CN87103657A - 自锁电磁阀 - Google Patents

Abstract

一种自锁电磁阀。它利用阀门内流体压力在各个密封部位上所产生的不平衡力达到自锁的目的，它的副阀座(9)的孔径d₃与阀体(3)上靠01密封件(6)处的孔径d₁、主阀座(8)的孔径d₂三者之间为d₃＞d₁＞d₂；且阀瓣(4)，阀杆(5)，主副阀座(8)、(9)，衔铁(2)与阀体(3)同一轴心线；由入口经主阀座到出口及由出口经阀瓣、副阀座到排出口构成流体的进入和排出通道。本自锁电磁阀可用于气动液压系统控制气液执行机构及流体换向。

Description

本自锁电磁阀是一种利用流体压力不平衡进行自锁的电磁阀，属于操纵或控制流体的元件。

一般电磁阀的工作原理是：当给阀门上的电磁线圈通电时，电磁线圈产生磁场使电磁铁中的衔铁运动，从而带动阀芯运动，使阀门开启或关闭;断电之后，阀门在弹簧力和流体压力作用下恢复到原始位置。所以一般结构的电磁阀在工作状态时必须通电，由此带来的问题是：耗电多、电磁铁发热、受意外停电的影响。为了解决这些问题，必须在电磁阀或电磁铁中设置某种机构，使电磁阀在通电工作后自行锁住，然后即可断电，断电后电磁阀仍保持在工作状态。目前，二位三通和二位四通电磁阀所使用的自锁机构主要有机械装置和永久磁铁两种，如EP-145-610-A号和US4534539号专利申请中所提供的电磁阀。为了解决自锁问题，需要增加较多的零件，使结构复杂、成本提高。

本自锁电磁阀的目的是解决电磁阀的自锁问题，使之在不增加任何附加自锁机构的条件下，达到在断电的条件下，电磁阀能可靠地自锁，使电磁阀保持良好的工作状态。以达到简化结构、节省电能和不受意外停电的影响。从而克服已有自锁电磁阀的不足。

本自锁电磁阀的原理是利用阀门内被控制的流体压力在各个密封部位上所产生的不平衡力将阀瓣保持在工作位置，直至再一次给电磁铁通电时，阀瓣才返回原始位置。

图1是常闭式二位三通自锁电磁阀的剖面图。

图2是阀芯部位的放大图。

本自锁电磁阀由下列部份组成：双位双控螺管式电磁铁〔1〕、衔铁〔2〕、阀体〔3〕、阀瓣〔4〕、阀杆〔5〕、01密封件〔6〕、02密封件〔7〕、主阀座〔8〕、付阀座〔9〕、弹簧〔10〕、位置指示器〔11〕、电插头〔12〕、〔13〕、电磁线圈〔19〕、〔20〕及应急手动装置〔21〕。主阀座呈环状，和阀体连在一起，也可是单件。

其工作原理如下：阀门在原始状态（关闭状态）时，弹簧〔10〕使阀瓣〔4〕压在主阀座〔8〕上，流体由阀体上的入口〔14〕进入入口腔〔17〕，流体压力沿阀门轴线向左在主阀座〔8〕处作用在阀瓣〔4〕上，向右作用在装有01密封件〔6〕的阀杆〔5〕上。由于在阀体〔3〕靠01密封件〔6〕处的孔径d₁大于主阀座〔8〕的孔径d₂，因此流体压力往右作用在阀杆〔5〕所产生的轴向力比往左作用在阀瓣〔4〕上的轴向力大。并且，由于阀杆〔5〕与阀瓣〔4〕是机械地连在一起的，所以这一不平衡力拉着阀瓣〔4〕压紧在主阀座〔8〕上，形成阀门在流体压力下密封所需要的密封力。流体压力越高，这一不平衡力愈大，密封性也越好。当给电磁线圈〔19〕通电，线圈产生的磁场吸力使衔铁〔2〕往左运动，克服上述流体不平衡力和弹簧力，以及01密封件〔6〕的摩擦力，使阀瓣〔4〕离开主阀座〔8〕而压在付阀座〔9〕上，电磁阀打开，并通过位置指示器〔11〕上的触点向外输出电讯号，指示阀门开启。此时，流体由入口〔14〕经主阀座〔8〕进入内腔〔18〕由出口〔15〕流出。同理，由于付阀座〔9〕的孔径d₃设计得比孔径d₁大，大到作用在阀瓣〔4〕上向左端的不平衡力足以克服弹簧力，并在付阀座〔9〕上形成可靠的密封。可见，由于本电磁阀开启后依靠流过它内腔的流体压力来保持其开启状态，所以一旦阀门开启，电磁线圈〔19〕即可断电，只要通过阀门的流体压力保持在额定的范围内，电磁阀就一直保持在开启状态，流体压力的额定值范围由付阀座〔9〕的孔径d₃决定。如果需要电磁阀关闭，只要给电磁线圈〔20〕短时通电，电磁线圈在衔铁〔2〕上所形成的拉力以及弹簧力克服流体作用在付阀座〔9〕上的不平衡力和01密封件〔6〕的摩擦力，使阀瓣〔4〕又压到主阀座〔8〕上，阀门恢复到关闭状态，位置指示器〔11〕回到原位，并发出阀门处于关闭位置的电讯号。此时，通向阀门出口〔15〕的流体由内腔〔18〕、付阀座〔9〕经排出口排出。可见，本电磁阀的流体入口通道是由入口〔14〕、经主阀座〔8〕到出口〔15〕。而流体排出通道则是由出口〔15〕经阀瓣〔4〕、付阀座〔9〕到排出口〔16〕。入口腔〔17〕与出口〔15〕之间在主阀座处可靠密封，出口〔15〕、内腔〔18〕与排出口〔16〕之间在付阀座处密封，入口腔〔17〕与电磁铁〔1〕之间也有01密封件〔6〕可靠密封。本电磁阀设计了应急手动装置〔21〕，它和阀杆〔5〕、阀瓣〔4〕以及主、付阀座〔8〕、〔9〕、衔铁〔2〕、阀体〔3〕以及位置指示器〔11〕安装在同一轴心线上。因此，在自锁电磁阀电路发生故障的情况下仍能应急动作，此时，只要简单地用手推或拉应急手动装置〔21〕即可打开或关闭电磁阀。

图3是阀瓣与阀杆连成一体的剖面图。图中阀瓣两端有非金属密封部位。阀瓣中段凸起部位起导向作用并有通道，流体可从其中通过。阀杆〔5〕中段凸起的部位上有环形密封槽。

图4是图3的左视图。

图5是付阀座的剖面图。

图6是常开式二位三通自锁电磁阀的剖面图。和图1相比，只是阀瓣〔4〕装配时两端位置转过180°。

本自锁电磁阀，由于利用自身内部流体压力不平衡进行自锁，因此，不需要其他的附加自锁机构，工作时电磁铁温升很小，且节省电能。又由于付阀座〔9〕上的密封孔径d₃可根据不同的控制压力需要而设计出一系列的尺寸，它的外圈带有螺纹，使该自锁电磁阀的控制压力可根据需要在很大的范围内选择，同时更换方便。

本自锁电磁阀可用于气动液压系统控制单、双向气缸、气动液压阀等气液执行机构及流体换向。也可以用作先导阀与任意一种二位四通换向阀组成二位四通换向自锁电磁阀。

Claims (5)

1、一种由阀体、阀芯、密封件、电磁部份和指示部份构成的二位三通自锁电磁阀，其特征在于：付阀座[9]的孔径d₃与阀体[3]上靠01密封件[6]处的孔径d₁、主阀座[8]的孔径d₂三者之间的大小形成下列关系，d₃＞d₁＞d₂；阀瓣[4]、阀杆[5]、主阀座[8]、付阀座[9]、衔铁[2]与阀体[3]同一轴心线；衔铁由双位双控螺管式电磁铁[1]控制；阀体[3]上有入口[14]、出口[15]、排出口[16]，入口[14]经主阀座[8]到出口[15]构成流体进入通道，出口[15]经阀瓣[4]、付阀座[9]到排出口[16]构成流体排出通道；入口腔[17]与出口[15]之间在主阀座处可靠密封，出口[15]、内腔[18]与排出口[16]之间在付阀座处密封，入口腔[17]与电磁铁[1]之间也有01密封件[6]可靠密封。

2、根据权利要求1的二位三通自锁电磁阀，其特征在于阀瓣〔4〕两端有非金属密封部位，中段有一起导向作用的凸起部位，此凸起部位上有通道，流体可从其中通过。

3、根据权利要求1的二位三通自锁电磁阀，其特征在于在衔铁〔2〕的同一轴线上装有应急手动装置〔21〕。

4、根据权利要求1的二位三通自锁电磁阀，其特征在于阀杆〔5〕的中段凸起的部位上有环状密封槽。

5、根据权利要求1的二位三通自锁电磁阀，它可以用于气动液压系统控制单、双向气缸、气动液压阀等气液执行机构及流体换向，也可以用作先导阀。

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