CN118110798A - 一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于电磁阀门领域，具体涉及一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，包括阀体、先导阀组件以及用于通断气路的开闭阀组件，所述的排气通路包括排气腔、排气槽，所述排气槽连通排气腔与先导腔，所述的铁芯壳体上设置有排气孔，所述的动铁芯上还设置有气密阀芯，气密阀芯呈空心筒状结构，所述的气密阀芯端部设有气闭帽。本发明通过在排气通路的排气腔内增设气密阀芯的方式，在电磁线圈断电，借助气密阀芯保持排气腔密封，在动铁芯下移后短时间内形成排气腔负压，使得驱动开闭阀组件的气体介质快速流动到排气腔中，使得断电关闭时先导阀组件的动作速度加快，并且没有增加复位弹簧弹力，满足了核级气动阀门的控制需要。

Description

一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀

技术领域

本发明属于电磁阀门领域，具体涉及一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀。

背景技术

气动阀门因其能够耐受高温、高压等恶劣的介质条件而具有广泛的适用性，气动阀门通过配套的先导式电磁阀进行气路控制，先导式电磁阀具有用于先导的先导阀组件以及用于通断气路的开闭阀组件，先导式电磁阀在上电工作时，先导阀组件的电磁阀打开，将气路中的气体介质引入并推动活塞，而活塞推顶开闭阀体组件的阀芯移动从而实现通路的切换，当先导式电磁阀在断电后，电磁阀组件关闭，开闭阀体组件的阀芯在复位弹簧的推力作用下反向移动，活塞借助阀芯的反向推顶将多余气体通过排气通道排出，实现复位。

由于先导式电磁阀在关闭时活塞腔中的气体由于需要穿穿过电磁阀的阀芯上开设的排气槽，存在气体阻力，排出需要时间，在气路切换的执行动作与控制器发出关闭的电信号之间存在较大的时间延迟，减小这种延迟可考虑增大复位弹簧的弹力，从而获得更快的复位速度来提高断电关闭时的灵敏性，但是在先导阀的电磁阀组件上电打开时，所需要克服的阻力将更大，进而导致开启迟钝，而核级气动阀门要求在开启和关闭行程中都有较为灵敏的表现，增大复位弹簧弹力的措施显然不能满足这种需求。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，能够保留上电打开时的灵敏性，并在断电关闭时提高先导阀组件的动作速度，以满足核级气动阀门的控制需要。

本发明采用的具体技术方案是：

一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，包括阀体、先导阀组件以及用于通断气路的开闭阀组件，所述的先导阀组件包括设置在阀体上的电磁线圈、动铁芯、铁芯壳体、先导腔以及排气通路，动铁芯借助电磁线圈的吸引在先导腔内移动来引入或排出气体介质，借助气体介质推动开闭阀组件开启或关闭，所述的排气通路包括动铁芯与铁芯壳体之间围成的排气腔、及动铁芯侧壁开设的排气槽，所述排气槽连通排气腔与先导腔，所述的铁芯壳体上设置有排气孔，所述的排气孔连通排气腔与外界大气，所述的动铁芯上还设置有气密阀芯，所述动铁芯上设置有安装孔，所述气密阀芯滑动设置在安装孔内，气密阀芯呈空心筒状结构，所述的气密阀芯端部设置有与排气孔形成插接封堵的气闭帽，所述的气闭帽与安装孔之间还连接有牵引弹簧，所述气密阀芯借助牵引弹簧回弹到安装孔内。

所述的开闭阀组件还包括主阀芯、复位弹簧及活塞，所述的阀体上设置有阀腔，所述的阀腔设置有供气流进出的进出气口，所述的主阀芯设置在阀腔内，所述的复位弹簧及活塞分别设置在主阀芯的两侧，活塞及复位弹簧推动主阀芯移动以开、闭进出气口，所述阀体设置有缸筒腔，所述的活塞设置在缸筒腔内。

所述的先导阀组件还包括设置在阀体上的先导进气道及先导出气道，所述的先导进气道连通在阀腔与先导腔之间，所述的先导出气道连通在先导腔与缸筒腔之间，所述的动铁芯借助电磁线圈的吸引具有在先导腔内上下移动的自由度，所述的先导进气道的端口借助动铁芯的移动与先导腔形成连通与封闭。

所述的气闭帽包括呈喇叭口状结构的帽檐部以及设置在帽檐部中心处呈凸起状的堵塞部，所述的堵塞部与排气孔插接形成密封。

所述的气密阀芯的外侧壁设置有气密环，所述气密环与安装孔的内壁形成密封配合，所述的帽檐部上设置有与气密阀芯的筒状内腔连通的平衡气孔。

所述的气密阀芯上还设置有泄压密封环，所述的泄压密封环设置在气密阀芯上侧，所述的泄压密封环与气密环之间还设置有泄压孔，当气密阀芯伸出后，泄压密封环从安装孔内伸出，泄压孔与排气腔连通。

所述的安装孔内还设置有导向柱，所述导向柱伸入到气密阀芯的筒状空腔内部。

本发明的有益效果是：

本发明通过在排气通路的排气腔内增设气密阀芯的方式，在电磁线圈断电，借助气密阀芯保持排气腔密封，在动铁芯下移后短时间内形成排气腔负压，使得驱动开闭阀组件的气体介质快速流动到排气腔中，使得断电关闭时先导阀组件的动作速度加快，并且没有增加复位弹簧弹力，满足了核级气动阀门的控制需要。

附图说明

图1为本发明静态的结构示意图；

图2为电磁线圈上电后的示意图；

图3为电磁线圈断电后的示意图；

图4为气密阀芯的结构示意图；

附图中，1、阀体，2、电磁线圈，3、动铁芯，4、铁芯壳体，5、先导腔，6、排气腔，7、排气槽，8、排气孔，9、气密阀芯，10、安装孔，11、气闭帽，12、牵引弹簧，13、主阀芯，14、复位弹簧，15、活塞，16、缸筒腔，17、先导进气道，18、先导出气道，19、帽檐部，20、堵塞部，21、气密环，22、平衡气孔，23、泄压密封环，24、泄压孔，25、导向柱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：

具体实施例如图1、图2及图3所示，本发明为一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，包括阀体1、先导阀组件以及用于通断气路的开闭阀组件，所述的先导阀组件包括设置在阀体1上的电磁线圈2、动铁芯3、铁芯壳体4、先导腔5以及排气通路，动铁芯3借助电磁线圈2的吸引在先导腔5内移动来引入或排出气体介质，借助气体介质推动开闭阀组件开启或关闭，所述的排气通路包括动铁芯3与铁芯壳体4之间围成的排气腔6、及动铁芯3侧壁开设的排气槽7，所述排气槽7连通排气腔6与先导腔5，所述的铁芯壳体4上设置有排气孔8，所述的排气孔8连通排气腔6与外界大气，所述的动铁芯3上还设置有气密阀芯9，所述动铁芯3上设置有安装孔10，所述气密阀芯9滑动设置在安装孔10内，气密阀芯9呈空心筒状结构，所述的气密阀芯9端部设置有与排气孔8形成插接封堵的气闭帽11，所述的气闭帽11与安装孔10之间还连接有牵引弹簧12，所述气密阀芯9借助牵引弹簧12回弹到安装孔10内。

如图1所示，当电磁线圈2断电且静止时，此时动铁芯3位于下端，此时先导腔5处于压缩状态，并且动铁芯3的下端与先导进气道17的端口接触形成密封，流过阀体1阀腔中的气体介质无法通过阀腔沿着先导进气道17进入到缸筒腔16内，而此时缸筒腔16内的气体能够通过残存的先导腔5空间沿着排气槽7进入到排气腔6并排入大气，因此，主阀芯13在复位弹簧14的推顶下降活塞15压紧在缸筒腔16内，此时电磁阀的工作状态为①-②端口封闭，②-③端口打开。

如图2所示，当电磁线圈2上电后，动铁芯3由于电磁线圈2的吸引向上移动，气闭帽11塞进排气孔8形成排气腔6的密封，先导腔5打开，先导进气道17打开，并借助先导腔5与先导出气道18导通，活塞15受到气体介质的推动向右推动主阀芯13移动，复位弹簧14被压缩，此时电磁阀的工作状态为①-②端口导通，②-③端口封闭。

如图3所示，当电磁线圈2断电后，动铁芯3在其弹簧的拉动作用下向下移动，由于此时气闭帽11塞入在排气孔8内，存在一定拔出阻力，并且动铁芯3与气闭帽11相对滑动设置，当动铁芯3下移后，气闭帽11在阻力及惯性作用下未跟随下移，在断电的瞬间，由于动铁芯3移动使得排气腔6空间增大形成负压，该负压的排气腔6在动铁芯3下移到位后仍旧借助残余的先导腔5及先导出气道18与缸筒腔16连通，使得缸筒腔16内的气体介质被抽出，减小活塞15复位阻力，加速复位灵敏性，气闭帽11随着气密阀芯9复位后，排气孔8打开，剩余的气体介质在复位弹簧14反推活塞15的作用下排出，不影响电磁阀的复位。

如图1所示，动铁芯3与阀体1之间设置有用于复位的弹簧，而铁芯壳体4呈圆柱状并设置空心结构，所述的动铁芯3呈圆柱状套入在铁芯壳体4的空心结构内。

进一步的，如图1所示，所述的开闭阀组件还包括主阀芯13、复位弹簧14及活塞15，所述的阀体1上设置有阀腔，所述的阀腔设置有供气流进出的进出气口，所述的主阀芯13设置在阀腔内，所述的复位弹簧14及活塞15分别设置在主阀芯13的两侧，活塞15及复位弹簧14推动主阀芯13移动以开、闭进出气口，所述阀体1设置有缸筒腔16，所述的活塞15设置在缸筒腔16内。

如图1所示，图示为二位三通阀，阀腔的进出气口分别标注为①、②及③，其中①号端口接入带压力的气体介质，②连接气动阀门，③为排气端口，先导进气道17通过设置在阀体1侧壁中的通路与①号端口连接，保证带压气体介质能够驱动活塞15移动。

进一步的，如图1所示，所述的先导阀组件还包括设置在阀体1上的先导进气道17及先导出气道18，所述的先导进气道17连通在阀腔与先导腔5之间，所述的先导出气道18连通在先导腔5与缸筒腔16之间，所述的动铁芯3借助电磁线圈2的吸引具有在先导腔5内上下移动的自由度，所述的先导进气道17的端口借助动铁芯3的移动与先导腔5形成连通与封闭。

进一步的，如图4所示，所述的气闭帽11包括呈喇叭口状结构的帽檐部19以及设置在帽檐部19中心处呈凸起状的堵塞部20，所述的堵塞部20与排气孔8插接形成密封。

由于堵塞部20插入排气孔8形成密封，而所述的帽檐部19在与铁芯壳体4的上壁接触时帽檐部19被压下，并贴附在铁芯壳体4的内壁上表面，从而形成了负压吸附。

进一步的，所述的气密阀芯9的外侧壁设置有气密环21，所述气密环21与安装孔10的内壁形成密封配合，所述的帽檐部19上设置有与气密阀芯9的筒状内腔连通的平衡气孔22。

借助平衡气孔22，当动铁芯3下移时，在气闭帽11与铁芯壳体4之间的密封空间内进一步形成负压环境，增加吸附力，防止气密阀芯9过早复位。

进一步的，所述的气密阀芯9上还设置有泄压密封环23，所述的泄压密封环23设置在气密阀芯9上侧，所述的泄压密封环23与气密环21之间还设置有泄压孔24，当气密阀芯9伸出后，泄压密封环23从安装孔10内伸出，泄压孔24与排气腔6连通。

当动铁芯3下移时在排气腔6产生负压，而气闭帽11内由于负压以及堵塞部20的牵拉限位而吸附在原位，当动铁芯3下移到位后，泄压孔24暴露，借助泄压孔24使得排气腔6与气密阀芯9的内腔气压平衡，使得气闭帽11的负压吸附效果失效，随即在牵引弹簧12的牵拉之下将堵塞部20从排气孔8内拔出，在牵拉的同时，保证了排气腔6有一定的负压持续时间，加速了电磁阀的活塞15复位速度。

进一步的，所述的安装孔10内还设置有导向柱25，所述导向柱25与动铁芯3固定，所述导向柱25伸入到气密阀芯9的筒状空腔内部。借助导向柱25起到限位导向作用，同时挤占气密阀芯9的内部空腔，使得在动铁芯3下移时，气闭帽11与排气腔6的压差更大，进一步避免气闭帽11提前松脱。

Claims (7)

1.一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，包括阀体（1）、先导阀组件以及用于通断气路的开闭阀组件，所述的先导阀组件包括设置在阀体（1）上的电磁线圈（2）、动铁芯（3）、铁芯壳体（4）、先导腔（5）以及排气通路，动铁芯（3）借助电磁线圈（2）的吸引在先导腔（5）内移动来引入或排出气体介质，借助气体介质推动开闭阀组件开启或关闭，其特征在于：所述的排气通路包括动铁芯（3）与铁芯壳体（4）之间围成的排气腔（6）、及动铁芯（3）侧壁开设的排气槽（7），所述排气槽（7）连通排气腔（6）与先导腔（5），所述的铁芯壳体（4）上设置有排气孔（8），所述的排气孔（8）连通排气腔（6）与外界大气，所述的动铁芯（3）上还设置有气密阀芯（9），所述动铁芯（3）上设置有安装孔（10），所述气密阀芯（9）滑动设置在安装孔（10）内，气密阀芯（9）呈空心筒状结构，所述的气密阀芯（9）端部设置有与排气孔（8）形成插接封堵的气闭帽（11），所述的气闭帽（11）与安装孔（10）之间还连接有牵引弹簧（12），所述气密阀芯（9）借助牵引弹簧（12）回弹到安装孔（10）内。

2.根据权利要求1所述的一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，其特征在于：所述的开闭阀组件还包括主阀芯（13）、复位弹簧（14）及活塞（15），所述的阀体（1）上设置有阀腔，所述的阀腔设置有供气流进出的进出气口，所述的主阀芯（13）设置在阀腔内，所述的复位弹簧（14）及活塞（15）分别设置在主阀芯（13）的两侧，活塞（15）及复位弹簧（14）推动主阀芯（13）移动以开、闭进出气口，所述阀体（1）设置有缸筒腔（16），所述的活塞（15）设置在缸筒腔（16）内。

3.根据权利要求2所述的一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，其特征在于：所述的先导阀组件还包括设置在阀体（1）上的先导进气道（17）及先导出气道（18），所述的先导进气道（17）连通在阀腔与先导腔（5）之间，所述的先导出气道（18）连通在先导腔（5）与缸筒腔（16）之间，所述的动铁芯（3）借助电磁线圈（2）的吸引具有在先导腔（5）内上下移动的自由度，所述的先导进气道（17）的端口借助动铁芯（3）的移动与先导腔（5）形成连通与封闭。

4.根据权利要求1所述的一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，其特征在于：所述的气闭帽（11）包括呈喇叭口状结构的帽檐部（19）以及设置在帽檐部（19）中心处呈凸起状的堵塞部（20），所述的堵塞部（20）与排气孔（8）插接形成密封。

5.根据权利要求4所述的一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，其特征在于：所述的气密阀芯（9）的外侧壁设置有气密环（21），所述气密环（21）与安装孔（10）的内壁形成密封配合，所述的帽檐部（19）上设置有与气密阀芯（9）的筒状内腔连通的平衡气孔（22）。

6.根据权利要求5所述的一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，其特征在于：所述的气密阀芯（9）上还设置有泄压密封环（23），所述的泄压密封环（23）设置在气密阀芯（9）上侧，所述的泄压密封环（23）与气密环（21）之间还设置有泄压孔（24），当气密阀芯（9）伸出后，泄压密封环（23）从安装孔（10）内伸出，泄压孔（24）与排气腔（6）连通。

7.根据权利要求1所述的一种核级气动阀门用的快速反应式电磁阀，其特征在于：所述的安装孔（10）内还设置有导向柱（25），所述导向柱（25）伸入到气密阀芯（9）的筒状空腔内部。