二阀杆12中间填充有泡沫聚乙烯121，隔温盒43为梯形且靠近下阀体一面设置有可打开的盖板，所述隔温盒43内放置有至少一个石墨烯隔温片431，第三阀杆13从中间贯穿隔温盒41，阀盖5与下阀体6连接处设置有隔温垫51。在阀杆10位移轴心的第二活动通道42内设置隔温层41、第二阀杆12和隔温盒43，可以防止热量沿阀杆10传导到阀盖5和下阀体6，也防止了介质的低温传导到阀盖5以上，可以有效地隔绝外界热量，从而降低了阀门传导热量的能力，减少阀门的热胀冷缩和老化现象，增强阀门的耐用性。

如图6所示，下阀体6包括真空绝热外壳64和真空层65，真空绝热外壳64上设置有抽真空接头641，此抽真空接头设置为阶梯型，通过螺纹连接有与此配合的密封盖。真空绝热外壳64和真空层65可以防止热量的交换，从而防止液体在运输过程中受到温度影响而变化，具有更好的绝热性能，抽真空接头641可方便客户后期抽真空，使得保持真空隔热效果。

如图2和图5所示，第三阀杆13下方连接有活塞612和与活塞612配合的柔性橡胶膜片611，第三阀杆13贯穿通过活塞612，第三阀杆13与活塞612连接的一端设置有肩部，活塞612内设置有与第三阀杆13肩部配合的卡槽，活塞612与第三阀杆13联动连接，且上端设置有第二弹簧613，第二弹簧613一端与活塞612紧贴，柔性橡胶膜片611固定在阀体1上，柔性橡胶膜片611上设置有减压孔6111和流通孔6112，介质通道60分为入口端62、出口端63和连通腔61，减压孔6111连通入口端62，流通孔6112连通出口端63与连通腔61，阀门关闭时，流通孔6112被压在上方的活塞612堵住，第二弹簧613、活塞612和柔性密封膜片设置在连通腔61内，当介质从入口端流入时，介质通过减压孔6111流入连通腔61，此时作用在活塞612上的流体压力被抵消，当阀门打开时，介质先通过流通孔6112流出，此因为流出量大于流入量产生压降，这种压力差使柔性橡胶膜片611弯曲，介质通过柔性橡胶膜片611底部流出，此时流入量与流出量几乎一致，连通腔61与长颈部4的第二活动通道42通过封口盖66隔断，封口盖66嵌合在下端开口，第二弹簧613一端紧贴封口盖66，并施加竖直向上的弹力。通过柔性橡胶膜片611上的减压孔6111和流通孔6112实现了减压的效果，能够控制介质的压力在可控范围内保证了阀门的稳定性和安全性，由于活塞612和柔性橡胶膜片611的协同作用，能够实现对阀门口通道的有效密封，柔性橡胶膜片611的材质韧性高，可以弯曲而不会破裂，且遇到温度变化时也不易变形，从而增强了阀门的耐用性。

如图5所示，下阀体6和阀盖5上分别设有凸起67和凹槽52，凹槽52内设有密封圈53，阀盖5和下阀体6通过螺栓压紧，使凸起67嵌入凹槽52与密封圈53压紧。凸起67和凹槽52的嵌合，以及密封圈53的压紧，能够实现阀盖5和下阀体6之间的良好密封，这样可以有效防止介质溢出，保证阀门的密封性能。

如图4所示，第二阀杆12外围设置有与此上下滑动配合的轴承411，轴承411固定在阀体1内壁上。轴承411能够减小第二阀杆12与阀体1内壁之间的摩擦力，使得此阀杆10的上下移动操作变得更加轻便，一定程度上减小了电磁阀的能耗，而且能够减少磨损，延长使用寿命。

如图7所示，线圈装载体24由内向外套设有可拆卸的第一外壳23、第二外壳22和第三外壳21，第一外壳23与第二外壳22中间设置有蓄能圈25。线圈装载体24的设计可以使第一外壳23、第二外壳22和第三外壳21从线圈装载体24上拆卸。这样在维修或更换线圈时，可以更加方便地进行操作，提高了维护的便利性。

如图8所示，第一阀杆11和第三阀杆13一端具有T型头112，第二阀杆12的两端设置有T型槽122，第一阀杆11、第二阀杆12和第三阀杆13通过T型头112与T型槽122卡接关系进行连接，电枢245下端设有半圆槽2451，第一阀杆11一端设有与半圆槽2451相互嵌合的半圆111。避免阀杆10太长会导致其刚性不足，无法承受较大的挤压力或扭矩，容易生变形或损坏，影响阀门的正常工作，分段式可使阀杆10好拆卸与维修。

如图3所示，静铁芯26上设置有防撞垫261，活动铁芯244上设置有与防撞垫261相互配合的缓冲环262。防撞垫261的设置可以减少在使用过程中对其的碰撞磨损，保持其表面的平整和光滑，从而提高阀门的使用寿命，并且通过在活动铁芯244上设置缓冲环262，可以在活动铁芯244运动过程中与防撞垫261配合起到缓冲的作用，减小因击打或摩擦而带来的震动和噪音，使阀门的工作更加平稳和安静。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种液氢电磁截止阀，其特征在于，包括:

阀体(1)，所述阀体(1)包括设置在阀体(1)内部的线圈装载体(24)、贯穿至阀体(1)内部的阀杆(10)和介质流通的介质通道(60)，所述线圈装载体(24)上设置有同轴与阀杆(10)的第一活动通道(247)；

控制组件，所述控制组件包括静铁芯(26)、活动铁芯(244)、电枢(245)、第一线圈(241)、永磁体(243)、第二线圈(242)，所述静铁芯(26)的一端嵌于第一活动通道(247)上端口，所述第一线圈(241)、永磁体(243)、第二线圈(242)由上至下依次设置在线圈装载体(24)上，所述永磁体(243)由至少两个磁芯的轴线径向磁化的扇区组成，所述活动铁芯(244)设置在第一活动通道(247)内，所述活动铁芯(244)下端开口连接内部的容纳空间，所述电枢(245)上端弹性连接有第一弹簧(246)，所述第一弹簧(246)与所述电枢(245)设置在容纳空间内，与所述活动铁芯(244)上下联动，所述电枢(245)下端依次连接有第一阀杆(11)、第二阀杆(12)、第三阀杆(13)。

2.如权利要求1所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述阀体(1)包括电磁上盖(2)、电磁下盖(3)、阀盖(5)和下阀体(6)，所述电磁上盖(2)与电磁下盖(3)螺栓连接，所述阀盖(5)具有向上伸出的长颈部(4)，所述长颈部(4)与电磁下盖(3)螺纹连接，所述阀盖(5)与阀体(1)螺栓连接。

3.如权利要求2所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述下阀体(6)包括真空绝热外壳(64)和真空层(65)，所述真空绝热外壳(64)上设置有抽真空接头(641)。

4.如权利要求2所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述长颈部(4)内设置有阀杆(10)位移轴心的第二活动通道(42)，所述第二活动通道(42)内设置有隔温层(41)、第二阀杆(12)和隔温盒(43)，所述第二阀杆(12)中间填充有泡沫聚乙烯(121)，所述隔温盒(43)内放置有至少一个石墨烯隔温片(431)，所述阀盖(5)与下阀体(6)中间设置有隔温垫(51)。

5.如权利要求4所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述第三阀杆(13)下方连接有活塞(612)和与活塞(612)配合的柔性橡胶膜片(611)，所述活塞(612)与第三阀杆(13)联动连接，且上端设置有第二弹簧(613)，所述柔性橡胶膜片(611)固定在阀体(1)上，所述柔性橡胶膜片(611)上设置有减压孔(6111)和流通孔(6112)，所述介质通道(60)分为入口端(62)、出口端(63)和连通腔(61)，所述减压孔(6111)连通入口端(62)，所述流通孔(6112)连通出口端(63)与连通腔(61)，所述第二弹簧(613)、活塞(612)和柔性密封膜片设置在连通腔(61)内，所述连通腔(61)与长颈部(4)的第二活动通道(42)通过封口盖(66)隔断，所述封口盖(66)嵌合在下端开口，所述第二弹簧(613)一端紧贴封口盖(66)，并施加竖直向上的弹力。

6.如权利要求4所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述下阀体(6)和阀盖(5)上分别设有凸起(67)和凹槽(52)，所述凹槽(52)内设有密封圈(53)，所述阀盖(5)和下阀体(6)通过螺栓压紧，使凸起(67)嵌入凹槽(52)与密封圈(53)压紧。

7.如权利要求1所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述第二阀杆(12)外围设置有与此上下滑动配合的轴承(411)，所述轴承(411)固定在阀体(1)内壁上。

8.如权利要求1所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述线圈装载体(24)由内向外套设有可拆卸的第一外壳(23)、第二外壳(22)和第三外壳(21)，所述第一外壳(23)与第二外壳(22)中间设置有蓄能圈(25)。

9.如权利要求1所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述第一阀杆(11)和第三阀杆(13)一端具有T型头(112)，所述第二阀杆(12)的两端设置有T型槽(122)，所述第一阀杆(11)、第二阀杆(12)和第三阀杆(13)通过所述T型头(112)与T型槽(122)卡接关系进行连接，所述电枢(245)下端设有半圆槽(2451)，所述第一阀杆(11)一端设有与半圆槽(2451)相互嵌合的半圆(111)。

10.如权利要求1所述的一种液氢电磁截止阀，其特征在于，所述静铁芯(26)上设置有防撞垫(261)，所述活动铁芯(244)上设置有与防撞垫(261)相互配合的缓冲环(262)。