CN217762293U - 上进下岀型立式电磁驱动截止阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及上进下岀型立式电磁驱动截止阀，包括阀门本体和安装在阀门本体上方的电磁头，阀门本体为截止阀，其进口管自阀体主体部分的进口侧侧壁水平向外延伸，再向上弯曲，管口朝上，出口管自阀体主体部分的底部向下引出后，沿进口管的水平延伸方向延伸，再向下弯曲，管口朝下，阀门本体可以采用先导阀结构，电磁头可以设有两个静铁芯和一个动铁芯，第一静铁芯套设在隔磁管上部的外侧，其下端低于第二静铁芯的下端。本实用新型适应于上进下出的竖向安装方式，其电磁头的启动驱动力大，阀门本体开启时的驱动力要求小，可用于上进下岀的大口径和超高压的管道及其他适宜场合。

Description

上进下岀型立式电磁驱动截止阀

技术领域

本实用新型涉及上进下岀型立式电磁驱动截止阀。

背景技术

现有电磁阀，特别是大口径/大功率的先导电磁阀，多采用水平安装结构，其阀体的进口接口（或称接口管）和出口接口的中轴线为水平线，例如中国专利文献CN105650329A公开了一种超高压大口径电磁阀，包括阀门本体和用作驱动装置的电磁头，阀门本体包括主阀体、主阀盖、中盖和上盖，所述主阀体与主阀盖围成主阀腔，其中主阀中腔内固定安装有竖向的主阀瓣导向套，主阀瓣导向套内侧活动连接有主阀瓣，主阀中腔和主阀下腔之间设有主阀座，主阀瓣的下部开设有主阀阻尼通孔，中盖与主阀盖围成中阀腔，中阀中腔和中阀上腔之间设有中阀座，中阀座下方是中阀瓣，上盖和主阀盖围成副阀腔，副阀中腔和副阀出口腔之间设有副阀座，副阀座的上方设有副阀瓣，电磁头安装在阀门本体的上方，电磁头设有能够上下移动的动铁芯，还设有静铁芯、隔磁管和线圈，隔磁管设有管孔，静铁芯和动铁芯均设置在隔磁管的管孔内，线圈设置在隔磁管的外侧，静铁芯固定安装在隔磁管的管孔的上部，动铁芯位于静铁芯的下方，与隔磁管的管孔的内壁间隙配合。这种电磁阀密封性能好，方便加工和装配，要求的驱动力较小，特别适应于要求超高压大口径的场合。

然而，由于这种电磁阀受其内部构造及相应工作机制的限制，只能水平安装，如果将这种电磁阀安装到竖向管道上，无论进口侧朝上还是朝下，都无法正常工作。

另外，尽管上述电磁阀通过设置先导阀结构，在较大程度上降低了启动时的驱动力要求，然而，由于电磁头在通电启动时静、动铁芯之间的距离（通常称为工作气隙）最大，驱动力最小，而阀门本体在此时的动力需求因静摩擦以及密封力要求等多种因素影响，在启动时的动力需求最大，这就要求电磁头在动力输出最小时的动力输出满足阀门动力需求最大时的动力需求，由此明显增加了电磁头的体积和材料成本，也造成了不必要的能量消耗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种立式电磁阀，进口朝上，出口朝下，以适合在相应竖向管道上安装使用。

本实用新型进一步的目的是提高电磁头在启动时的驱动力，以降低电磁头配置。

本实用新型的技术方案是：上进下岀型立式电磁驱动截止阀，包括阀门本体和安装在阀门本体上方的电磁头，所述阀门本体为截止阀，设有向上弯的进口管和向下弯的出口管，所述进口管的管口朝上，所述出口管的管口朝下，所述进口管的管口上和所述出口管的管口上均设有用于连接外部管道的法兰结构。

优选地，安装在阀门本体上方的电磁头为立式，其动铁芯的运动方式为竖向直线移动。

优选地，动铁芯的下端伸入到阀门本体的阀体内，连接需要外力驱动的启闭件，带动所连接的启闭件上下移动。

优选地，所述进口管的管口位于所述出口管的管口的正上方。

优选地，所述进口管的管口位于所述出口管的管口的正上方，所述进口管的弯曲方式为自阀体主体部分的侧面接出后水平向外延伸，再向上弯曲，使管口朝上，所述出口管的弯曲方式为自阀体主体部分的底部接出后沿进口管的水平延伸方向延伸，再向下弯曲，使管口朝下，进口管管口处的中心轴线与出口管管口处的中心轴线均为竖向且位于同一直线上，以更好地适应在竖向直管道上的安装。

优选地，所述阀门本体采用先导阀结构，设有主密封副和副密封副，所述副密封副位于所述主密封副的上方，所述负密封副中的副阀瓣位于副阀座的上方，所述动铁芯的下端伸入阀体内，连接副阀瓣，能够带动副阀瓣上下移动。

优选地，所述电磁头设有电磁头壳体及与电磁头壳体竖向同轴设置的线圈、动铁芯、静铁芯和隔磁管，所述线圈、动铁芯和静铁芯安装在所述电磁头壳体内，所述线圈围绕在隔磁管的外侧，固定安装在线圈架上，所述隔磁管穿过所述电磁头壳体的底板上的隔磁管通孔，其顶端固定连接所述电磁头壳体的顶板，底端位于电磁头壳体外，所述静铁芯包括第一静铁芯和第二静铁芯，所述第一静铁芯的主体部分呈管状，套设在隔磁管上部的外侧，位于所述线圈和隔磁管之间，其下端低于第二静铁芯的下端，所述第二静铁芯和动铁芯设置在隔磁管内，所述第二静铁芯固定安装在隔磁管内的上部，所述动铁芯位于第二静铁芯的下方，与隔磁管的内壁滑动配合，其顶面在常态下与所述第一静铁芯的下端之间留有第一工作气隙。

优选地，第一静铁芯的顶部设有圆环形的盘状结构，第一静铁芯的顶部盘状结构自第一静铁芯的主体部分的顶端径向向外伸出，其上表面与所述电磁头壳体的顶板的内侧表面贴合。

优选的，所述电磁头壳体内设有导磁套，所述导磁套位于电磁头壳体底板与隔磁管的连接部位，所述导磁套的主体部分呈套管状，套设在隔磁管上，其顶部高度低于常态下动铁芯的顶面高度，其底部设有圆环形的盘状结构，所述导磁套的底部盘状结构自导磁套的主体部分的底端径向向外伸出，其下表面与所述电磁头壳体的底板的内侧表面贴合。

优选地，所述电磁头壳体由底部敞口的主电磁头壳体和盖住所述主电磁头壳体的底部敞口的电磁头壳体盖组成。

优选地，所述第二静铁芯的顶部设有竖向螺杆，所述竖向螺杆穿过电磁头壳体的顶板中央的螺杆孔，其外侧旋接有紧固螺母，通过紧固螺母与电磁头壳体紧固在一起。

优选地，所述电磁头壳体的侧壁上安装有接线盒，所述接线盒内设有用于连接外部电源线缆的接线端子，所述接线端子通过穿过电磁头壳体侧壁的导线连接所述线圈。

优选地，常态下第一工作气隙的竖向尺寸为2-3毫米。

优选地，通过第一静铁芯横截面、第二静铁芯横截面及常态下第一工作气隙和第二工作气隙的竖向尺寸的设置，使启动时动铁芯与静铁芯之间的吸力为动铁芯的顶面与第一静铁芯的下端处于相同高度时动铁芯与静铁芯之间的吸力的1.5-2.5倍。

优选地，所述动铁芯和第二静铁芯之间设有在两者吸合状态下趋向于将两者推离的螺旋弹簧脱离装置。

优选地，所述螺旋弹簧脱离装置包括螺旋弹簧和脱离销，所述动铁芯设有位于其轴线上的弹簧安装孔，所述脱离销呈上细下粗的柱形阶梯状，所述弹簧安装孔的顶部呈与所述脱离销对应的缩口状，缩口处的内径略大于脱离销上部的外径且小于脱离销下部的外径，所述螺旋弹簧位于所述弹簧安装孔内，呈预压缩状态，其顶部抵压在脱离销的底部，底部抵压在弹簧安装孔的孔底。

本实用新型的有益效果是：由于设置了相应弯曲和管口朝向的进口管和出口管，将原本适应于与水平管道连接的接口转化为适应于与竖向管道连接的接口，在不改变内部构造及工作机制的情形下，使进口朝上，出口朝下，允许介质从上向下流，适应于在相应流向的竖向管道上安装使用，保证了阀门的正常工作；由于进口管和出口管可以作为阀体的一部分与阀体其他部分一同铸造和加工，无需增加过多成本，相对于通过现场改变管道走向来适应阀门的水平连接方式而言，构造简单，成本低，施工方便，且不易出现故障，基本上不增加阻力；由于电磁头设置了第一静铁芯和第二静铁芯，且启动时第一静铁芯与动铁芯之间的第一工作气隙明显小于第二静铁芯与动铁芯之间的第二工作气隙，第一静铁芯与动铁芯的吸力将明显大于第二静铁芯（相当于现有电磁头的静铁芯）的吸力，由此明显增大了启动时的动力，进而相对于现有电磁头，能够以较小的电磁头带动较大的负载，同时，在动铁芯与第二静铁芯吸合时，第一静铁芯与动铁芯之间的作用力很小，基本上可以忽略，从动铁芯的整个上移过程看，动力的变化幅度也明显减小，有利于减轻动铁芯与第二静铁芯吸合时的撞击力，延长使用寿命，也有利于减少不必要的动力消耗；由于第一静铁芯以管状套设在第二静铁芯外侧，第一静铁芯产生的动力（与动铁芯之间的吸力）和第二静铁芯产生的动力在周向上均匀分布，作用效果一致，均为竖向向上，不因两个静铁芯的设置而破坏磁场周向上的均衡性，且可以依据磁场特性适当选择两静铁芯的横截面大小比例，依据实际需要合理分配两静铁芯的磁通，合理设置第一静铁芯在启动时的工作气隙，进而优化电磁头在整个吸合过程中的动力变化曲线，进一步改善动力特性。通过对静铁芯的改进，在其他部分基本不变的情形下，能够获得更大的启动动力/最大动力输出，降低在动作过程中动力输出的变化幅度，提高动力的有效利用率，满足更高的负载驱动要求，有助于减小电磁头的体积，降低制造成本，减小空间占用，减少不必要的能量浪费，提高能效。

需要说明的是，由于适应于电磁阀的阀门本体通常是单向的，在阀门本体为单向阀时，不允许将这种阀门接入介质由下向上流的竖向管道。同时，基于与现有水平电磁阀不能立式安装相同的原因，这种电磁阀也不适应于直接安装在水平管道上。

附图说明

图1是本实用新型电磁阀的总体构造示意图；

图2是涉及阀体部分的构造示意图；

图3是涉及电磁头部分（启动时状态）的构造示意图；

图4是涉及电磁头部分（动铁芯顶面超越第一静铁芯下端的上移状态）的局部构造示意图。

具体实施方式

参见图1-图4，本实用新型的电磁阀包括阀门本体10和安装在阀门本体上方的电磁头（或称电磁驱动头）60，所述阀门本体设有向上弯的进口管11和向下弯的出口管18，所述进口管的管口朝上，所述出口管的管口朝下。

所述进口管的管口通常可以位于所述出口管的管口的正上方，也可以依据实际需要设置在其他位置。

例如，所述进口管的弯曲方式（形状）可以为自阀体主体部分（设置密封副的部分，或者说，除进口管和出口管之外的部分）的进口侧侧壁水平向外延伸，再向上弯曲，使管口朝上且管口处的中心轴线为竖向，所述出口管的弯曲方式（形状）可以为自阀体主体部分的底部向下引出后，沿进口管的水平延伸方向延伸，再向下弯曲，使管口朝下且管口处的中心轴线为竖向，进口管管口处的中心轴线与出口管管口处的中心轴线位于同一竖向直线上，以适应在竖向直管道上的安装。

进口管和出口管的水平延伸部分可以连为一体，或者说，水平延伸且上下相邻的进口管的底部与出口管的顶部是一体的，由此可以减小体积和用料，方便制备。

进口管和出口管的竖向部分之间可以设有连接筋19，以提高整体性和强度。

通常，所述进口管的管口和所述出口管的管口适应连接的管径相同，能够直接接入同一个竖向管道或者采用相同规格的连接管件接入同一个竖向管道。

进口管管口和出口管管口均设有法兰结构，以便与外部管道连接。

阀门本体的阀座（当采用先导阀结构时，包括主阀座和副阀座）通常为水平设置，与阀座构成同一密封副的阀瓣（当采用先导阀结构时，包括主阀瓣和副阀瓣）位于其对应阀座的上方，通过上下移动实现相应密封副的开启和关闭，阀座通孔（阀座上的中央通孔，为阀座的介质通道）的中心轴线方向为竖向，阀座密封面（阀座上的密封面）为旋转轴为竖向的旋转面，相应地，与阀座密封面组成阀门密封的阀瓣密封面（阀瓣上的密封面）也是旋转轴为竖向的旋转面，且阀座密封面的旋转轴和阀瓣密封面的旋转轴重合，为同一直线。

依据电磁头的特性，安装在阀门本体上方的电磁头通常应为立式，其动铁芯的运动方式为竖向直线移动，动铁芯的下端伸入到阀门本体的阀体内，连接需要外力驱动的启闭件（阀瓣，当采用先导阀结构时，为副阀瓣），带动所连接的启闭件上下移动。

在阀瓣位于对应阀座的上方的情形下，动铁芯上移使阀门开启，下移使阀门关闭。

所述阀门本体可以采用任意能够水平安装的电磁阀阀门本体，例如，CN105650329A公开的阀门本体，可以将这种阀门本体在其他部分不变的基础上，将其阀体的进口侧管状结构和出口侧管状结构设置为本实用新型所限定的进口管和出口管。

为适应大口径/大流量和高压（超高压）的管道，所述阀门本体优选采用先导阀结构以减小启动时的驱动力要求。采用先导阀结构的阀门本体设有主密封副和副密封副（或称先导密封副），所述副密封副位于所述主密封副的上方，所述副密封副中的副阀瓣位于副阀座的上方，所述动铁芯的下端连接副阀瓣（副密封副的阀瓣），能够带动副阀瓣上下移动。CN105650329A公开的阀门本体采用的就是先导阀结构，能够很好地适应于超高压/大口径场合。

参见图2，本实用新型给出了一种优选的采用先导阀结构的阀门本体实施方式，其进口管11连接在阀体的主体部分的侧壁上，出口管18连接在阀体的主体部分的底部，连接部位均平滑过渡，通过进口管和出口管的弯曲，使进口管的管口朝下，出口管的管口朝上，以适应于下进上出的连接方式。

阀体的主体部分内设有水平的阀座（或称主阀座）16，阀座位于阀体内的中腔22底部，其竖向的中央通孔构成主介质通道的必经之路，阀座的上方设有能够实现上下移动的阀瓣（或称主阀瓣）15，阀瓣呈杯型，侧面为柱形，底部设有阀瓣密封件（或称主阀瓣密封件），阀瓣密封件上设有与阀座密封面（或称主阀座密封面）对应的阀瓣密封面（或称主阀瓣密封面）；或者，依据该阀门密封副（或称主密封副）的构造，也可以不设阀瓣密封件，而将阀瓣密封面直接设置阀瓣底部的相应部分（例如，在阀瓣底部相应部分堆焊密封面材料后机加工形成密封面，通常，阀座密封面也可以采用这种方式设置），阀瓣侧壁下部或底部设有连通内腔24和进口腔21（可经与进口腔直接连通的中腔22部分）的阻尼孔29，阀体的主体部分内设有与阀瓣导向配合的导向套14，阀瓣的侧面与导向套内壁的配合方式为滑动密封配合（可在两者之间设有多道环形密封圈以更好地实现滑动配合下的密封），即允许阀瓣上下滑动且不允许介质从两者之间通过（密封），导向套上部的外侧面与阀体的主体部分的内壁密封且固定连接，导向套下部的外侧面与阀体主体部分的内壁之间留有间距，导向套的下端与阀体主体部分的内壁（底壁）之间也留有间距，这些间距构成中腔的一部分。

阀体的主体部分的顶部设有阀盖12，盖住阀体的主体部分的顶部敞口，阀盖内设有导流通道，导流通道上设有副阀腔，副阀腔的底部设有副阀座17，所述副阀座水平设置，其竖向的中央通孔构成导流通道的必经之路，副阀座的上方设有能够实现上下移动的副阀瓣44，副阀座和副阀瓣上设有相互配合的副阀密封面以实现副阀密封，电磁头的隔磁管座39固定安装在阀盖上，盖住副阀腔的顶口，使阀盖上顶部敞口的副阀腔形成封闭的腔体，电磁头的动铁芯63的下端与副阀瓣的顶部连接，能够带动副阀瓣上下移动，实现副阀密封副（副阀座和副阀瓣组成的阀门密封副）的开启和关闭。

阀盖上的导流通道分为两部分，其中，进口侧导流通道23的进口设置在阀盖的底面，与上腔25联通，出口连通位于副阀座上方的副阀腔，出口侧导流通道的进口从下方连通副阀座的中央通孔，出口侧导流通道的出口连通设置于阀体的主体部分的侧壁上的导流通道26，可以在阀盖上的出口侧导流通道的出口和阀体的主体部分的侧壁上的导流通道的进口之间设置连接管件13，连接管件的上下两端分别插入阀盖上的出口侧导流通道的出口和阀体的主体部分的侧壁上的导流通道的进口且分别设置密封圈进行密封，以保证阀盖上的出口侧导流通道的出口和阀体的主体部分的侧壁上的导流通道的进口之间连接的可靠性和密封性，阀体的主体部分的侧壁上的导流通道的出口设置在下腔27的阀体侧壁上，与下腔连通。

上述实施例的工作过程主要为：关闭时，电磁头断电，动铁芯与副阀座一同下移，关闭副阀密封副，进口侧的介质得以经阻尼孔进入内腔和上腔，因上腔的介质无法通过导流通道流出，在阀门进口侧介质压力的作用下，内腔和上腔的压力逐渐升高，导致阀瓣下移，关闭主密封副，阀门进入关闭状态，开启时，电磁头通电，动铁芯带动副阀瓣上移，打开副阀密封副，内腔和上腔中的介质得以通过导流通道流入下腔，经下腔流出，同时由于阻尼孔的阻尼作用，在阀门出口侧介质压力的作用下，内腔和上腔的压力下降，阀瓣上移，打开主密封副，阀门进入开启状态，介质得以依此经进口腔21、中腔22、阀座的中央通孔、下腔27和出口腔28流过阀门。

相对于CN105650329A公开的阀体本体，上述实施例明显简化了涉及副阀密封副及导流通道的构造，简化了加工工艺，降低了加工成本，且没有外露的导流连接管，不易受损，不易泄露。

所述电磁头可以采用任意适宜于驱动相应阀门本体的电磁头，其动铁芯的下端连接副阀瓣（副阀启闭件），线圈通电后，动铁芯带动副阀瓣上移，脱离副阀座，副阀密封副开启，上腔通过副阀进口侧介质通道和出口侧介质通道与下腔连通，受限于阻尼孔的阻尼和节流作用，内腔和上腔的介质压力下降，在两侧压差作用下，主阀瓣上移，主阀密封副开启，阀门处于开启状态。

参见图3-4，作为一种优选的实施方式，所述电磁头可以设有电磁头壳体30及与电磁头壳体竖向同轴（中心轴线位于同一竖向直线上）设置的线圈（或称励磁线圈）66、动铁芯63、静铁芯和隔磁管38，所述线圈、动铁芯和静铁芯安装在所述电磁头壳体内，所述线圈围绕在隔磁管的外侧，固定安装在线圈架36上，所述隔磁管穿过所述电磁头壳体的底板上的隔磁管通孔，其顶端固定连接所述电磁头壳体的顶板，底端位于电磁头壳体外，通常可固定安装在隔磁管座39上，具体安装方式可以依据实际需要。

所述静铁芯的数量为两个，包括第一静铁芯61和第二静铁芯62，所述第一静铁芯的主体部分呈管状，套设在隔磁管上部的外侧，位于所述线圈和隔磁管之间，其下端低于第二静铁芯的下端，所述第二静铁芯和动铁芯通常均呈柱形，设置在隔磁管内，其中，所述第二静铁芯固定安装在隔磁管内的上部，所述动铁芯位于第二静铁芯的下方，与隔磁管的内壁滑动配合，其顶面在常态下（非通电状态下，或者说动铁芯处于低位时，即处于其竖向移动范围的下限时）与所述第一静铁芯的下端之间留有第一工作气隙H₁，由此也必然地，动铁芯的顶面在常态下与第二静铁芯的下端之间留有第二工作间隙H₂，且第二工作间隙竖向上的尺寸大于第一工作间隙竖向上的尺寸。

所述隔磁管座上可以设有中央通孔，所述隔磁管的下端插入并固定（例如，焊接）在所述隔磁管座的中央通孔上，由此可以实现隔磁管在隔磁管座上的固定安装。

所述隔磁管座的底部可以设有法兰结构，通过螺丝（螺栓）紧固在阀体的阀盖上。

所述隔磁管座的底面可以设有用于与阀盖上表面对应结构卡固的竖向环形凸缘、凹槽或企口等。

第一静铁芯的顶部可以设有（或者说设有）圆环形的盘状结构，第一静铁芯的顶部盘状结构自第一静铁芯的主体部分的顶端径向向外伸出，其上表面与所述电磁头壳体的顶板的内侧表面（下表面）贴合，以利于导磁和束磁。

所述电磁头壳体内优选设有导磁套33，所述导磁套位于电磁头壳体底板与隔磁管的连接部位，所述导磁套的主体部分呈套管状，套设在隔磁管上，其顶部高度低于常态下动铁芯的顶面高度，其底部设有圆环形的盘状结构，所述导磁套的底部盘状结构自导磁套的主体部分的底端径向向外伸出，其下表面与所述电磁头壳体的底板的内侧表面（上表面）贴合，以利于导磁和束磁。

所述电磁头壳体可以由底部敞口的主壳体（或称壳体主体）和盖住所述主壳体的底部敞口的导磁盖31组成，以方便电磁头壳体内的件的装配。

所述电磁头壳体上的隔磁管通孔位于所述导磁盖的中部。

所述导磁盖的外缘可以设有短筒状连接结构，紧密插装在主壳体的底部敞口内，以利于连接和导磁。

所述导磁盖和隔磁管座之间可以设有支撑套管35，所述支撑套管套在位于导磁盖和隔磁管座之间的隔磁套上，其顶端与导磁盖的底面（下表面）连接，底端与隔磁管座的顶面连接，形成电磁头壳体与隔磁管座之间的支撑，以有效地保持隔磁管。

所述线圈架的主体部分通常应呈筒状，套设在隔磁套的外侧，其上下两端分别设有圆环形的上下挡板，所述线圈绕制在线圈架的上下挡板之间的环形空间内，可以采用任意适宜的方式将线圈架固定在隔磁管上和/或电磁头壳体上。

所述第二静铁芯的顶部可以设有竖向螺杆，所述竖向螺杆穿过设置在电磁头壳体的顶板中央的螺杆孔，其外侧旋接有紧固螺母32，通过紧固螺母与电磁头壳体紧固在一起，这种固定方式能够有效地避免其他固定方式（例如，在隔磁管内的焊接）可能导致的形变或对动铁芯运动的妨碍，且便于操作。

第一工作气隙（常态下的相应间距）的竖向尺寸优选为2-3毫米，以获得足够大的启动动力，第二工作气隙的竖向尺寸可以依据实际需要设置，以保证动铁芯具有所需的移动范围。

当第一工作气隙的上述设置方式不适宜或者需要进一步优化时，例如，对于大功率大体积的电磁头，可以通过第一静铁芯横截面、第二静铁芯横截面及常态下第一工作气隙和第二工作气隙的竖向尺寸的设置（选择），使启动时动铁芯与静铁芯之间的吸力为动铁芯的顶面与第一静铁芯的下端处于相同高度时动铁芯与静铁芯之间的吸力的1.5-2.5倍，或者说，依据启动时动铁芯与静铁芯之间的吸力为动铁芯顶面与第一静铁芯的下端处于相同高度时动铁芯与静铁芯之间的吸力的1.5-2.5倍的要求，确定第一静铁芯横截面、第二静铁芯横截面及常态下第一工作气隙和第二工作气隙的竖向尺寸之间的相对比例，在此基础上，可以依据动铁芯行程范围（上下移动的范围）及其他因素进行第一静铁芯横截面、第二静铁芯横截面及常态下第一工作气隙和第二工作气隙的竖向尺寸的选择。由于电磁头启动时所受的反向力（例如，启动时涉及静摩擦力或阀门的介质自密封压力等）通常会明显大于启动后在移动过程中所受的反向力且需要形成足够的加速度，因此启动时的动力需求会明显大于移动过程中的动力需求，依据实验，将启动时的动力设置为移动过程中动力的1.5-2.5倍在常见用途下是适宜的，而在本实用新型的构造下，动铁芯移动过程中受静铁芯吸力最小的位置是动铁芯的顶面与第一静铁芯的下端处于相同高度时的位置，因此，依据上述方式设置相关件的相关尺寸是适宜的，当需要加大启动时的动力时，可以减小第一工作气隙的竖向尺寸和/或增大第一静铁芯的横截面积，而第二静铁芯的横截面积的增大能够增大动铁芯的顶面与第一静铁芯的下端处于相同高度时动铁芯与静铁芯之间的吸力，但对启动时动铁芯所受的吸力贡献不大。

所述动铁芯和第二静铁芯之间优选设有在两者吸合状态下趋向于将两者推离的螺旋弹簧脱离装置，以实现快速和有效的分离。

所述螺旋弹簧脱离装置可以包括螺旋弹簧46和脱离销48，所述动铁芯设有位于其轴线上的弹簧安装孔，所述脱离销呈上细下粗的柱形阶梯状，所述弹簧安装孔的顶部呈与所述脱离销对应的缩口状，缩口处的内径略大于脱离销上部的外径（两者之间留有允许脱离销上下滑动的配合间隙）且小于脱离销下部的外径（能够有效阻挡脱离销下部的上移），所述螺旋弹簧位于所述弹簧安装孔内，呈预压缩状态，其顶部抵压在脱离销的底部，底部抵压在弹簧安装孔的孔底。

基于加工和装配上的便利，可以先将弹簧安装孔加工成通孔，从弹簧安装孔的底口装入脱离销和螺旋弹簧，然后将副阀瓣44安装在动铁芯下端，副阀瓣顶面设有插入将弹簧安装孔的柱形小凸起，该柱形小凸起挡住弹簧安装孔的底口，形成弹簧安装孔的孔底。

脱离销的上部（较细的柱形部分）高度（竖向尺寸）大于（略大于）所述弹簧安装孔顶部缩口的长度（竖向尺寸），由此，在常态下，脱离销的顶端从所述弹簧安装孔内露出一部分，当动铁芯与第二静铁芯吸合时，脱离销的顶端被第二静铁芯的底面压入安装螺旋弹簧孔，脱离销在螺旋弹簧的作用下向静铁芯施以向上推的力，螺旋弹簧下端向动铁芯施以向下推的力，适当选择螺旋弹簧的弹性及预压缩程度，可以控制该力的大小，使其不妨碍动、静铁芯在通电时的吸合，且在不通电时能够有效地将动铁芯推离静铁芯。

可以将接线盒69安装在电磁头壳体的侧壁上，接线盒内设有用于连接外部电源线缆的接线端子，所述接线端子通过穿过电磁头壳体侧壁的导线连接所述线圈。

所述动铁芯的下端连接阀门本体的副阀瓣44，所述副阀瓣的下端设有副阀密封件41，用于与阀体上的对应阀座形成阀门密封副，在线圈不通电时，动铁芯处于低位，副阀密封件压在阀座上，使副阀密封件上的密封面与阀座上的密封面相接，切断介质通道，使阀门（相应的密封副）处于关闭状态，当线圈通电时，动铁芯带动启动件上移至高位，副阀密封件与阀座之间出现间隙，使阀门（相应的密封副）处于开启状态。

所述副阀密封件可以嵌装在副阀瓣的下端面（底面）上。

所述副阀瓣的下端面上可以设有用于嵌装副阀密封件的环形阶梯槽，所述环形阶梯槽的内段直径小于外段直径，所述副阀密封件呈上大下小的阶梯柱形，其上段位于所述环形阶梯槽的内段，下段位于所述环形阶梯槽的外段，所述环形阶梯槽的外段上设有内螺纹，旋接有压紧套42，所述压紧套的上端面压在环形阶梯槽和副阀密封件的变径端面上（两段在分界处形成的端面），由此实现副阀密封件在环形阶梯槽上的固定。

可以依据各部分所需要的磁特性选择各部分的材料。其中，压紧套、副阀瓣、隔磁管座、支撑套、隔磁管、脱离销和弹簧优选采用抗磁性材料，导磁套和电磁头壳体（包括主壳体和导磁盖）优选采用顺磁性材料，动铁芯、第一静铁芯和第二静铁芯优选采用软磁性材料。

这种电磁头的工作过程主要为：

在不工作时，线圈不通电，可以将该状态称为常态，动铁芯位于低位（或移动范围的下限位置），与两个静铁芯之间的间隙最大，其中，与第一静铁芯之间的间隙（动铁芯顶面与相应静铁芯下端之间的间隙）为第一工作气隙H₁，与第二静铁芯之间的间隙为第二工作气隙H₂。

启动时，线圈通电，线圈内孔产生磁场，磁路分为两个回路：一个回路的磁力线经动铁芯、第一工作间隙H₁、第一静铁芯、主壳体、导磁盖、下导磁套，穿过隔磁管壁回到动铁芯；另一个回路的磁力线经动铁芯、第二工作气隙H₂、第二静铁芯、主壳体、导磁盖、导磁套，穿过导磁管壁回到动铁芯。

在磁力线（磁场）作用下，动铁芯和第一静铁芯之间的第一工作气隙H₁上产生的吸合力为F₁，由第一静铁芯吸合动铁芯；动铁芯和第二静铁芯之间的第二工作气隙H₂上产生的吸合力为F₂，由第二静铁芯吸合动铁芯；动铁芯在隔磁管中受线圈内孔磁场的作用下产生螺管力为F₄，驱动动铁芯向第二静铁芯靠近，因此，动铁芯在隔磁管中受F₁、F₂和F₄的共同作用下开始启动（可称为一次启动），形成上移趋势或者说上移加速度，驱动动铁芯向第二静铁芯靠近，一次启动的驱动力（合力）为：F_初=F₁+F₂+F₄。

动铁芯在F₁、F₂和F₄的共同作用下上移到一定程度时，动铁芯的顶面高度与第一静铁芯的下端高度一致，动铁芯和第一静铁芯之间的第一工作气隙H₁闭合，第二工作气隙H₂变为（改称为）第三工作气隙H₃，可视为动铁芯在F₁、F₂和F₄共同作用下的移动过程结束。此时，动铁芯和第二静铁芯之间的第三工作气隙为H₃，第二静铁芯在第三工作气隙H₃产生的吸合力为F₃，动铁芯主要由第二静铁芯吸引，第一静铁芯对动铁芯的吸力大致上可以忽略，动铁芯在第三工作气隙H₃产生的吸合力F₃和螺管力F₄的共同作用下，向第二静铁芯移动（可称为二次启动），二次启动的驱动力（合力）F_终=F₃+F₄。

当动铁芯上移到与第二静铁芯吸合时，动铁芯处于高位，不能继续上移，动铁芯在F₃和F₄共同作用下的移动过程结束，第三工作气隙H₃消失。

当线圈断电后，动铁芯与两个静铁芯之间的吸力和在隔磁管中的螺管力均消失（可能存在微小的剩磁吸力），动铁芯在自重和弹簧力作用下下移，回到动铁芯处于低位的初始状态（常态）。

本说明书中，将进口管内的腔（容纳介质的主要空间）称为进口腔，将出口管内的腔中位于阀座下方的部分称为下腔，其余部分称为出口腔，将阀体主体部分内的腔中位于阀门关闭状态下阀瓣上方的部分称为上腔，将阀体主体部分内的腔中位于阀座上方的且不属于上腔的部分称为中腔，或者基于上下文语境，为表述上的便利，也可以将阀体主体部分内的腔中位于阀座上方的部分（包括上腔）统称为中腔，将阀瓣内的腔称为内腔。然而，无论是阀体实体中各部分（例如，主体部分、进口管、出口管）的划分还是阀体内的腔中各部分的划分，由于阀体和阀体内的腔都是连续的且各部分之间没有明确的实体界面，追求各部分之间的明确边界是没有意义的，这种各部分的表述方式便于相关技术的文字表述及理解。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.上进下岀型立式电磁驱动截止阀，包括阀门本体和安装在阀门本体上方的电磁头，其特征在于所述阀门本体为截止阀，设有向上弯的进口管和向下弯的出口管，所述进口管的管口朝上，所述出口管的管口朝下，所述进口管的管口上和所述出口管的管口上均设有用于连接外部管道的法兰结构。

2.如权利要求1所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于所述进口管的管口位于所述出口管的管口的正上方，所述进口管的弯曲方式为自阀体主体部分的侧面接出后水平向外延伸，再向上弯曲，使管口朝上，所述出口管的弯曲方式为自阀体主体部分的底部接出后沿进口管的水平延伸方向延伸，再向下弯曲，使管口朝下，进口管管口处的中心轴线与出口管管口处的中心轴线均为竖向且位于同一直线上。

3.如权利要求1所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于所述阀门本体采用先导阀结构，设有主密封副和副密封副，所述副密封副位于所述主密封副的上方，所述副密封副中的副阀瓣位于副阀座的上方，所述电磁头的动铁芯的下端伸入阀体内，连接副阀瓣。

4.如权利要求1-3中任一项所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于所述电磁头设有电磁头壳体及与电磁头壳体竖向同轴设置的线圈、动铁芯、静铁芯和隔磁管，所述线圈、动铁芯和静铁芯安装在所述电磁头壳体内，所述线圈围绕在隔磁管的外侧，固定安装在线圈架上，所述隔磁管穿过所述电磁头壳体的底板上的隔磁管通孔，其顶端固定连接所述电磁头壳体的顶板，底端位于电磁头壳体外，所述静铁芯包括第一静铁芯和第二静铁芯，所述第一静铁芯的主体部分呈管状，套设在隔磁管上部的外侧，位于所述线圈和隔磁管之间，其下端低于第二静铁芯的下端，所述第二静铁芯和动铁芯设置在隔磁管内，所述第二静铁芯固定安装在隔磁管内的上部，所述动铁芯位于第二静铁芯的下方，与隔磁管的内壁滑动配合，其顶面在常态下与所述第一静铁芯的下端之间留有第一工作气隙。

5.如权利要求4所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于第一静铁芯的顶部设有圆环形的盘状结构，第一静铁芯的顶部盘状结构自第一静铁芯的主体部分的顶端径向向外伸出，其上表面与所述电磁头壳体的顶板的内侧表面贴合。

6.如权利要求4所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于所述电磁头壳体内设有导磁套，所述导磁套位于电磁头壳体底板与隔磁管的连接部位，所述导磁套的主体部分呈套管状，套设在隔磁管上，其顶部高度低于常态下动铁芯的顶面高度，其底部设有圆环形的盘状结构，所述导磁套的底部盘状结构自导磁套的主体部分的底端径向向外伸出，其下表面与所述电磁头壳体的底板的内侧表面贴合。

7.如权利要求4所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于所述电磁头壳体的侧壁上安装有接线盒，所述接线盒内设有用于连接外部电源线缆的接线端子，所述接线端子通过穿过电磁头壳体侧壁的导线连接所述线圈。

8.如权利要求4所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于常态下第一工作气隙的竖向尺寸为2-3毫米；或者，通过第一静铁芯横截面、第二静铁芯横截面及常态下第一工作气隙和第二工作气隙的竖向尺寸的设置，使启动时动铁芯与静铁芯之间的吸力为动铁芯的顶面与第一静铁芯的下端处于相同高度时动铁芯与静铁芯之间的吸力的1.5-2.5倍。

9.如权利要求4所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于所述动铁芯和第二静铁芯之间设有在两者吸合状态下趋向于将两者推离的螺旋弹簧脱离装置。

10.如权利要求9所述的上进下岀型立式电磁驱动截止阀，其特征在于所述螺旋弹簧脱离装置包括螺旋弹簧和脱离销，所述动铁芯设有位于其轴线上的弹簧安装孔，所述脱离销呈上细下粗的柱形阶梯状，所述弹簧安装孔的顶部呈与所述脱离销对应的缩口状，缩口处的内径略大于脱离销上部的外径且小于脱离销下部的外径，所述螺旋弹簧位于所述弹簧安装孔内，呈预压缩状态，其顶部抵压在脱离销的底部，底部抵压在弹簧安装孔的孔底。

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