CN2474816Y - 电磁阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁阀,其特殊之处在于:线圈为整体线圈,线圈架、护罩、护罩底板均为导磁性能良好的材料作成,线圈及其线圈架完全被护罩、铁芯套阀盖、线圈架底板封闭,它们之间间隙很小甚至全部采用紧配合;在空心的大阀芯外圆柱表面开有1条以上的泄压凹槽,锥形阀芯中心的泄压孔直径与电磁阀公称直径之比为1∶2.50～6.25,同时泄压孔的直径不超过φ8—φ40的范围。这种电磁阀所需的启动电流小,工作寿命长,启闭快速可靠。

Description

电磁阀

本实用新型涉及一种电磁阀。

湖南省安化创远电磁阀厂生产的ZCF5T系列电磁阀，有效地解决了国内外同类电磁阀产品由于密封不严容易泄露介质的弊端，因而被国内外众多企业采用。但在长期的使用过程中发现其存在以下缺陷：(1)由于线圈部分和阀芯部分结构上不完善，需要的启动电流和维持电流很大，时间长了电磁阀线圈容易烧毁，缩短了其工作寿命，降低了其启闭的可靠程度。比如公称直径φ100的电磁阀，工作电压220V时，启动电流达16A，维持电流达7A，连续工作时间不能超过30分钟。公称直径φ50的电磁阀，启动电流和维持电流均达1.9A，连续工作时间最长6～7个小时。由于输入电功率大，工作时间长了电磁阀线圈会因升温过高而烧毁，以致电磁阀不能正常工作。这不仅增加了生产和维护成本，甚至会因此而酿成事故。(2)电磁阀断电后，其闭合过程的时间太长。尤其是大口径电磁阀延时关闭的问题非常突出，往往长达20～30秒。而且因大阀芯及其缸套之间的结构不合理，在介质的扰流作用下，大阀芯、缸套、阀杆和铁芯之间出现振动，产生较大的噪音。这种电磁阀尤其是大口径电磁阀无论是开启、关闭，还是工作寿命，工作可靠程度都不能完全满足生产的要求。

本实用新型的目的在于提供一种克服上述缺陷的电磁阀，它所需要的启动电流和维持电流小，工作寿命长，启闭快速可靠。

为了达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种电磁阀，它包括线圈、线圈架、护罩、护罩底板、阀杆、铁芯、铁芯套阀盖、阀体、大阀芯、锥球小阀芯、锥形阀芯。在阀体中心设计有空心的大阀芯，在大阀芯底部设计有锥形阀芯，锥形芯与大阀芯连为一体，锥形阀芯中心开有泄压孔，在大阀芯中心安装有一锥球小阀芯和一根穿过大阀芯中心孔的阀杆，阀杆与锥球小阀芯连为一体，阀杆上部安装有铁芯，在阀体顶部设计有铁芯套阀盖，铁芯及阀杆可在大阀芯中心孔中和铁芯套阀盖中上下滑移，锥球小阀芯随着阀杆上移或下滑而打开或关闭锥形阀芯中心的泄压孔，大阀芯及锥形阀芯随着阀杆的上移或下滑而打开或关闭整个电磁阀的介质通道。在铁芯套阀盖上安装有线圈架及线圈和线圈的护罩。其特殊之外在于：线圈为一整体，线圈架、护罩、护罩底板均为导磁性能良好的材料作成，在线圈架底部设计有一线圈架底板，线圈架与铁芯套阀盖之间、线圈的护罩与线圈架之间、线圈架底板与线圈架之间间隙很小甚至全部采用紧配合，线圈及线圈架完全被护罩、铁芯套阀盖、线圈架底板封闭，使之最大限度地减小磁阻和漏磁现象的发生。在空心的大阀芯外圆柱表面开有1条以上的泄压凹槽，并将锥形阀芯中心的泄压孔加大，该泄压孔直径与电磁阀公称直径之比为1∶2.50～6.25，同时泄压孔的直径不能超过φ8～φ40的范围。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的主视剖面图。

图2是本实用新型大阀芯俯视方向的局部剖面图。

如图1、图2所示，本实用新型由电气控制盒1、线圈的护罩2、线圈4、线圈架6、护罩底板8、阀体15、大阀芯10、锥球小阀芯(11，13)、铜材作成的锥形阀芯14、阀杆16、铁芯5、定铁3、铁芯套阀盖7组成。在阀体15中心设计有空心的大阀芯10，在大阀芯10底部设计有锥形阀芯14，锥形阀芯14与大阀芯10连为一体，锥形阀芯14中心开有泄压孔，该泄压孔直径与电磁阀公称直径的比为1∶2.50～6.25，最好为1∶2.86～6.25，同时满足泄压孔的直径保持在φ8～φ40的条件。比如φ100电磁阀的泄压孔为φ35或φ40，φ50电磁阀的泄压孔为φ8。空心大阀芯10内外圆柱面上都开了4个以上的φ1.6～φ6小孔，在大阀芯10中心安装有一锥球小阀芯(11，13)和一根穿过大阀芯10中心孔的阀杆16，阀杆16与锥球小阀芯(11，13)连为一体，阀杆16上部安装有铁芯5，在阀体15顶部设计有铁芯套阀盖7，在阀体15与铁芯套阀盖7之间加装垫圈9，在阀杆16和铁芯5上面的铁芯套阀盖7上设计有定铁3，定铁3主要作阀杆定位用，铁芯5和阀杆16可分别在铁芯套阀盖7和大阀芯10中心孔中上下滑移，锥球小阀芯(11，13)随阀杆上移或下滑打开或关闭锥形阀芯的泄压孔，大阀芯10及锥形阀芯14随着阀杆16的上移或下滑而打开或关闭整个电磁阀的介质通道。在空心的大阀芯10外圆柱表面开有4条半圆形槽12。也可以取消大阀芯外圆柱表面上的半圆形槽12，增加大阀芯内外圆柱面上的小孔数量和增大小孔直径，也有异曲同功之效。在铁芯套阀盖7上安装有线圈架6、线圈4、护罩2、线圈架底板8。线圈4为整体线圈，线圈架6、护罩2、护罩底板8均用导磁性能良好的材料作成，线圈架6底部设计有线圈架底板8，线圈架底板8安装在铁芯套阀盖7上，线圈架6及线圈4安装在线圈架底板8上，线圈的护罩2安装在铁芯套阀盖7和线圈架6上，线圈架6与铁芯套阀盖7之间、线圈的护罩2与线圈架6之间、线圈架底板8与线圈架6之间全部采用紧配合，线圈4及线圈架6完全被护罩2、铁芯套阀盖7、线圈架底板8封闭。在护罩2的顶面安装了一个采用电子电路延时的电气控制盒1。现有电磁阀由于采用机械延时电路，体积大，只能另外设计专用电气控制箱，它距电磁阀远，控制不便，可靠性差。本实用新型采用的控制盒，既降低了成本，又克服了上述缺陷，使用方便，可靠性高。

下面对本实用新型与现有ZCF5T系列电磁阀作个比较，以说明本实用新型的积极效果和优特点。

1、本实用新型成功地解决了电磁阀闭合时间长的技术难题。当电磁阀断电时，铁芯和阀杆失去电磁力，在自重的作用下向下滑移，大阀芯、小阀芯、锥形阀芯跟着向下滑移，这时小阀芯已将锥形阀芯上的泄压孔关闭，为了保证锥形阀芯与阀体锥面准确吻合，大阀芯与阀体上的阀芯套接近于密封状态，以致在大阀芯下移时上部出现的空间产生一个低于介质压力的负压，在这个负压的作用下，延缓了大阀芯下滑的速度。介质只能从大阀芯与阀体上的阀芯套间隙及大阀芯内外圆柱面上的4个φ1.5小孔中缓慢注射到大阀芯上部，当压力逐步平衡后，大阀芯和锥形阀芯才能最终回到闭合位置，这一过程往往长达20～30秒。并且在这一过程中，由于大阀芯、阀体、阀杆的振动，伴随着产生一种难听的噪音。本实用新型在大阀芯的外圆柱表面开有4个半圆槽，并增加了大阀芯内外圆柱面上的小孔直径和数量，使介质能够通过它们迅速将大阀芯上下部分连通，消除了负压作用，因而消除了电磁阀延时关闭和产生噪音的毛病。实践表明，技术改进后，φ50电磁阀闭合时间≤1秒，φ100电磁阀闭合时间≤2秒，完全能满足生产的要求。

2、成功解决了启动电流和维持电流大而烧毁线圈的问题，延长了电磁阀工作寿命，提高了其可靠性。经过反复实验和对比分析，造成现有电磁阀启动和维持电流大的主要原因有两个：一是线圈及线圈架设计不合理。原有大口径电磁阀的线圈分上、下两部分，中间有50的距离。原有线圈架与铁芯套阀盖之间的空隙太大，并且没有设计线圈架底板，加上使用铜材这种非导磁性材料作线圈架，这些都使电磁线圈产生的磁回路损耗很大，以致电磁转换率很低下，要产生推动铁芯和阀杆上移足够的电磁力，消耗的电功率理所当然很大。同理，要维持电磁阀处于工作状态，消耗的维持电流也大。本实用新型的线圈架与铁芯套阀盖、线圈护罩与线阀架底板及线圈架之间全部采用紧密配合，并采用导磁系数较高的材料制作，最大限度地减小磁阻。同时，将分成两部分的线圈合成一个整体，有效地利用了磁场空间。经实验测试，在保持同等电磁牵引力的情况下，输入电流仅为现有电磁阀的1/5。二是受锥球小阀芯控制的锥形阀芯上的泄压孔太小。当电磁阀通电时，铁芯和阀杆上移，首先打开的是小阀芯，介质从锥形阀芯泄压孔中流过，使大阀芯上承受的介质压力减小。锥形阀芯泄压孔愈小，大阀芯所承受的介质压力越大，反之愈小。同时，铁芯对小阀芯的牵引力与对大阀芯的牵引力不能相差太多，应越接近越好。当泄压孔太小时，在相同的介质压力下，打开大阀芯所需的牵引力要大得多，因而消耗的电功率也要大得多。但泄压孔太大时，同样大的电磁力将不能打开小阀芯，致使大阀芯也不能开启，因此，泄压孔大小应限制在一定的范围。实验表明，将φ50电磁阀的泄压孔φ5改为φ8，将φ100电磁阀的泄压孔φ8改为φ35左右时，铁芯牵引小阀芯与牵引大阀芯向上移动的力非常接近。在同等介质压力条件下，改进后的电磁阀开启时所需的电磁牵引力大为降低。这样，就进一步减小了启动电流，降低了能耗，为减少线圈升温过高，延长其使用寿命，打下了技术基础。

为了比较本实用新型与现有电磁阀的性能，将所测数值列表如下：

口径	标称压力(MPa)	启动电流(A)启动功率(W)		维持电流(A)维持功率(W)		连续工作时间		温度℃
										改进前	改进后	改进前	改进后	改进前	改进后	改进前	改进后
		Φ100	1.6MPa	16A-3200W	3.5A-700W	7A-1400W	1A-35W	30分钟	不限										58℃
Φ50	63MPa									1.9A～418w	1.9A-380W	1.9A～418W	0.4A-15W	6小时	不限		56℃

Claims (5)

1、一种电磁阀，它包括线圈[4]、线圈架[6]、护罩[2]、护罩底板[8]、阀杆[16]、铁芯[5]、铁芯套阀盖[7]、阀体[15]、大阀芯[10]、锥球小阀芯[11，13]、锥形阀芯[14]；在阀体[1 5]中心设计有空心的大阀芯[10]，大阀芯[10]底部设计有锥形阀芯[14]，锥形阀芯[14]与大阀芯[10]连为一体，锥形阀芯[14]中心开有泄压孔，在大阀芯[10]中心安装有一锥球小阀芯[11，13]和一根穿过大阀芯中心孔的阀杆[16]，阀杆[16]与锥球小阀芯[11，13]连为一体，阀杆[16]上部安装有铁芯[5]，在阀体[15]顶部设计有铁芯套阀盖[7]，铁芯[5]及阀杆[16]可在大阀芯[10]中心孔中和铁芯套阀盖[7]中上下滑移，锥球小阀芯[11，13]随着阀杆[16]上移或下滑而打开或关闭锥形阀芯中心的泄压孔，大阀芯及锥形阀芯随着阀杆的上移或下滑而打开或关闭整个电磁阀的介质通道；在铁芯套阀盖[7]上安装有线圈架[6]及线圈[4]和线圈的护罩[2]；其特征在于：该线圈[4]为整体，线圈架[6]、护罩[2]、护罩底板[8]均为导磁性能良好的材料作成，在线圈架[6]底部设计有一线圈架底板[8]，线圈架[6]与铁芯套阀盖[7]之间、线圈的护罩[2]与线圈架[6]之间、线圈架底板[8]与线圈架[6]之间间隙很小甚至全部采用紧配合，线圈[4]及线圈架[6]完全被护罩[2]、铁芯套阀盖[7]、线圈架底板[8]封闭；在空心的大阀芯[10]外圆柱表面开有1条以上的泄压凹槽[12]，并将锥形阀芯[14]中心的泄压孔加大，该泄压孔直径与电磁阀公称直径之比为1∶2.50～6.25，同时满足泄压孔的直径保持在φ8～φ40的条件。

2、根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：该锥形阀芯中心的泄压孔直径与电磁阀公称直径之比为1∶2.86～6.25。

3、根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于：在该护罩的顶面安装了一个采用电子电路延时的电气控制盒[1]。

4、根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于：在该空心大阀芯内外圆柱面上开了4个以上的Φ1.6～Φ6的小孔。

5、根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：该大阀芯外圆柱表面开有1～4条半圆形槽。

Images