CN85201792U - 多功能电磁阀 - Google Patents

Abstract

多功能电磁阀是在阀体或阀盖上装一条螺杆，在阀芯上固定一条在螺杆内孔活动并带有限位元件的芯杆，从而兼具完全的手动功能，还能调节阀门在自动控制时的开度，在主阀背腔分别与导阀进口和主阀进口之间的通道上设置节流装置，从而具有隔离导阀和补偿主阀磨损的功能，还可调节阀门动作时间和介质粘度的适用范围，应用多功能电磁阀可省去旁路和隔离用的手动阀，可减少动作次数，气液体介质可通用，可满足多种使用要求，并且维修保养方便，使用寿命长。

Description

本实用新型涉及一种电磁阀。特别是涉及一种兼具手动功能的电磁阀和具有参数可调功能的电磁阀。

电磁阀是自动控制系统中应用广泛的执行器，在现有技术中，人们为了在意外的情况下，诸如停电，阀前后介质的压差超过额定数值或电磁阀驱动部件损坏等等，也能让它来控制介质的通断，都安装了一条手动阀的旁路。为了能同时对电磁阀进行维修保养，又在电磁阀前后安装两只隔离用的手动阀。图1是它的安装图，图中C为电磁阀，F₃为旁路用手动阀，F₂、F₁为隔离用手动阀。显然，这样的管道配置既复杂又多占空间而且费用大。

要解决这个问题，电磁阀本身带有手动机构就显得十分必要。现有的电磁阀上的手动机构主要有如下两种。一种是从阀孔方向装一条螺杆，用手转动螺杆可以顶开或关紧阀门，这种装置适用于多种结构型式的电磁阀。另一种仅适用于管道联系的先导型电磁阀，它是在主阀背腔与导阀出口之间设置一条通道，并用一只手动螺钉控制该管道的开和关。转动螺钉打开通道，主阀便开启，这个方案不能产生关阀力。当阀门关闭不严时手动装置无能为力，如果导阀因故不能关闭时，主阀也始终是打开的。所以上述两个方案都还不能做到既产生开阀力，又产生关阀力，起到完全的手动作用，而且，这两个方案都没能解决隔离问题。所以在工业中使用，往往还是按图一的方法安装。

另一方面，电磁阀是二位动作的，在很多连续工作的系统中对介质的流量要求是比较稳定的，只有在过程的始末才有较大的变化。若能把电磁阀的开度做得可调就有助于提高系统的稳定性，减少电磁阀的动作次数和延长电磁阀的使用时间。

再者，不同粘度的介质，对电磁阀的结构参数要求是不一样的。现在的办法是按不同粘度的介质设计各种不同结构参数的电磁阀，所以气体用的电磁阀用于液体往往不能关闭，而液体用的电磁阀用于气体则往往不能开启。另外，不同的使用条件下往往需要电磁阀不同的开关时间特性。不能调节的电磁阀使用范围就受到限制。而且，对于活塞式先导型电磁阀经过一段时间的使用，由于活塞的磨损常常不能开启。

因此，在实际使用时希望电磁阀的结构参数可调，包括开度可调，开关时间可调和适用于不同粘度的介质，还希望具有补偿磨损的作用。

本实用新型的目的在于综合地解决上述一系列问题，提出一种多功能电磁阀。本实用新型分别从两个独立的方面入手，一方面改进手动机构，使手动机构与自动装置既紧密联系又互不干扰，而且手动机构对自动控制时阀门的开度可以调节。另一方面，在阀内的介质通道上设立节流装置，可以对开关阀的时间和适用的介质粘度范围进行调节，此外，它还能起补偿磨损的作用。然后，再将这两方面有机地联系起来。节流装置把流量调到零，就起到隔离导阀的作用，这时阀门的开闭完全由手动机构操纵而导阀又能同时拆下修理。这样的一只多功能电磁阀就可省去了图一中的三只手动阀。

本实用新型是这样实现上述目的的。

一方面对手动机构进行改进。阀芯本身带有或固定着一条芯杆，这芯杆活动地穿过螺杆的内孔，伸出部分本身有限位头或带有限位元件，平常使得芯杆与螺杆相对移动的距离等于或略大于阀的额定开度，所以阀芯在电磁力的作用下，能在额定的距离内自由移动，用手转动螺杆能使这距离缩小，从而也就调节了阀在自动控制时的开度，继续转动螺杆可使阀芯紧压在阀座上，反方向转动螺杆，又能使阀门开启。

另一方面，在主阀的背腔与导阀的入口之间设置一条通道，并且装上了节流装置，调节主阀背腔至导阀入口的流量，从而调节阀门接受电信号后开启的时间，对于粘度不同的介质，可以改变此通道截面的大小，从而实现正常的开启和关闭。阀塞磨损后也可将此流量调得大些。当导阀损坏时可将此处流量调到零，也就是将主阀背腔与导阀隔离开了。

本实用新型还在导阀出口的管道中加工出螺纹，这样可以拆下导阀检修，管道螺纹处的螺钉将导阀出口堵死，介质也不会从导阀出口往外流，它仍可用作手动阀了。

为了调节关阀的时间和获得各种更好的效果，还在主阀进口与主阀背腔之间也设置节流装置，可以同时调节主阀背腔的进、出的流量，从而一方面调整接受电信号到主阀启闭的时间，另一方面又能满足不同粘度介质的要求。阀塞磨损后可以将通过管道进来的流量减少，以抵消从阀塞外间隙中多进去的流量，或者增加背腔排出流量，保持导阀开启后背腔出进流量差值一定。

本实用新型的优点在于自动手动两套控制装置互不干扰，结构紧凑，操作灵活，多种结构参数可调，能适应粘度不同的介质，用途广泛；开度可调，可减少电磁阀动作次数和延长使用寿命；具有补偿磨损的作用和隔离作用，维修保养方便；由于能省去三只手动阀，管道系统既简单又节省，而且便于集中控制。可见这种多功能电磁阀具有显著的技术经济效果。

下面结合实施例并对照附图作进一步说明。

图1、是现有电磁阀的管道系统安装图。

图2、是第一实施例的结构原理示意图。

图3、是第一实施例导阀拆下后手动控制示意图。

图4、是第一实施例不装操作件情况的局部剖面图。

图5、第二实施例的结构原理示意图。

图6、第三实施例的结构原理示意图。

图7、本实用新型与现有电磁阀的温度－时间曲线对比。

参见图二，第一实施例的结构型式是管道联系型先导电磁阀，包括控制介质通断的主阀和引导主阀开闭的导阀，导阀与主阀之间由管道相联，电磁作用仅及于导阀。阀体〔1〕确定了介质的进口〔1a〕和出口〔1c〕以及进出口之间的阀座〔1b〕，对向阀座有可以在阀体〔1〕轴向孔内滑动并压向阀座〔1b〕的主阀塞〔2〕、阀盖〔4〕用螺栓固定在阀体〔1〕上，压缩弹簧〔3〕装在阀盖〔4〕与阀塞〔2〕之间，阀盖〔4〕中心部位有向内突出的凸台，加工有内螺纹，螺杆〔5〕与之配合。阀塞〔2〕中心用螺纹固定着一条芯杆〔9〕并用螺母〔14〕锁住，芯杆〔9〕活动地穿过螺杆〔5〕的内孔，伸出部分有两只拼紧螺母〔12〕，芯杆相对螺杆可移动的距离略大于阀塞〔2〕额定移动距离，螺杆〔5〕上还固定着手轮〔10〕。

阀盖〔4〕与阀体〔1〕之间形成一个空腔，阀塞〔2〕将空腔分为两部分，朝向阀座〔1b〕的称为主腔〔1d〕，朝向阀盖〔4〕的称为背腔〔1e〕，进口与背腔之间有通道〔1f〕，背腔又有通道〔1g〕与导阀座〔19〕的进口相通，导阀的出口〔1h〕与主阀出口〔1c〕相通。在通道〔1f〕和通道〔1g〕上分别有锥端调节甲、乙螺钉〔16、17〕。两螺钉〔16、17〕的锥部与两孔口〔4a、4b〕形成两节流阀。

导阀的进出口及阀座均在阀体〔1〕上形成，导阀的启闭由电磁执行机构〔20〕中的衔铁〔53〕在线圈通电和断电时离开或压紧导阀座〔19〕而实现。

为了防止介质从螺杆外泄漏，阀盖〔4〕上有一只带螺纹的压盖〔8〕，通过垫圈7和填料〔6〕予以密封，为了防止介质从螺杆内泄漏，螺杆〔5〕上用螺纹固定着盖帽〔13〕，并通过密封圈〔11〕密封。为了防止介质从调节螺钉外泄漏，有锁紧螺母通过垫片，密封圈密封。

主阀的动作原理是这样的。当导阀关闭时，介质从进口〔1a〕进入主腔〔1d〕，由于阀塞〔2〕在弹簧〔3〕的作用下紧压着阀座，所以介质不能流向出口〔1c〕，介质从阀塞〔2〕与阀体〔1〕的间隙和通道〔1f〕进入背腔〔1e〕，虽然背腔与导阀进口相通，但由于导阀关闭，所以介质也不能经导阀流出。这时背腔〔1e〕与主腔〔1f〕压强相等，当导阀开启后，背腔的介质经通道〔1g〕和导阀出口〔1h〕流向出口〔1c〕，介质从通道〔1f〕和阀塞外间隙流向背腔予以补充，由于阀塞外间隙和通道〔1f〕的截面之和小于通道〔1g〕，于是背腔〔1e〕的压强逐渐减少，当它跟主腔〔1d〕压强的差值达到某一数值时，阀塞受到介质施于的力大于弹簧的力，便离开阀座而阀门开启。

由于芯杆〔9〕在螺杆〔5〕孔内可自由移动，所以手动装置对自动控制没有妨碍。

当导阀〔20〕又关闭时，背腔〔1e〕的压强逐渐上升至同主腔〔1d〕一样，阀塞〔2〕又在弹簧〔3〕的作用下压向阀座，阀门又呈关闭状态。由于介质作用于背腔〔1e〕的面积比主腔〔1d〕的面积大，主阀塞凭此压力差得以紧密关闭。

转动手轮〔10〕带动螺杆〔5〕可以使螺杆〔5〕逐渐靠近阀塞〔2〕，从而限制了阀塞〔2〕在自动控制时的开度，继续转动手轮〔10〕，可以使阀塞〔2〕紧压在阀座〔1b〕上，反方向转动手轮〔10〕，螺杆〔5〕的外端逐渐接近拼紧螺母〔12〕，继续转动手轮，可以使阀塞逐渐离开阀座〔1b〕，使阀门开启。

本实施例调节原理是转动两只螺钉〔16、17〕，适应不同粘度介质并起补偿磨损的作用。具体方法如下：甲螺钉〔16〕控制关阀时间，乙螺钉〔17〕控制开阀时间，可分别调节两螺钉，获得不同的开关快慢特性。对于粘度大些的介质，可适当旋出两螺钉，而对粘度小些的介质，进行反操作即可。阀塞磨损后间隙增大，可将甲螺钉〔16〕旋进些，使进入背腔的总流量保持不变，或者将乙螺钉〔17〕旋出些，使进出背腔的差值保持不变。

本实施例的隔离方法是这样的。如果导阀损坏可旋紧乙螺钉〔17〕，使螺钉〔17〕的锥部与孔〔4b〕密合，就把导阀与背腔〔1e〕隔离开了，再手动关闭主阀，可拆下电磁执行机构〔20〕进行检修。在导阀出口〔1h〕的螺纹处拧上塞头。又可用手对阀门进行操作。

图三就是电磁执行机构拆下后的情况，图中螺钉〔23〕垫着密封圈〔24〕起着塞头的作用。图二中导阀的进口配置在中心位置，而出口配置在旁边，图三中则相反。导阀出口的螺纹并不限于图二、图三所示的位置，例如也可采用节流螺钉〔16、17〕的方式将导阀出口与主阀出口隔离。

图四所示的是在手动装置仅作为偶而备用或者用于有毒、易燃等介质要求密封性很高情况下，手动装置上不装手轮只在螺杆上加工出操作部位，在阀盖〔4〕上加装一只封盖〔31〕。

图五所示的第二实施例是直接联系先导型电磁阀，以下仅就本例与第一实施例不同之处作说明如下。

动作原理的不同在于直接联系的先导型电磁阀的导阀阀孔〔51〕配置在主阀塞〔2〕中心，线圈〔54〕通电后阀杆〔52〕在衔铁〔53〕带动下开启导阀。继而碰到固定在阀塞〔2〕上的限位件〔59〕，阀塞〔2〕既在主背腔的压力作用下，又在阀杆的拉力作用下而开启。线圈〔54〕断电后，衔铁〔53〕阀杆〔52〕都因自重而复位，先关阀导阀孔〔51〕，主阀塞在重力作用下复位，本例省去了复位弹簧。

手动装置的不同在于螺杆〔5〕从阀座反方向伸向阀塞〔2〕，装在接头〔4′〕上，这只接头〔4′〕在不经常手动情况下可省去，让螺杆直接装在阀体〔1〕上，芯杆〔9〕与主阀塞〔2〕的连接处有相连的轴向孔〔56〕和径向孔〔55〕，轴向孔〔56〕与导阀孔〔51〕相通，径向孔〔55〕与出口〔1c〕相通，也就是芯杆〔9〕提供了导阀孔〔51〕与主阀出口〔1c〕的通道。

调节装置不同在于，由于主阀塞背腔〔1e〕与导阀进口是同一空腔，所以无法在此通道上设置节流装置。因而也就没有隔离的功能。本例是把芯杆〔9〕做成空心的，芯杆〔9〕内用螺纹连接着一条调节杆〔57〕，调节杆的头部处在径向孔〔55〕处。转动调节    杆〔57〕可以改变轴向孔〔56〕径向孔〔55〕通往出口〔1c〕的截面大小，从而也就可以调节导阀开启后背腔〔1e〕介质流出去的流量，调节后同螺母〔58〕锁紧。流进背腔的调节装置是同第一实施例完全相同的。

所以本例与例一相比其它功能和优点都是一样的，只是没有隔离功能，维修保养不如例一方便，不过这种直接联系的先导型电磁阀优点在于阀前后压差等于零时也能开启。

参见图六，这是一种直动式电磁阀，由于不用先导阀，所以就没有节流装置。芯杆〔9〕一头滑动地穿过静铁芯〔61〕另一头滑动地穿过螺杆〔5〕。当线圈〔62〕通电时，吸动衔铁〔63〕顶着芯杆〔9〕打开阀芯〔2〕，图中〔64〕、〔65〕为膜片。本例的手动装置及其功能与例一是完全相同的，不再赘述。

由上述几例已清楚看出，本实用新型的改进与导阀的结构型式无关，所以本实用新型的导阀可以是常闭型也可以是常开型，还可以是自保持型，而且本实用新型的改进与阀芯的型式也无关，所以可以是膜片式，也可以是活塞式。第二、第三实施例也可以采用图三那样的结构，不带手轮而用封盖加强密封。

图七是用温度——时间曲线进一步对比说明采用这样开度可调的电磁阀可使系统稳定，减少电磁阀动作次数并延长使用寿命。为清楚起见举一个用普通电磁阀（Ⅰ）和本实用新型（Ⅱ）控制蒸汽加热水槽的对比例子。上图是普通电磁阀的曲线，下图是本实用新型的曲线。早上上班，通电同时打开两只电磁阀（Ⅰ）和（Ⅱ），我们总希望加热快一些以提高生产效率，让电磁阀（Ⅱ）全开。在O～t₁时间里温度从T₀升至上限T₂，电磁阀（Ⅰ）（Ⅱ）关闭。这是曲线OA和O′A′段，这里两只电磁阀所用的时间相同。由于散热，在t₁～t₂时间内温度从T₂降至T₁，这是曲线AB和A′B′段，这段时间与电磁阀无关，也应该是相同的。温度到达下限后，控制器又指令电磁阀打开。电磁阀（Ⅰ）沿斜率与OA相同的曲线上升在t₂～t₃时间到上限，此为BC段，而对电磁阀（Ⅱ），我们可在它关闭时将它开度限小，这样就可让它沿BC曲线上升，显然t^′ ₂～t^′ ₃的时间长得多。如果工况稳定，上面一条曲线将周期重复ABC，而下面曲线则周期重复A′B′C′。可见本实用新型可减少电磁阀动作次数而延长使用寿命。

Claims (19)

1、一种兼具手动功能的电磁阀，包括阀体[1]、阀盖[4]、阀芯[2]电磁执行机构[20]，其手动机构包括装在阀体[1]或阀盖[4]上的，轴线与阀件[2]运动方向相同的，并加工有操作部位的螺杆[5]及螺杆外的密封件[6、7、8]，其特征在于所述阀芯[2]有一根固定的芯杆[9]，该芯杆[9]活动地穿过所述螺杆[5]的内孔，伸出部分本身带有限位头或者还带有限位元件[12]，芯杆[9]相对于螺杆[5]可移动的距离不小于所述的阀芯[2]的额定移动距离。所述的芯杆[9]外有防止介质从螺杆[5]的内孔泄漏的密封件[13]。

2、如权利要求（1）所述的电磁阀，其特征在于它的结构型式为管道联系先导型电磁阀，阀芯〔2〕与阀盖〔4〕之间有压缩弹簧〔3〕。

3、如权利要求（1）所述的电磁阀，其特征在于它的结构型式为直接联系先导型电磁阀，在所述芯杆〔9〕上有将导阀出口和主阀出口连通的通道。

4、如权利要求（1）、（2）或（3）所述的电磁阀，其特征在于所述的芯杆〔9〕的限位元件为两只拼紧螺母〔12〕。

5、如权利要求（1）、（2）或（3）所述的电磁阀，其特征在于所述的螺杆〔5〕的操作部位上装有手轮〔10〕。

6、如权利要求（1）、（2）或（3）所述的电磁阀，其特征在于阀盖〔4〕或阀体〔1〕或阀体〔1〕的接头〔4′〕上装有封盖〔31〕，需手动时先拿下封盖〔31〕。

7、一种具有参数可调功能的电磁阀，包括控制介质通断的主阀和引导主阀开关的导阀，主阀和导阀之间由管道联系，导阀由电磁阀执行机构〔20〕驱动，主阀包括确定介质流动的进口〔1a〕、出口〔1c〕和进出口之间的阀座〔1b〕，固定在阀体上与阀体一起形成空腔的阀盖〔4〕，在空腔内运动并能与阀座〔1b〕分开和接触的阀芯〔2〕，在阀盖〔4〕与阀芯〔2〕之间配置的压缩弹簧〔3〕。阀芯〔2〕将空腔分为朝向阀座与进口相通的主腔〔1d〕和朝向阀盖〔4〕的背腔〔1e〕。导阀的进出口通道在阀体〔1〕或阀盖〔4〕上形成，导阀进口与主阀背腔〔1e〕有通道〔1g〕相连，导阀出口与主阀出口〔1c〕有通道〔1h〕相联，其特征在于导阀进口与主阀背腔〔1e〕之间的通道〔1g〕上有节流装置。

8、如权利要求（7）所述的电磁阀，其特征在于所述的节流装置〔17〕可将流量调到零，导阀出口通道上加工有螺纹。

9、如权利要求（7）所述的电磁阀，其特征在于所述的节流装置的结构是阀体〔1〕或阀盖〔4〕上装有一锥端螺钉〔17〕，螺钉〔17〕的锥部对向通道〔1g〕上的孔，转动螺钉〔17〕可改变锥部与孔之间的空隙。

10、如权利要求（7）或（8）或（9）所述的电磁阀，其进一步的特征在于所述的进口〔1a〕与主阀背腔〔1e〕之间的通道〔1f〕上也设有固定的或连续可调的节流装置。

11、如权利要求（10）所述的电磁阀，其特征在于所述的主阀进口〔1a〕与主阀背腔〔1e〕之间通道〔1f〕上的节流装置的结构也是在阀体〔1〕或阀盖〔4〕上装有锥端螺钉〔16〕。

12、如权利要求（3）所述的电磁阀，其特征在于进口〔1a〕与主阀背腔〔1e〕之间的通道〔1f〕上，设有固定的或连续可调的节流装置。

13、如权利要求（12）所述的电磁阀，其特征在于所述的节流装置结构是阀体〔1〕或阀盖〔4〕上装有锥端螺钉〔16〕。

14、如权利要求（3）或（12）或（13）所述的电磁阀，其特征在于所述的芯杆〔9〕内用螺纹联结着调节杆〔58〕，转动调节杆〔58〕可改变调节杆头部占去导阀出口与主阀出口通道的大小。

15、如权利要求（7）或（8）或（9）所述的电磁阀，其特征还包括一条螺杆〔5〕，该螺杆〔5〕或者与阀盖相连伸向阀芯〔2〕，可以限制阀芯〔2〕的移动距离，或者直接或通过接头〔4′〕与阀体〔1〕相连，从反方向伸向所述的阀芯〔2〕，可以顶着阀芯〔2〕离开阀座〔16〕。

16、如权利要求（10）所述的电磁阀，其特征在于还包括一条螺杆〔5〕，该螺杆〔5〕或者与阀盖〔4〕相连伸向阀芯〔2〕，可以限制阀芯〔2〕移动的距离，或者直接或通过接头〔4′〕与阀体〔1〕相连，从反方向伸向阀芯〔2〕，可以顶着阀芯〔2〕离开阀座〔1b〕。

17、如权利要求（15）所述的电磁阀，其进一步的特征在于所述的阀芯〔2〕上还有一条固定的芯杆〔9〕，该芯杆〔9〕活动地穿过所述的螺杆〔5〕的内孔，伸出部分本身就有限位头或带有限位元件，芯杆〔9〕相对于螺杆〔5〕可移动的距离不小于阀芯〔2〕额定移动的距离，芯杆外有防止介质从螺杆孔中泄漏的密封件〔13〕。

18、如权利要求（16）所述的电磁阀，其进一步特征在于所述的阀芯〔2〕上还有一条固定的芯杆〔9〕，该芯杆〔9〕活动地穿过所述的螺杆〔5〕的内孔，伸出部分本身有限位头或带有限位元件，芯杆〔9〕相对于螺杆〔5〕可移动的距离不小于阀芯〔2〕额定的移动距离，芯杆外有防止介质从螺杆孔中泄漏的密封件〔13〕。

19、如权利要求（17）或（18）所述的电磁阀，其特征在于所述的限位元件为两只拼紧螺母〔12〕。

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