CN211574268U - 快速响应阀结构 - Google Patents

Abstract

一种快速响应阀结构，包括阀座、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、隔磁套管、直流线圈；阀座设有流体腔室，流体腔室上设有动铁芯，动铁芯上设有静铁芯，动铁芯和静铁芯外套有隔磁套管，静铁芯与隔磁套管固定连接，隔磁套管下端固定在流体腔室上，隔磁套管外侧设有直流线圈，动铁芯底部设有复位弹簧，动铁芯底部在复位弹簧弹力和动铁芯重力的作用下抵住流体腔室的流体入口；直流线圈通电后产生磁场，磁场使动铁芯与静铁芯吸合，打开流体腔室的流体入口；动铁芯与静铁芯之间的动铁芯顶部或所述静铁芯底部设有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或涂覆非导磁低隔磁材料涂层。本实用新型能在高温、高磁环境中保证电磁阀保持快速响应能力和精确控制能力。

Description

快速响应阀结构

技术领域

本实用新型涉及一种阀结构，尤其涉及一种快速响应阀结构，作为强磁环境下或有精密控制要求时的快速响应阀，用于流体方向、流量、速度的控制，属于机电设备制造技术领域。

背景技术

电磁阀(Electromagnetic valve)是一种用电磁控制的工业设备，在生产、生活中应用十分广泛，是控制流体的自动化基础执行器，主要但并不限于在液压、气动设备上运用，目的在于调整流体介质的方向、流量、速度和其他的参数，可以通过配合不同的电路来实现预期的控制，操控灵活并能达到一定的控制精度。

电磁阀一般包含阀座、静铁芯、动铁芯、电磁线圈等元器件，阀座上开有一个或几个孔道和流体腔室，静铁芯、动铁芯被封闭在一个隔磁套管中且动铁芯与隔磁套管固定连接，隔磁套管底部安装在流体腔室上，通过动铁芯在隔磁套管内的上下移动，打开或关闭流体进入流体腔室的入口，达到启闭阀门的作用；电磁线圈安装在隔磁套管外，通过通电或断电，在静铁芯、动铁芯间产生或消除磁力，使得动铁芯在隔磁套管内发生上下移动，构成一个简洁、紧湊的流体开关、控制机构；电磁阀可以单独作为控制阀使用，也可以两个或者多个联合作为比例控制阀使用，或者作为开启主阀的先导阀。

电磁阀应用广泛，尤其作为先导阀应用更为重要。现有技术中，先导式电磁阀已获得快速的发展，如：

发明专利(申请号201610437514.2)提供的《先导式电磁阀》，发明专利(申请号201610335265.6)提供的《一种响应时间可调的先导电磁阀结构》，实用新型专利(申请号201721830963.X)提供的《快速响应的先导式电磁阀》，发明专利申请(申请号201711060004.9)提供的《一种先导式电磁阀》，发明专利申请(申请号201810368242.4)提供的《带有延长的插入件的先导操纵阀》，以及实用新型专利(申请号201820932438.7)提供的《一种先导式电磁阀》。

上述发明专利、实用新型专利和发明申请所提供的技术，其主要贡献在于简化电磁阀结构、降低生产成本上，同时也涉及电磁阀响应时间等技术方面，但对于电磁阀如何适应较为极端的工况，却几乎没有涉及。

由于生产的需要，有时先导式电磁阀需配置在一些较为极端的工况下，如高温、高磁、高粉尘的电解铝生产环境中工作。

电解铝的生产主要在电解槽内进行，生产时，以熔融冰晶石作为溶剂，氧化铝作为溶质，碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950～970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解反应。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘；阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯型材等。

电解过程中，由于电解需要强大的直流电，因此，在电解槽周围有强磁场分布；磁场的分布大小与电解槽槽型、大小等因素有关。

电解时，电解槽上层物料与冷空气结合会形成结壳，阻碍电解铝原料进入电解槽中。为保证生产，需要不断打破此结壳。

打破结壳通常使用打壳气缸，打壳气缸一般由气动先导式电磁阀控制，在气动先导式电磁阀的控制下，两位五通阀换向，打壳气缸下行，通过压缩空气冲击力，将结壳打通，从而保证电解铝原料能够不断地进入电解槽中。

此外，电解槽内的物料通常也需要通过下料气缸进行输送，下料气缸一般也是由气动先导式电磁阀进行控制。

每条电解槽上一般设有多个打壳气缸和多个下料气缸，过去控制打壳气缸和下料气缸主要采用气控柜，气控柜内的单个控制阀控制多个打壳气缸，气控柜在电解槽边上，磁场影响较小；现在的打壳气缸和下料气缸一般采用单点控制，每个气动先导式电磁阀控制一个打壳气缸或下料气缸。单点控制取消了气控柜，先导阀装设置在气缸顶部，因此，先导阀受磁场影响较大。

由于电解铝的生产环境温度很高、粉尘很大，特别是生产时，电解槽内要接上低电压大电流，使得生产现场产生强磁，特别是在400KA以上的电解槽周围，会产生900Gs的磁场，导致气动先导式电磁阀中的先导阀在通断电动作过程中频频出现故障。

发明人经过仔细观察研究发现，电解铝生产现场气动先导电磁阀频频出现故障的原因在于：

电解铝生产现场的先导式电磁阀中，先导阀的动铁芯与静铁芯在强磁环境下，先导阀断电后其电磁线圈仍然带有磁性，使得动铁芯无法在复位弹簧弹力和自身重力的作用下迅速复位，从而导致先导阀失灵进而影响整个先导式电磁阀的正常工作。

为解决这一问题，现有技术采用了提高复位弹簧力值来促使动铁芯复位的方法，但采用如此方法之后，原来的电磁线圈通电后产生的磁力不足以克服复位弹簧的弹力拉起动铁芯导通先导孔，进而打开主阀；

为克服复位弹簧的弹力，必须提高电磁线圈的功率以提升磁力，而大功率的电磁线圈在类似电解铝生产现场这种高温高磁高粉尘环境下，又极容易过热烧坏，从而影响生产和安全。

此外，在一些需要精确控制响应时间、比例精度的场合，由电磁阀作为比例控制阀进行操控时，也会出现由于电磁阀的电磁线圈长时间通电后，静铁芯、动铁芯长时间吸合，当电磁线圈断电后，也会发生固定铁芯、动铁芯不能快速消磁分离的情况，造成阀门响应迟缓、控制不精准。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型实施例一方面提供一种快速响应阀结构，目的在于在不改变现有电磁阀基本结构、不大幅增加复位弹簧力值和电磁线圈功率的情况下，使其能在高温条件、特别是在高磁环境中或电磁线圈长时间通电后仍能正常工作，具有快速响应能力和精确控制能力，从而保证生产并提高安全性能；

另一方面，本实用新型实施例根据上述快速响应阀结构，还提供一种强磁工况下快速响应气动先导阀，目的在于利用所述快速响应阀结构，制备一种能在强磁工况下保证所述强磁工况下快速响应气动先导阀能够正常工作，正确引导主阀工作，保证生产和安全；

再一方面，本实用新型实施例根据上述快速响应阀结构，还提供一种快速响应气动比例控制阀，目的在于利用所述快速响应阀结构，制备一种快速响应气动比例控制阀，保证所需工作介质流量、流速的精确控制，达到保证生产和安全的目的。

为达上述目的，本实用新型实施例提供如下的技术方案：

一种快速响应阀结构，包括部件：阀座、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、隔磁套管、直流线圈；

所述阀座设有流体腔室，所述流体腔室上设有动铁芯，所述动铁芯上设有静铁芯，所述动铁芯和所述静铁芯外套有隔磁套管，所述静铁芯与所述隔磁套管固定连接，所述隔磁套管下端固定在所述流体腔室上，所述隔磁套管外侧设有直流线圈，所述动铁芯底部设有复位弹簧，所述动铁芯底部在所述复位弹簧弹力和所述动铁芯重力的作用下抵住所述流体腔室的流体入口，所述直流线圈通电后产生磁场，所述磁场致使所述动铁芯与所述静铁芯吸合，打开所述流体腔室的流体入口；

在所述动铁芯与所述静铁芯之间的所述动铁芯顶部或所述静铁芯底部，还设有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或非导磁低隔磁材料涂覆的涂层，所述隔片/涂层用于降低所述动铁芯与所述静铁芯的之间的贴合力和所述动铁芯与所述静铁芯吸合时的噪音。

进一步的，所述非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

进一步的，所述隔片/涂层其厚度为0.1～0.3mm。

进一步的，所述动铁芯底部还设有下封塞，所述下封塞用于密闭所述流体入口。

进一步的，所述快速响应阀结构中还包括固定螺母，所述固定螺母设置在所述隔磁套管上用于固定所述直流线圈。

一种强磁工况下快速响应气动先导阀，用于操纵其他阀门或元件，包括阀座、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、隔磁套管、直流线圈；

所述阀座设有进气通道、出气通道、气室和进气口，所述进气通道经所述进气口与所述气室联通，所述气室与所述出气通道联通；

所述气室上设有动铁芯，所述动铁芯上设有静铁芯，所述静铁芯上有贯通上下的排气通道，所述动铁芯和所述静铁芯外套有隔磁套管，所述隔磁套管与所述静铁芯固定连接，所述隔磁套管下端固定在所述气室上，所述动铁芯底部设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端抵在所述动铁芯底端而另一端抵在所述隔磁套管底部，所述动铁芯底部在所述动铁芯重力和所述复位弹簧弹力的作用下抵住所述进气口；

所述隔磁套管外侧设有直流线圈，所述直流线圈通电后产生磁场，所述磁场致使所述动铁芯与所述静铁芯吸合，打开所述进气口并同时封闭所述排气通道，使工作气体通过所述进气通道经所述进气口进入所述气室并进一步从所述出气通道导出去操纵所述其他阀门或元件；

当所述直流线圈断电，所述磁场消失，所述动铁芯在重力和所述复位弹簧弹力的作用下复位，封闭所述进气口并同时打开所述排气通道，使所述工作气体进入所述气室的通道阻断，余气从所述排气通道排出，使所述其他阀门或元件失去操纵所需工作气体；

在所述动铁芯与所述静铁芯之间的所述动铁芯顶部或所述静铁芯底部，设有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或非导磁低隔磁材料涂覆的涂层，所述隔片/涂层用于降低所述动铁芯与所述静铁芯的之间的贴合力和所述动铁芯与所述静铁芯吸合时的噪音。

进一步的，所述非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

进一步的，所述隔片/涂层其厚度为0.1～0.3mm。

进一步的，所述动铁芯上具有通孔，所述通孔内有设下封塞和上封塞，所述下封塞与所述上封塞之间设有内弹簧，所述上封塞用于封闭所述排气通道的排气进口，所述下封塞用于封闭所述进气口。

进一步的，所述强磁工况下快速响应气动先导阀还包括法兰，所述法兰设置在所述气室之上且通过螺纹与螺牙的配合与所述阀座连接，所述隔磁套管下端通过所述法兰固定在所述气室上。

进一步的，所述强磁工况下快速响应气动先导阀还包括具有排气口的排气螺母，所述排气螺母通过螺纹与螺牙的配合与所述静铁芯连接，所述排气口与所述排气通道联通。

一种快速响应气动比例控制阀，用于根据输入电流的大小成比例操纵其他阀门或元件，包括阀座、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、隔磁套管、直流线圈；

所述阀座设有进气通道、出气通道、气室和进气口，所述进气通道经所述进气口与所述气室联通，所述气室与所述出气通道联通；

所述气室上设有动铁芯，所述动铁芯上设有静铁芯，所述动铁芯和所述静铁芯外套有隔磁套管，所述隔磁套管与所述静铁芯固定连接，所述隔磁套管下端固定在所述气室上，所述动铁芯底部设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端抵在所述动铁芯底端而另一端抵在所述隔磁套管底部，所述动铁芯底部在所述动铁芯重力和所述复位弹簧弹力的作用下抵住所述进气口；

所述隔磁套管外侧设有直流线圈，所述直流线圈通电后产生磁场，所述磁场致使所述动铁芯与所述静铁芯吸合打开所述进气口，使工作气体通过所述进气通道经所述进气口进入所述气室并进一步从所述出气通道导出去操纵所述其他阀门或元件；当所述直流线圈断电，所述磁场消失，所述动铁芯在重力和所述复位弹簧弹力的作用下复位封闭所述进气口，使所述工作气体进入所述气室的通道阻断使所述其他阀门或元件失去操纵所需工作气体；所述进气口的开合及开度由通入所述直流线圈的电流大小决定；

在所述动铁芯与所述静铁芯之间的所述动铁芯顶部或所述静铁芯底部，还有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或非导磁低隔磁材料涂覆的涂层，所述隔片/涂层用于降低所述动铁芯与所述静铁芯的之间的贴合力和所述动铁芯与所述静铁芯吸合时的噪音。

进一步的，所述非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

进一步的，所述隔片/涂层其厚度为0.1～0.3mm。

进一步的，所述快速响应气动比例控制阀还包括固定螺母，所述固定螺母通过螺纹与螺牙的配合与所述静铁芯连接，用于固定所述直流线圈。

进一步的，所述快速响应气动比例控制阀还包括绝缘垫圈，所述绝缘垫圈设置在所述直流线圈与所述阀座之间，用于所述直流线圈与所述阀座之间的绝缘和防震。

本实用新型有益效果及显著进步在于：

1)现有技术中的电磁阀主要通过静铁芯和动铁芯在电磁线圈励磁的激励下吸合，从而打开由动铁芯封闭的流体进口，或当电磁线圈断电失磁时，动铁芯在其本身重力和复位弹簧弹力的作用下下落复位，再次覆盖封闭流体进口，从而形成电磁阀的开启和闭合；

动铁芯在电磁线圈通电或断电下情况下吸合或下落的响应时间及吸合或下落的速度主要由电磁线圈的功率和复位弹簧的力值决定，电磁线圈功率越大，动铁芯的吸合响应时间和吸合速度就越快；复位弹簧的力值越大，动铁芯下落封闭流体进口的响应时间就越短、下落速度也越快；显然，为达到动铁芯吸合或下落动作响应快捷、完成及时，就希望有大力值的复位弹簧并配以大功率的电磁线圈，但电磁线圈功率越大，则耗能就越多，越容易发热烧毁，但小功率的电磁线圈又可能无法吸合动铁芯，不能完成电磁阀的开启；

此外，在一些极端工况情况下，比如高温、高磁情况下，更容易导致大功率电磁线圈的烧毁，或电磁线圈断电时，静铁芯和动铁芯上仍然有磁吸合，从而影响响应时间和动作完成的速度，进而影响工作甚至安全；

而本实用新型通过在动铁芯与静铁芯之间的动铁芯顶部或述静铁芯底部，设置非导磁低隔磁材料制作而成的隔片/涂层，改变了动铁芯与静铁芯吸合时的紧密程度，减少了动铁芯与静铁芯的部分吸合力，特别是消除了由于动铁芯与静铁芯在各自光滑吸合面上由于大气压而产生的吸合力，从而使得动铁芯在电磁线圈断电时下落响应时间加快、下落完成时间缩短；由于非导磁低隔磁材料并不隔磁，因而在动铁芯与静铁芯之间添加了非导磁低隔磁材料制成的隔片后，并不影响动铁芯在电磁线圈通电时与静铁芯的吸合响应时间和吸合完成时间，故而能消除高磁环境对电磁阀的影响，保证生产和安全；

2)由于本实用新型不改变现有电磁阀的基本结构，也不必大幅增加复位弹簧力值和电磁线圈功率，仅需在动铁芯与静铁芯之间添加一非导磁低隔磁材料制成的隔片或涂层就能在高温、特别是在高磁环境中保证电磁阀仍能正常工作，使其保持快速响应能力和精确控制能力，保证生产并提高安全性能，因此，对于现有的电磁阀技术来说，是一项具有革命性的创新发明，具有显著的优势，能够取得意想不到的技术效果；

3)本实用新型设计新颖独特、实施简单快捷、投入甚微但效果突出，能显著提升电磁阀的响应时间和动作完成速率，很好地保证生产安全和控制精度，因此，极具推广应用价值。

附图说明

为更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对本实用新型的实施例所需使用的附图作一简单介绍。

显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型中的部分实施例的附图，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，但这些其他的附图同样属于本实用新型实施例所需使用的附图之内。

图1为本实用新型实施例提供的一种快速响应阀结构的剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种强磁工况下快速响应气动先导阀的剖视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种快速响应气动比例控制阀的剖视结构示意图。

图中：

1-阀座，2-动铁芯，3-静铁芯，4-隔磁套管，5-复位弹簧，6-直流线圈，7-隔片/涂层，8-绝缘垫片，9-法兰；

11-流入通道/进气通道、12-流出通道/出气通道、13-流体腔室/气室、14-流体入口/进气口，21-下封塞、22-上封塞、23-内弹簧，31-排气通道，61-固定螺母。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚，下面，将结合本实用新型实施例中所提供的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所有描述的这些实施例仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书以及本实用新型实施例附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”(如果存在)等，仅是用于区别不同对象，而非用于描述特定的顺序。此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要理解的是，在本实用新型实施例的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”等指示性方位或位置用词，仅为基于本实用新型实施例附图所示的方位或位置关系，是为了便于描述本实用新型的实施例和简化说明，而不是指示或暗示所述的装置或元件必须具有的特定方位、特定的方位构造和操作，因此，不能理解为是对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或活动连接，亦可是成为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

还需要说明的是，以下的具体实施例可以相互结合，对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

下面，以具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

实施例一

如图1本实用新型实施例提供的一种快速响应阀结构的剖视结构示意图所示：

本实施例提供的一种快速响应阀结构，包括部件：阀座1、动铁芯2、静铁芯3、隔磁套管4、复位弹簧5、直流线圈6；

阀座1设有流入通道11、流出通道12、流体腔室13和流体入口14，流入通道11通过流体入口14与流体腔室13联通，流体腔室13与流出通道12联通；

流体腔室13上设有动铁芯2，动铁芯2上设有静铁芯3，动铁芯2和动铁芯3外套有隔磁套管4，隔磁套管4与静铁芯3固定连接，隔磁套管4下端固定在流体腔室13上，动铁芯2能在隔磁套管4内上下移动，且在动铁芯2底部设置有复位弹簧5，复位弹簧5一端抵在动铁芯2底端而另一端抵在隔磁套管4底部，动铁芯2底部在动铁芯2重力和复位弹簧5弹力的作用下抵住流体入口14；

隔磁套管4外侧设有直流线圈6，直流线圈6通电后产生磁场，磁场致使动铁芯2与静铁芯3吸合，从而打开流体入口14，使流体通过流入通道11经流体入口14进入流体腔室13并进一步从流出通道12导出，快速响应阀打开；当直流线圈6断电，磁场消失，动铁芯2在重力和复位弹簧5弹力的作用下复位，封闭流体入口14，使流体进入流体腔室13的通道阻断，关闭快速响应阀；

在动铁芯2与静铁芯3之间的动铁芯顶部/静铁芯底部，还有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片/涂层7，隔片/涂层7用于隔离动铁芯2与静铁芯3的紧密吸合。

本实施例中，使用的非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

实验证明，隔片/涂层的厚度为0.1～0.3mm时，能够使得本实施例中的电磁阀达到非常好的快速响应效果。以下，为部分的实验数据：

1、隔片/涂层对电磁阀中动铁芯与静铁芯吸合力的影响：

在如表1所列快速响应阀结构参数及测试条件下，得到如表2所列隔片/涂层对电磁阀中动铁芯与静铁芯吸合力的影响情况，可以看出：

1)随着隔片/涂层的厚度增加，动铁芯与静铁芯之间的吸合力下降，释放电压上升但吸合电压几乎不变；

2)动铁芯与静铁芯之间在吸合响应时间不变的情况下，释放响应时间明显降低。

由此可以得出：

正常工况下，在动铁芯与静铁芯之间设置用铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种等非导磁低隔磁材料制成的隔片或涂覆涂层，可大幅提高本实用新型实施例所提供的快速响应阀动铁芯的释放响应时间。

表1.快速响应阀结构参数及测试条件

表2.隔片/涂层对电磁阀中动铁芯与静铁芯吸合力的影响情况

2、隔片/涂层对电磁阀中动铁芯与静铁芯吸合力的影响：

检测方法：在静铁芯顶部增加一块磁铁模拟强磁环境。检测结果如表3所示：

表3.具有隔片/涂层的电磁阀在强磁环境中吸合响应情况检测数据

从表3中可以看出：

当线圈得电后产生磁场方向与磁铁的磁场方向相反时，吸合电压与释放电压同时提高；当线圈得电后产生磁场方向与磁铁的磁场方向相同时，吸合电压与释放电压同时减低。

即：当强磁环境下的磁场方向与线圈产生磁场方向相同、并且环境磁场足够强时就会出现线圈失电后动铁芯与静铁芯依然吸合，但在电磁阀的动铁芯与静铁芯之间添加了用铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种等非导磁低隔磁材料制成的隔片或涂层后，释放电压都可大幅提高，从而大幅缩短电磁阀内动铁芯的释放时间。

通过上述实验可知，本实用新型实施例提供的快速响应阀结构，能够在不同工况下，都具有快速响应性能，满足生产和安全的需要。

对比现有技术，可以看到：

现有技术中的电磁阀主要是通过静铁芯和动铁芯在电磁线圈励磁的激励下吸合，从而打开由动铁芯覆盖封闭的流体进口，或当电磁线圈断电失磁时，动铁芯在其自身重力和复位弹簧弹力的作用下下落复位，再次覆盖封闭流体进口从而形成电磁阀的开启和闭合；在此过程中，电磁阀的性能和功能，就是通过动铁芯在电磁线圈通电或断电下的吸合或下落的响应时间和吸合及下落的速度来体现的；

而动铁芯在电磁线圈通电或断电下情况下，吸合或下落的响应时间和吸合或下落的速度则主要由电磁线圈的功率和复位弹簧的力值所决定；电磁线圈功率越大，动铁芯的吸合响应时间和吸合速度就越快；复位弹簧的力值越大，动铁芯下落封闭流体进口的响应时间就越短、下落速度也越快；显然，为达到动铁芯吸合或下落动作响应快捷、完成及时，就希望有大力值的复位弹簧并配以大功率的电磁线圈，但电磁线圈功率越大，则耗能就越多，且越容易发热烧毁，但小功率的电磁线圈又可能无法吸合动铁芯，不能完成电磁阀的开启；

此外，在一些极端工况情况下，比如高温、高磁情况下，高温更容易导致大功率电磁线圈的烧毁，而高磁环境下，则会导致在电磁线圈断电时，静铁芯和动铁芯上仍然有磁吸合，从而影响响应时间和动作完成速度，进而影响工作甚至安全；

而本实用新型通过在动铁芯与静铁芯之间的动铁芯顶部或述静铁芯底部设置非导磁低隔磁材料制作而成的隔片/涂层，改变了动铁芯与静铁芯吸合时的紧密程度，减少了动铁芯与静铁芯的部分磁性吸合力，特别是消除了由于动铁芯与静铁芯在各自光滑吸合面上由于大气压而产生的吸合力，从而使得动铁芯在电磁线圈断电时下落响应时间加快、下落完成时间缩短；由于非导磁低隔磁材料并不隔磁，因而在动铁芯与静铁芯之间添加了非导磁低隔磁材料制成的隔片或涂层后，并不影响动铁芯在电磁线圈通电时与静铁芯的吸合响应时间和吸合完成时间，故而能消除高磁环境对电磁阀的影响，保证生产和安全；

由于本实用新型不用改变现有电磁阀的基本结构，也不必大幅增加复位弹簧力值和电磁线圈功率，仅需在动铁芯与静铁芯之间添加一非导磁低隔磁材料制成的隔片或涂层就能在高温、特别是在高磁环境中保证电磁阀仍能正常工作，使其具有快速响应能力和精确的控制能力，因此，对于现有的电磁阀技术来说，是一项具有革命性的创新发明，具有显著的优势，能够取得意想不到的技术效果；

此外，可以看到，本实用新型设计新颖独特、实施简单快捷、投入甚微，但效果突出，能显著提升电磁阀的响应时间和动作完成速率，很好地保证生产安全和控制精度，因此，极具推广和应用价值。

作为上述实施例的进一步改进，如图1所示：

在动铁芯2底部再设置下封塞21，通过下封塞21密闭流体入口14，提高其密闭性能；

优选的，下封塞21可以用橡胶、四氟乙烯等高分子弹性材料进行制作，以此提高密封性能，避免动铁芯2与流体入口14的直接摩擦，影响电磁阀的控制精度和使用寿命；

此外，作为进一步的改进，在本实施例所提供的快速响应阀结构中，还可包括固定螺母61，固定螺母61设置在隔磁套管6上，用于固定所述直流线圈6。

增加了固定螺母后，可以进一步保障直流线圈在整个电磁阀稳定性，从而进一步提高本实用新型实施例所提供的快速响应阀结构的可靠性。

实施例二

本实施例是上述实施例一所提供的快速响应阀结构的一种具体应用。

如图2本实用新型实施例提供的一种强磁工况下快速响应气动先导阀的剖视结构示意图所示：

一种强磁工况下快速响应气动先导阀，包括：阀座1、动铁芯2、静铁芯3、复位弹簧4、隔磁套管5、直流线圈6；

阀座1设有进气通道11、出气通道12、气室13和进气口14，进气通道11经进气口14与气室13联通，气室13与出气通道12联通；

气室13上设有动铁芯2，动铁芯2上设有静铁芯3，静铁芯3上有贯通上下的排气通道31，动铁芯2和静铁芯3外套有隔磁套管4，隔磁套管4与静铁芯3固定连接，隔磁套管4下端固定在气室14上，动铁芯2能在隔磁套管4内上下移动，且在动铁芯2底部设置有复位弹簧5，复位弹簧5一端抵在动铁芯2底端而另一端抵在隔磁套管4底部，动铁芯2底部在动铁芯2重力和复位弹簧5弹力的作用下抵住进气口14；

隔磁套管4外侧设有直流线圈6，直流线圈6通电后产生磁场，磁场致使动铁芯2与静铁芯3吸合，从而打开进气口14并同时封闭排气通道31，使工作气体通过进气通道11经进气口14进入气室13并进一步从出气通道12导出，强磁工况下快速响应气动先导阀打开；当直流线圈6断电，磁场消失，动铁芯2在重力和复位弹簧5弹力的作用下复位，封闭进气口14并同时打开排气通道31，使工作气体进入气室13的通道阻断，余气从排气通道31排出，强磁工况下快速响应气动先导阀关闭；

在动铁芯2与静铁芯3之间的动铁芯顶部/静铁芯底部，还有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片/涂层7，隔片/涂层7用于隔离动铁芯与静铁芯的紧密吸合。

本实施例中，使用的非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

实验证明：

隔片/涂层的厚度为0.1～0.3mm时，能够使得本实施例中的电磁阀达到非常好的快速响应效果，实验数据如表1、表2及表3所示，这里不再赘述。

通过上述实验可知，本实用新型实施例提供的强磁工况下快速响应气动先导阀，能够在强磁工况下，仍然保持良好的快速响应能力，能满足生产和安全的需要。

作为本实施例的进一步改进，如图2所示：

动铁芯2上设置有通孔，通孔内有设下封塞21和上封塞22，下封塞21与上封塞22之间设有内弹簧23，上封塞22用于封闭排气通道31的排气进口，下封塞21用于封闭进气口14；

下封塞21与封塞22可以用橡胶、四氟乙烯等高分子弹性材料进行制作。

经过如此的改进，可以提高密封性能，避免动铁芯2与进气口14和排气通道31口的直接摩擦，影响电磁阀的控制精度和使用寿命。

作为本实施例的进一步改进，本实施例提供的强磁工况下快速响应气动先导阀中，还包括了法兰8，法兰8设置在气室13之上且通过螺纹与螺牙的配合与阀座1连接，隔磁套管4下端通过法兰8固定在气室13上。

如此的改进，可以方便本实施例提供的强磁工况下快速响应气动先导阀的生产和组装，以及检修。

作为本实施例的进一步改进，本实施例提供的强磁工况下快速响应气动先导阀中，还包括具有排气口的排气螺母61，排气螺母61通过螺纹与螺牙的配合与静铁芯3连接，排气口与排气通道31联通。

如此的改进，可以保证本实施例提供的强磁工况下快速响应气动先导阀在高粉尘环境下，仍能具有良好的工作性能。

实施例三

本实施例是上述实施例一所提供的快速响应阀结构的又一具体应用。

如图3本实用新型实施例提供的一种快速响应气动比例控制阀的剖视结构示意图所示：

一种快速响应气动比例控制阀，包括：阀座1、动铁芯2、静铁芯3、复位弹簧4、隔磁套管5、直流线圈6；

阀座1设有进气通道11、出气通道12、气室13和进气口14，进气通道11经进气口14与气室13联通，气室13与出气通道12联通；

气室13上设有动铁芯2，动铁芯2上设有静铁芯3，动铁芯2和静铁芯3外套有隔磁套管4，隔磁套管4与静铁芯3固定连接，隔磁套管4下端固定在气室13上，动铁芯2能在隔磁套管4内上下移动，且在动铁芯2底部设置有复位弹簧5，复位弹簧5一端抵在动铁芯2底端而另一端抵在隔磁套管4底部，动铁芯2底部在动铁芯2重力和复位弹簧5弹力的作用下抵住进气口14；

隔磁套管4外侧设有直流线圈6，直流线圈6通电后产生磁场，磁场致使动铁芯2与静铁芯3吸合，从而打开进气口14，使工作气体通过进气通道11经进气口14进入气室13并进一步从出气通道12导出，气动快速响应比例控制电磁阀打开；当直流线圈6断电，磁场消失，动铁芯2在重力和复位弹簧5弹力的作用下复位，封闭进气口14，使工作气体进入气室13的通道阻断，气动快速响应比例控制电磁阀关闭；

在动铁芯2与静铁芯3之间的动铁芯顶部/静铁芯底部，还有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片/涂层7，隔片/涂层7用于隔离动铁芯2与静铁芯3的紧密吸合。

本实施例中，使用的非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

实验证明：

隔片/涂层的厚度为0.1～0.3mm时，能够使得本实施例中的电磁阀具有非常好的精密控制能力，满足生产和安全的需要。实验数据如表1、表2及表3所示，这里不再赘述。

通过上述实验可知，本实施例提供的快速响应气动比例控制阀，在不同工况下，都具有非常好的精密控制能力，能满足生产和安全的需要。

作为本实施例的进一步改进，如图3所示：

在本实施例提供的快速响应气动比例控制阀中，还包括了固定螺母61，固定螺母61通过螺纹与螺牙的配合与静铁芯3连接，用于固定直流线圈6。

作为本实施例的进一步改进，本实施例提供的快速响应气动比例控制阀中，还包括绝缘垫圈9，绝缘垫圈9设置在直流线圈6与阀座1之间，用于直流线圈6与阀座1之间的绝缘和防震。

综上所述，可以看出：

本实用新型通过在现有电磁阀结构的动铁芯与静铁芯之间，在动铁芯顶部或述静铁芯底部设置非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或非导磁低隔磁材料涂层，改变了动铁芯与静铁芯吸合时的紧密程度，减少了动铁芯与静铁芯之间的部分吸合力，特别是消除了由于动铁芯与静铁芯在各自光滑吸合面上由于大气压而产生的吸合力，从而使得动铁芯在电磁线圈断电时下落响应时间加快、下落完成时间缩短；

由于非导磁低隔磁材料并不隔磁，因而在动铁芯与静铁芯之间添加了非导磁低隔磁材料制成的隔片或非导磁低隔磁材料涂层后，并不影响动铁芯在电磁线圈通电时与静铁芯的吸合响应时间和吸合完成时间；

因此，在现有电磁阀结构的结构中，在动铁芯顶部或述静铁芯底部设置非导磁低隔磁材料制作成的隔片或涂覆非导磁低隔磁材料涂层，能够消除高磁环境对电磁阀的影响，保证生产和安全；

其次，由于本实用新型不用改变现有电磁阀的基本结构，也不必大幅增加复位弹簧力值和电磁线圈功率，仅需在动铁芯与静铁芯之间添加一非导磁低隔磁材料制成的隔片或涂覆非导磁低隔磁材料涂层就能保证在高温、特别是在高磁环境中电磁阀仍能正常工作，使其具有快速响应能力和精确的控制精度，从而保证生产并提高安全性能，因此，对于现有的电磁阀技术来说，是一项具有革命性的创新发明，有着显著的进步，能够取得意想不到的技术效果；

再次，本实用新型设计新颖独特、实施简单快捷、投入甚微，但效果突出，能显著提升电磁阀的响应时间和动作完成速率，很好地保证生产安全和控制精度，因此，极具推广和应用价值。

在上述说明书的描述过程中：

术语“本实施例”、“本实用新型实施例”、“如……所示”、“进一步的”、“进一步改进的技术分方案”等的描述，意指该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中；在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例，而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合；此外，在不产生矛盾的前提下，本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。

最后应说明的是：

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非是对其的限制；

尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本实用新型所要求保护的范围。

Claims (16)

1.一种快速响应阀结构，包括部件：阀座、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、隔磁套管、直流线圈；

所述阀座设有流体腔室，所述流体腔室上设有动铁芯，所述动铁芯上设有静铁芯，所述动铁芯和所述静铁芯外套有隔磁套管，所述静铁芯与所述隔磁套管固定连接，所述隔磁套管下端固定在所述流体腔室上，所述隔磁套管外侧设有直流线圈，所述动铁芯底部设有复位弹簧，所述动铁芯底部在所述复位弹簧弹力和所述动铁芯重力的作用下抵住所述流体腔室的流体入口，所述直流线圈通电后产生磁场，所述磁场致使所述动铁芯与所述静铁芯吸合，打开所述流体腔室的流体入口，其特征在于：

所述动铁芯与所述静铁芯之间的所述动铁芯顶部或所述静铁芯底部，还设有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或非导磁低隔磁材料涂覆的涂层，所述隔片/涂层用于降低所述动铁芯与所述静铁芯的之间的贴合力和所述动铁芯与所述静铁芯吸合时的噪音。

2.如权利要求1所述的快速响应阀结构，其特征在于：所述非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

3.如权利要求1所述的快速响应阀结构，其特征在于：所述隔片/涂层其厚度为0.1～0.3mm。

4.如权利要求1所述的快速响应阀结构，其特征在于：所述动铁芯底部还设有下封塞，所述下封塞用于密闭所述流体入口。

5.如权利要求1所述的快速响应阀结构，其特征在于：还包括固定螺母，所述固定螺母设置在所述隔磁套管上用于固定所述直流线圈。

6.一种具有如权利要求1所述的快速响应阀结构的强磁工况下快速响应气动先导阀，所述强磁工况下快速响应气动先导阀用于操纵其他阀门或元件，包括阀座、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、隔磁套管、直流线圈，其特征在于：

所述阀座设有进气通道、出气通道、气室和进气口，所述进气通道经所述进气口与所述气室联通，所述气室与所述出气通道联通；

所述气室上设有动铁芯，所述动铁芯上设有静铁芯，所述静铁芯上有贯通上下的排气通道，所述动铁芯和所述静铁芯外套有隔磁套管，所述隔磁套管与所述静铁芯固定连接，所述隔磁套管下端固定在所述气室上，所述动铁芯底部设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端抵在所述动铁芯底端而另一端抵在所述隔磁套管底部，所述动铁芯底部在所述动铁芯重力和所述复位弹簧弹力的作用下抵住所述进气口；

所述隔磁套管外侧设有直流线圈，所述直流线圈通电后产生磁场，所述磁场致使所述动铁芯与所述静铁芯吸合，打开所述进气口并同时封闭所述排气通道，使工作气体通过所述进气通道经所述进气口进入所述气室并进一步从所述出气通道导出去操纵所述其他阀门或元件；

当所述直流线圈断电，所述磁场消失，所述动铁芯在重力和所述复位弹簧弹力的作用下复位，封闭所述进气口并同时打开所述排气通道，使所述工作气体进入所述气室的通道阻断，余气从所述排气通道排出，使所述其他阀门或元件失去操纵所需工作气体；

在所述动铁芯与所述静铁芯之间的所述动铁芯顶部或所述静铁芯底部，设有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或非导磁低隔磁材料涂覆的涂层，所述隔片/涂层用于降低所述动铁芯与所述静铁芯的之间的贴合力和所述动铁芯与所述静铁芯吸合时的噪音。

7.如权利要求6所述的强磁工况下快速响应气动先导阀，其特征在于：所述非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

8.如权利要求6所述的强磁工况下快速响应气动先导阀，其特征在于：所述隔片/涂层其厚度为0.1～0.3mm。

9.如权利要求6所述的强磁工况下快速响应气动先导阀，其特征在于：所述动铁芯上具有通孔，所述通孔内有设下封塞和上封塞，所述下封塞与所述上封塞之间设有内弹簧，所述上封塞用于封闭所述排气通道的排气进口，所述下封塞用于封闭所述进气口。

10.如权利要求6所述的强磁工况下快速响应气动先导阀，其特征在于：还包括法兰，所述法兰设置在所述气室之上且通过螺纹与螺牙的配合与所述阀座连接，所述隔磁套管下端通过所述法兰固定在所述气室上。

11.如权利要求6所述的强磁工况下快速响应气动先导阀，其特征在于：还包括具有排气口的排气螺母，所述排气螺母通过螺纹与螺牙的配合与所述静铁芯连接，所述排气口与所述排气通道联通。

12.一种具有如权利要求1所述的快速响应阀结构的快速响应气动比例控制阀，所述快速响应气动比例控制阀用于根据输入电流的大小成比例操纵其他阀门或元件，包括阀座、动铁芯、静铁芯、复位弹簧、隔磁套管、直流线圈，其特征在于：

所述阀座设有进气通道、出气通道、气室和进气口，所述进气通道经所述进气口与所述气室联通，所述气室与所述出气通道联通；

所述气室上设有动铁芯，所述动铁芯上设有静铁芯，所述动铁芯和所述静铁芯外套有隔磁套管，所述隔磁套管与所述静铁芯固定连接，所述隔磁套管下端固定在所述气室上，所述动铁芯底部设置有复位弹簧，所述复位弹簧一端抵在所述动铁芯底端而另一端抵在所述隔磁套管底部，所述动铁芯底部在所述动铁芯重力和所述复位弹簧弹力的作用下抵住所述进气口；

所述隔磁套管外侧设有直流线圈，所述直流线圈通电后产生磁场，所述磁场致使所述动铁芯与所述静铁芯吸合打开所述进气口，使工作气体通过所述进气通道经所述进气口进入所述气室并进一步从所述出气通道导出去操纵所述其他阀门或元件；当所述直流线圈断电，所述磁场消失，所述动铁芯在重力和所述复位弹簧弹力的作用下复位封闭所述进气口，使所述工作气体进入所述气室的通道阻断使所述其他阀门或元件失去操纵所需工作气体；所述进气口的开合及开度由通入所述直流线圈的电流大小决定；

在所述动铁芯与所述静铁芯之间的所述动铁芯顶部或所述静铁芯底部，还有非导磁低隔磁材料制作而成的隔片或非导磁低隔磁材料涂覆的涂层，所述隔片/涂层用于降低所述动铁芯与所述静铁芯的之间的贴合力和所述动铁芯与所述静铁芯吸合时的噪音。

13.如权利要求12所述的快速响应气动比例控制阀，其特征在于：所述非导磁低隔磁材料为铝合金、尼龙、四氟乙烯、橡胶、陶瓷、纤维中的任意一种。

14.如权利要求12所述的快速响应气动比例控制阀，其特征在于：所述隔片/涂层其厚度为0.1～0.3mm。

15.如权利要求12所述的快速响应气动比例控制阀，其特征在于：还包括固定螺母，所述固定螺母通过螺纹与螺牙的配合与所述静铁芯连接，用于固定所述直流线圈。

16.如权利要求12所述的快速响应气动比例控制阀，其特征在于：还包括绝缘垫圈，所述绝缘垫圈设置在所述直流线圈与所述阀座之间，用于所述直流线圈与所述阀座之间的绝缘和防震。

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