CN117212533A - 高速响应电磁阀及高速响应电磁阀的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电磁阀技术领域，尤其涉及高速响应电磁阀及高速响应电磁阀的安装方法。该高速响应电磁阀包括衔铁、前厄、尾厄、线圈、永磁体、不等距弹簧、推杆、套筒及外壳，衔铁活动容置在套筒中，套筒与前厄、外壳以及尾厄相固定，推杆穿过前厄后与衔铁相固定，不等距弹簧一端与衔铁相抵接，另一端与前厄相抵接，不等距弹簧处于压缩状态，衔铁中与不等距弹簧相对设置的一端固定有永磁体，尾厄位于衔铁中靠近永磁体的一端，线圈套设在套筒的外周，通电后线圈产生磁场方向与永磁体的磁体方向相同；当线圈未通电时，不等距弹簧能够驱动衔铁朝远离前厄的方向移动；当线圈通电时，永磁体与线圈产生的磁力能够同步驱动衔铁朝靠近前厄的方向移动。

Description

高速响应电磁阀及高速响应电磁阀的安装方法

技术领域

本发明涉及电磁阀技术领域，尤其涉及高速响应电磁阀及高速响应电磁阀的安装方法。

背景技术

电磁阀是常用的流体控制的常用设备，不仅应用于气动系统中，还可以应用于油压系统、水压系统以及食品、医药、电子等领域，是工业自动化的基础元件。电磁阀在工业控制中主要控制流体的通断以及调整流体的方向、流量、流速和其它流体参数。

电磁阀内设置有相连接的阀芯与阀杆，阀杆用于导通或封堵流道。当电磁阀内的线圈通电时，阀芯在电磁力的作用下带动阀杆一起移动，进而实现对流道的开启；当电磁阀内的线圈断电后，电磁阀内的弹簧会驱动阀芯移动复位，进而带动阀杆封堵流道。

在现有技术中，由于线圈通电后阀芯需要克服弹簧的弹力移动，导致其阀芯的运动较缓，反应时间长，而且在线圈断电后，弹簧驱动阀芯复位时的运动同样较缓，反应时间长，导致电磁阀整体的响应时间较长，无法满足实际需求。

因此，亟需发明高速响应电磁阀及高速响应电磁阀的安装方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供高速响应电磁阀及高速响应电磁阀的安装方法，以实现对电磁阀的开启与关闭快速响应，减少响应时间，满足实际需求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

高速响应电磁阀，包括：衔铁、前厄、尾厄、线圈、永磁体、不等距弹簧、推杆、套筒以及外壳；

所述衔铁活动容置在所述套筒中，所述套筒与所述前厄、所述外壳以及所述尾厄相固定，所述推杆穿过所述前厄后与所述衔铁相固定，所述不等距弹簧的一端与所述衔铁相抵接，所述不等距弹簧的另一端与所述前厄相抵接，所述不等距弹簧用于驱动所述衔铁朝远离所述前厄的方向移动，所述衔铁中与所述不等距弹簧相对设置的一端固定有所述永磁体，所述尾厄位于所述衔铁中靠近所述永磁体的一端，所述线圈套设在所述套筒的外周，通电后的所述线圈产生磁场方向与所述永磁体的磁体方向相同；

当所述线圈未通电时，所述不等距弹簧能够驱动所述衔铁朝远离所述前厄的方向移动；

当所述线圈通电时，所述永磁体与所述线圈产生的磁力能够同步驱动所述衔铁朝靠近所述前厄的方向移动。

作为优选方案，所述永磁体为环状结构，所述衔铁中远离所述前厄的一端开设有第一容置槽，所述第一容置槽为环形槽，所述永磁体固定在所述第一容置槽中。

作为优选方案，环状结构的所述永磁体的充磁方向为径向。

作为优选方案，环形结构的所述永磁体的厚度大于所述尾厄的厚度与所述衔铁在所述套筒内的行程之和。

作为优选方案，所述衔铁中靠所述前厄的一端设置有对接凸起，所述前厄中靠近所述衔铁的一端开设有对接凹槽，所述对接凸起能够与所述对接凹槽对接固定。

作为优选方案，所述衔铁中靠所述前厄的一端开设有第二容置槽，所述前厄中靠近所述衔铁的一端开设有第三容置槽，所述第二容置槽与所述第三容置槽同轴心设置，所述不等距弹簧的一端与所述第二容置槽的槽底相抵接，所述不等距弹簧的另一端与所述第三容置槽的槽底相抵接。

作为优选方案，所述前厄上开设有贯穿通孔，所述衔铁上开设有固定孔，所述推杆能够穿设过所述贯穿通孔后与所述固定孔可拆卸固定。

作为优选方案，所述推杆的外周壁上设置有环形凸起，所述环形凸起能够与所述前厄中远离所述衔铁的一端相抵接。

作为优选方案，所述推杆中靠近所述衔铁的一端面上开设有沿其轴向向内延伸的螺纹孔，所述高速响应电磁阀还包括固定螺栓，所述固定螺栓的螺纹部与所述螺纹孔螺纹固定，所述固定螺栓的螺帽部与所述衔铁相抵接。

高速响应电磁阀的安装方法，应用于如上所述的高速响应电磁阀，包括如下步骤：

确定所述线圈通电后产生磁场的磁场方向；

确定所述永磁体的磁场方向；

将所述前厄与所述外壳相固定；

将所述永磁体与所述衔铁相固定并保证所述永磁体的磁场方向与所述线圈通电后产生的磁场方向相同；

将固定有所述永磁体的所述衔铁与所述前厄，所述推杆、所述不等距弹簧以及所述套筒安装固定；

将所述线圈套设在所述套筒的外周；

将所述外壳与所述尾厄安装固定。

本发明的有益效果：

本发明提供的高速响应电磁阀，利用不等距弹簧的结构特性，当线圈通电后产生的力与永磁体产生的力共同驱动衔铁压缩不等距弹簧时，此时不等距弹簧的刚度较小，能够在施加较小的力的情况下产生较大的压缩行程；当线圈断电后由线圈通电而产生的力消失后，不等距弹簧在自身弹性作用下复位时，此时不等距弹簧刚度较大，能够以较大回复力进行复位，进而实现了使用较小的力驱动衔铁朝靠近前厄的方向移动并使用较大的回复力驱动衔铁朝远离前厄的方向移动的效果，减少衔铁的受力响应时间，提高衔铁的响应速率，达到了提高该高速响应电磁阀的响应速率的效果。此外由于衔铁与永磁体相对固定，提高衔铁与永磁体之间的磁通量，进而提高对衔铁的驱动效果，进一步提高该高速响应电磁阀的响应速率。

本发明还提供了高速响应电磁阀的安装方法，通过用于上述高速响应电磁阀，实现了使用较小的力驱动衔铁朝靠近前厄的方向移动并使用较大的回复力驱动衔铁朝远离前厄的方向移动的效果，减少衔铁的受力响应时间，提高衔铁的响应速率，达到了提高该高速响应电磁阀的响应速率的效果。此外由于衔铁与永磁体相对固定，提高衔铁与永磁体之间的磁通量，进而提高对衔铁的驱动效果，进一步提高该高速响应电磁阀的响应速率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高速响应电磁阀的结构示意图；

图2是图1中A-A截面的剖面示意图；

图3是图1中A-A截面下的磁感应线图；

图4是本发明实施例提供的高速响应电磁阀的安装方法的流程图。

图中：

100、高速响应电磁阀；

1、衔铁；11、对接凸起；12、第一容置槽；13、固定孔；14、第二容置槽；

2、前厄；21、对接凹槽；22、贯穿通孔；23、第三容置槽；

3、尾厄；

4、线圈；

5、永磁体；

6、不等距弹簧；

7、推杆；71、环形凸起；72、螺纹孔；

8、套筒；

9、外壳。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在现有技术中，由于线圈通电后阀芯需要克服弹簧的弹力移动，导致其阀芯的运动较缓，反应时间长，而且在线圈断电后，弹簧驱动阀芯复位时的运动同样较缓，反应时间长，导致电磁阀整体的响应时间较长，无法满足实际需求。

为了解决上述问题，如图1和图2所示，本实施例提供了一种高速响应电磁阀100。该高速响应电磁阀100包括衔铁1、前厄2、尾厄3、线圈4、永磁体5、不等距弹簧6、推杆7、套筒8以及外壳9，其中，衔铁1活动容置在套筒8中，套筒8与前厄2、外壳9以及尾厄3相固定，推杆7穿过前厄2后与衔铁1相固定，不等距弹簧6的一端与衔铁1相抵接，不等距弹簧6的另一端与前厄2相抵接，不等距弹簧6用于驱动衔铁1朝远离前厄2的方向移动，衔铁1中与不等距弹簧6相对设置的一端固定有永磁体5，尾厄3位于衔铁1中靠近永磁体5的一端，线圈4套设在套筒8的外周，通电后的线圈4产生磁场方向与永磁体5的磁体方向相同；当线圈4未通电时，不等距弹簧6能够驱动衔铁1朝远离前厄2的方向移动；当线圈4通电时，永磁体5与线圈4产生的磁力能够同步驱动衔铁1朝靠近前厄2的方向移动。

该高速响应电磁阀100利用不等距弹簧6的结构特性，当线圈4通电后产生的力与永磁体5产生的力共同驱动衔铁1压缩不等距弹簧6时，此时不等距弹簧6的刚度较小，能够在施加较小的力的情况下产生较大的压缩行程；当线圈4断电后由线圈4通电而产生的力消失，不等距弹簧6在自身弹性作用下复位时，此时不等距弹簧6刚度较大，能够以较大回复力进行复位，进而实现了使用较小的力驱动衔铁1朝靠近前厄2的方向移动并使用较大的回复力驱动衔铁1朝远离前厄2的方向移动的效果，减少衔铁1的受力响应时间，提高衔铁1的响应速率.达到了提高该高速响应电磁阀100的响应速率的效果。此外由于衔铁1与永磁体5相对固定，提高衔铁1与永磁体5之间的磁通量，进而提高对衔铁1的驱动效果，进一步提高该高速响应电磁阀100的响应速率。

需要说明的是，在本实施例中，前厄2与尾厄3均与外壳9过盈配合固定。而且前厄2也与套筒8过盈配合固定，以保证高速响应电磁阀100的结构强度。

进一步地，永磁体5为环状结构，衔铁1中远离前厄2的一端开设有第一容置槽12，第一容置槽12为环形槽，永磁体5固定在第一容置槽12中。通过将永磁体5设置成环状结构，并在衔铁1中远离前厄2的一端开设第一容置槽12，限定第一容置槽12为环形槽，将环状结构的永磁体5与第一容置槽12相固定，实现了衔铁1与永磁体5的相对固定，结构简单，设计巧妙。在其他实施例中，永磁体5也可以为圆柱状结构或其他形状，只需将第一容置槽12对应调整为圆形槽或相适配的其他形状的槽，本实施例不做具体限定。

优选地，如图3所示，环状结构的永磁体5的充磁方向为径向。通过将环状结构的永磁体5沿径向充磁，能够进一步提高永磁体5在尾厄3和衔铁1上的磁通量，提高对衔铁1的驱动力，进而提高高速响应电磁阀100的响应速率。

为了保证永磁体5在尾厄3上的最大磁通量，环形结构的永磁体5的厚度大于尾厄3的厚度与衔铁1在套筒8内的行程之和。通过保证永磁体5的厚度大于尾厄3的厚度与衔铁1在套筒8内的行程之和，当衔铁1在套筒8内移动时，永磁体5在尾厄3上的磁感线始终能够沿尾厄3的厚度方向贯穿尾厄3，保证永磁体5在尾厄3上磁感线的最大流道面积，进而保证永磁体5在尾厄3上的最大磁通量。

优选地，衔铁1中靠前厄2的一端设置有对接凸起11，前厄2中靠近衔铁1的一端开设有对接凹槽21，对接凸起11能够与对接凹槽21对接固定。通过在衔铁1中靠近前厄2的一端设置对接凸起11并在前厄2中靠近衔铁1的一端开设对接凹槽21，并使对接凸起11能够与对接凹槽21对接固定，减小了衔铁1靠近前厄2的一端的端面横截面积，增加沿衔铁1轴向贯穿的磁感线，减小沿衔铁1径向贯穿的磁感线，进而提高对衔铁1的驱动力，达到提高高速响应电磁阀100的响应速率的效果。

结合图2对不等距弹簧6的具体安装位置进行说明。如图2所示，衔铁1中靠前厄2的一端开设有第二容置槽14，前厄2中靠近衔铁1的一端开设有第三容置槽23，第二容置槽14与第三容置槽23同轴心设置，不等距弹簧6的一端与第二容置槽14的槽底相抵接，不等距弹簧6的另一端与第三容置槽23的槽底相抵接。通过将不等距弹簧6的两端分别与衔铁1上第二容置槽14的槽底相抵接以及前厄2上的第三容置槽23的槽底相抵接，为不等距弹簧6提供安装空间，有效减小该高速响应电磁阀100的整体尺寸。而且第二容置槽14与第三容置槽23还能够为不等距弹簧6的伸缩提供导向，提高衔铁1的移动精度。

进一步地，前厄2上开设有贯穿通孔22，衔铁1上开设有固定孔13，推杆7能够穿设过贯穿通孔22后与固定孔13可拆卸固定。当需要将推杆7与衔铁1和前厄2相固定时，首先将推杆7穿过前厄2上的贯穿通孔22，然后将推杆7与衔铁1上的固定孔13可拆卸固定，可拆卸的固定方式拆装方便，便于后续的检修与维护，而且便于对推杆7、衔铁1以及前厄2的单独加工、储存与运输。

具体而言，在本实施例中，推杆7中靠近衔铁1的一端面上开设有沿其轴向向内延伸的螺纹孔72，高速响应电磁阀100还包括固定螺栓(图中未示出)，固定螺栓的螺纹部与螺纹孔72螺纹固定，固定螺栓的螺帽部与衔铁1相抵接，进而实现了推杆7与衔铁1的可拆卸固定。螺纹固定的方式操作简单，固定效果好。在其他实施例中，推杆7与衔铁1上的固定孔13也可以通过卡接或其他的方向可拆卸固定，本实施例不做具体限定。

此外，为了进一步保证衔铁1在套筒8内的移动稳定性，推杆7的外周壁上设置有环形凸起71，环形凸起71能够与前厄2中远离衔铁1的一端相抵接。当不等距弹簧6驱动衔铁1朝远离前厄2的方向移动时，由于推杆7会跟随衔铁1一同朝远离前厄2的方向移动，此时推杆7外周壁上的环形凸起71会与前厄2中远离衔铁1的一端相抵接，进而限制不等距弹簧6驱动衔铁1朝远离前厄2的方向移动的极限距离，达到通过衔铁1在套筒8内的移动稳定性的效果。

如图4所示，本实施例还提供了一种高速响应电磁阀的安装方法，应用与上述高速响应电磁阀100中，具体包括如下步骤：

1)确定线圈4通电后产生磁场的磁场方向；

2)确定永磁体5的磁场方向；

3)将前厄2与外壳9相固定；

4)将永磁体5与衔铁1相固定并保证永磁体5的磁场方向与线圈4通电后产生的磁场方向相同；

5)将固定有永磁体5的衔铁1与前厄2，推杆7、不等距弹簧6以及套筒8安装固定；

6)将线圈4套设在套筒8的外周；

7)将外壳9与尾厄3安装固定。

该高速响应电磁阀的安装方法通过用于上述高速响应电磁阀100，实现了使用较小的力驱动衔铁1朝靠近前厄2的方向移动并使用较大的回复力驱动衔铁1朝远离前厄2的方向移动的效果，减少衔铁1的受力响应时间，提高衔铁1的响应速率，达到了提高高速响应电磁阀100的响应速率的效果。此外由于衔铁1与永磁体5相对固定，提高衔铁1与永磁体5之间的磁通量，进而提高对衔铁1的驱动效果，进一步提高该高速响应电磁阀100的响应速率。

可以理解地，若在完成高速响应电磁阀100的安装后发现永磁体5的磁场方向与线圈4通电后产生磁场的磁场方向相反，可以对线圈4反向通电或将永磁体5与衔铁1反向固定，以将永磁体5的磁场方向与线圈4通电后产生磁场的磁场方向调整为同向。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.高速响应电磁阀，其特征在于，包括：衔铁(1)、前厄(2)、尾厄(3)、线圈(4)、永磁体(5)、不等距弹簧(6)、推杆(7)、套筒(8)以及外壳(9)；

所述衔铁(1)活动容置在所述套筒(8)中，所述套筒(8)与所述前厄(2)、所述外壳(9)以及所述尾厄(3)相固定，所述推杆(7)穿过所述前厄(2)后与所述衔铁(1)相固定，所述不等距弹簧(6)的一端与所述衔铁(1)相抵接，所述不等距弹簧(6)的另一端与所述前厄(2)相抵接，所述不等距弹簧(6)用于驱动所述衔铁(1)朝远离所述前厄(2)的方向移动，所述衔铁(1)中与所述不等距弹簧(6)相对设置的一端固定有所述永磁体(5)，所述尾厄(3)位于所述衔铁(1)中靠近所述永磁体(5)的一端，所述线圈(4)套设在所述套筒(8)的外周，通电后的所述线圈(4)产生磁场方向与所述永磁体(5)的磁体方向相同；

当所述线圈(4)未通电时，所述不等距弹簧(6)能够驱动所述衔铁(1)朝远离所述前厄(2)的方向移动；

当所述线圈(4)通电时，所述永磁体(5)与所述线圈(4)产生的磁力能够同步驱动所述衔铁(1)朝靠近所述前厄(2)的方向移动。

2.根据权利要求1所述的高速响应电磁阀，其特征在于，所述永磁体(5)为环状结构，所述衔铁(1)中远离所述前厄(2)的一端开设有第一容置槽(12)，所述第一容置槽(12)为环形槽，所述永磁体(5)固定在所述第一容置槽(12)中。

3.根据权利要求2所述的高速响应电磁阀，其特征在于，环状结构的所述永磁体(5)的充磁方向为径向。

4.根据权利要求3所述的高速响应电磁阀，其特征在于，环形结构的所述永磁体(5)的厚度大于所述尾厄(3)的厚度与所述衔铁(1)在所述套筒(8)内的行程之和。

5.根据权利要求1～4任一项所述的高速响应电磁阀，其特征在于，所述衔铁(1)中靠所述前厄(2)的一端设置有对接凸起(11)，所述前厄(2)中靠近所述衔铁(1)的一端开设有对接凹槽(21)，所述对接凸起(11)能够与所述对接凹槽(21)对接固定。

6.根据权利要求1～4任一项所述的高速响应电磁阀，其特征在于，所述衔铁(1)中靠所述前厄(2)的一端开设有第二容置槽(14)，所述前厄(2)中靠近所述衔铁(1)的一端开设有第三容置槽(23)，所述第二容置槽(14)与所述第三容置槽(23)同轴心设置，所述不等距弹簧(6)的一端与所述第二容置槽(14)的槽底相抵接，所述不等距弹簧(6)的另一端与所述第三容置槽(23)的槽底相抵接。

7.根据权利要求1～4任一项所述的高速响应电磁阀，其特征在于，所述前厄(2)上开设有贯穿通孔(22)，所述衔铁(1)上开设有固定孔(13)，所述推杆(7)能够穿设过所述贯穿通孔(22)后与所述固定孔(13)可拆卸固定。

8.根据权利要求7所述的高速响应电磁阀，其特征在于，所述推杆(7)的外周壁上设置有环形凸起(71)，所述环形凸起(71)能够与所述前厄(2)中远离所述衔铁(1)的一端相抵接。

9.根据权利要求7所述的高速响应电磁阀，其特征在于，所述推杆(7)中靠近所述衔铁(1)的一端面上开设有沿其轴向向内延伸的螺纹孔(72)，所述高速响应电磁阀还包括固定螺栓，所述固定螺栓的螺纹部与所述螺纹孔(72)螺纹固定，所述固定螺栓的螺帽部与所述衔铁(1)相抵接。

10.高速响应电磁阀的安装方法，其特征在于，应用于权利要求1～9任一项所述的高速响应电磁阀，包括如下步骤：

确定所述线圈(4)通电后产生磁场的磁场方向；

确定所述永磁体(5)的磁场方向；

将所述前厄(2)与所述外壳(9)相固定；

将所述永磁体(5)与所述衔铁(1)相固定并保证所述永磁体(5)的磁场方向与所述线圈(4)通电后产生的磁场方向相同；

将固定有所述永磁体(5)的所述衔铁(1)与所述前厄(2)，所述推杆(7)、所述不等距弹簧(6)以及所述套筒(8)安装固定；

将所述线圈(4)套设在所述套筒(8)的外周；

将所述外壳(9)与所述尾厄(3)安装固定。