CN111442099A - 一种大口径先导式高压常开电磁阀 - Google Patents

一种大口径先导式高压常开电磁阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大口径先导式高压常开电磁阀，涉及电磁阀技术领域，包括：阀体、活塞组件、电磁驱动组件，阀体上设有进口腔、出口腔、以及用于连通进口腔和出口腔的主阀口，活塞组件位于主阀口上方并用于控制主阀口的打开和关闭；活塞组件包括活塞固定套、活塞本体、顶杆组件和常开弹簧，活塞本体可活动套接在活塞固定套内，活塞固定套与阀体连接固定；活塞本体上设有活塞内腔体、主阀口密封件、以及与活塞内腔体连通的导阀口和平衡孔，电磁驱动组件用于驱动顶杆本体进一步压缩常开弹簧；本发明通过活塞组件以及先导式的结构设计，使得本发明的电磁阀能够适用于大流量以及高压环境的要求，同时还能减小对电磁线圈功率的要求。

Description

一种大口径先导式高压常开电磁阀
技术领域
本发明涉及电磁阀技术领域，尤其是一种大口径先导式高压常开电磁阀。
背景技术
二通电磁阀的工作型式一般分为常闭型和常开型，当线圈断电时电磁阀处于关闭状态，通电后处于开启状态的，这叫做常闭型电磁阀。当线圈断电时处于开启状态，通电后处于关闭状态，这叫做常开型电磁阀。这是基于节能和线圈考虑的，我们知道线圈通电时是需要消耗电能的，长时间的通电会减少线圈的寿命，因此当需要长时间使电磁阀处于关闭状态的选用常闭型，需要长时间处于开启状态的选用常开型。一般情况下，常开型的电磁阀结构比较复杂。
在实际的自动化应用中，我们比较常见的是常闭型的电磁阀，特别是高压电磁阀一般采用常闭型，常开型的高压电磁阀更是罕见。但是常开型电磁阀应用还是很广泛的，这是因为一般高压电磁阀，它的线圈功率比较大，长时间通电不但大量消耗电能而且线圈的寿命比较短。在现有的高压电磁阀中，我们最常见的是直动式的小口径电磁阀，但是大口径的高压电磁阀一般都是选择先导式结构，体积比较大，结构比较复杂，常开型的高压电磁阀更是复杂，并且电磁阀本身的故障率高。
发明内容
一、要解决的技术问题
本发明是针对现有技术所存在的上述缺陷，特提出一种大口径先导式高压常开电磁阀，解决了现有常开型的电磁阀结构复杂，体积较大，并且故障率高的问题，同时还解决了现有常开型的电磁阀不能很好的适用于大流量以及高压环境的要求。
二、技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种大口径先导式高压常开电磁阀，包括：阀体、活塞组件、电磁驱动组件，阀体上设有进口腔、出口腔、以及用于连通进口腔和出口腔的主阀口，活塞组件位于主阀口上方并用于控制主阀口的打开和关闭；
活塞组件包括活塞固定套、活塞本体、顶杆组件和常开弹簧，活塞本体可活动套接在活塞固定套内，活塞固定套与阀体连接固定；
活塞本体上设有活塞内腔体、主阀口密封件、以及与活塞内腔体连通的导阀口和平衡孔，主阀口密封件位于活塞本体底部并可用于主阀口的密封；
顶杆组件包括顶杆本体和导阀口密封件，顶杆本体下端套设在活塞内腔体内，顶杆本体上端与电磁驱动组件套接，电磁驱动组件用于驱动顶杆本体进一步压缩常开弹簧，使得位于顶杆本体底部的导阀口密封件将导阀口密封；
当电磁驱动组件通电时，导阀口密封件将导阀口关闭，流体从进口腔通过平衡孔进入活塞内腔体，使得活塞内腔体压力持续上升，从而推动活塞本体使主阀口关闭。
其中，电磁驱动组件包括隔磁管组件、电磁线圈和活动铁芯，隔磁管组件与活塞固定套连接固定，隔磁管组件和活动铁芯设置在电磁线圈内，活动铁芯可在电磁线圈的驱动下推动顶杆本体。
其中，隔磁管组件通过螺母与电磁线圈固定。
其中，导阀口密封件上部设有缓冲弹簧，缓冲弹簧一端与顶杆本体内壁抵接，缓冲弹簧另一端与导阀口密封件抵接。
其中，导阀口密封件与缓冲弹簧之间还设有弹簧平衡片，使得缓冲弹簧的弹力均匀作用在导阀口密封件上。
其中，顶杆本体顶部为圆弧形。
其中，活塞本体底部设有用于安装主阀口密封件的密封件卡槽，主阀口密封件通过密封件内挡圈和密封件外挡圈固定在密封件卡槽内。
其中，活塞本体外壁上设有活塞环，活塞环与活塞固定套内壁滑动配合。
其中，导阀口位于活塞本体轴心上，平衡孔设置在活塞本体侧壁上。
其中，主阀口密封件内部设有嵌入式钢板。
三、有益效果
与现有技术相比，本发明通过活塞组件的特殊结构设计，以及先导式的结构设计，使得本发明的电磁阀能够适用于大流量以及高压环境的要求，同时还能减小对电磁线圈功率的要求，从而有效提高电磁阀的使用寿命及使用的可靠性，还能缩小整个电磁阀的体积，减少生产成本；
并且，将活塞组件以及顶杆组件都采用一体式模块化设计，提高了电磁阀的可靠性，同时加工简单，减少成本，便于维修和更换；
进一步，还通过在主阀口密封件内部设置嵌入式钢板，能够有效提高主阀口密封件的强度，使得主阀口密封件在高压的工况下能更长时间的工作，提高使用寿命；
将主阀口密封件通过内外挡圈翻边固定的方式进行固定，能够有效的增强主阀口密封件和活塞本体的连接强度，使主阀口密封件能够适用于高压环境，并且不会脱落，采用这种机械式的固定方式可靠性更高；
通过缓冲弹簧和弹簧平衡片的设计，形成弹性连接，从而有效减小对导阀口密封件所受到的的瞬间冲击，增加导阀口密封件的使用寿命，同时能够使导阀口密封件对导阀口的密封效果更好；
还将顶杆本体顶部设为圆弧形，圆弧形的顶面直接和活动铁芯冲击接触，可以减小接触面积，增强冲击力，使得电磁阀能够更快的关闭。
附图说明
图1为本发明一种大口径先导式高压常开电磁阀的剖视图；
图2为本发明阀体的剖视图；
图3为本发明活塞组件的剖视图；
图4为本发明顶杆组件的剖视图；
图5为本发明活塞本体的剖视图；
图6为本发明主阀口密封件的剖视图；
图中：1为阀体；2为活塞固定套；3为活塞组件；4为电磁驱动组件；5为隔磁管组件；6为进口腔；7为出口腔；8为主阀口；9为活塞本体；10为顶杆组件；11为常开弹簧；12为导阀口；13为平衡孔；14为活塞内腔体；15为活塞环；16为密封件卡槽；17为主阀口密封件；18为密封件内挡圈；19为密封件外挡圈；20为顶杆本体；21为导阀口密封件；22为缓冲弹簧；23为弹簧平衡片；24为电磁线圈；25为活动铁芯；26为密封圈；27为钢板；28为挡块；29为楔形卡块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1：
本发明实施例1的一种大口径先导式高压常开电磁阀，如图1至图6所示，为解决上述技术问题，本发明提供一种大口径先导式高压常开电磁阀，包括：阀体1、活塞组件3、电磁驱动组件4，阀体1上设有进口腔6、出口腔7、以及用于连通进口腔6和出口腔7的主阀口8，活塞组件3位于主阀口8上方并用于控制主阀口8的打开和关闭；
活塞组件3包括活塞固定套2、活塞本体9、顶杆组件10和常开弹簧11，活塞本体9可活动套接在活塞固定套2内，活塞固定套2与阀体1连接固定，具体的，通过阀体1上的内螺纹与活塞固定套2上的外螺纹连接配合的方式安装固定，并且在活塞固定套2与阀体1之间还设有密封圈26，保证电磁阀整体的密封性能，并且在活塞本体9外壁上设有活塞环15，活塞环15与活塞固定套2内壁滑动配合，保证活塞在活塞固定套2内顺畅的往复运动，同时具有良好的密封效果；
如图3和图5所示，活塞本体9上设有活塞内腔体14、主阀口密封件17、以及与活塞内腔体14连通的导阀口12和平衡孔13，主阀口密封件17位于活塞本体9底部并可用于主阀口8的密封，具体来说，在本实施例中，导阀口12位于活塞本体9轴心上，平衡孔13设置在活塞本体9侧壁上，活塞本体9底部设有用于安装主阀口密封件17的密封件卡槽16，密封件卡槽16为环形槽，主阀口密封件17也为环形密封圈，主阀口密封件17通过密封件内挡圈18和密封件外挡圈19固定在密封件卡槽16内；能够有效的增强主阀口密封件17和活塞本体9的连接强度，使主阀口密封件17能够适用于高压环境，并且不会脱落，采用这种机械式的固定方式可靠性更高。
顶杆组件10包括顶杆本体20和导阀口密封件21，顶杆本体20下端套设在活塞内腔体14内，顶杆本体20上端与电磁驱动组件4套接，电磁驱动组件4用于驱动顶杆本体20进一步压缩常开弹簧11，使得位于顶杆本体20底部的导阀口密封件21将导阀口12密封，导阀口12通过楔形卡块29卡接在顶杆本体20底部的阶梯形空腔内，在本实施例中，电磁驱动组件4包括隔磁管组件5、电磁线圈24和活动铁芯25，隔磁管组件5与活塞固定套2连接固定，隔磁管组件5采用模块化的一体式结构，这样做的目的减小隔磁管组件5各个零部件叠加的累计公差，这样有利于零部件之间的互换性；具体的，通过活塞固定套2上的内螺纹与隔磁管组件5上的外螺纹连接配合的方式安装固定，并且在活塞固定套2和隔磁管组件5之间设有密封圈26，隔磁管组件5和活动铁芯25设置在电磁线圈24内，隔磁管组件5通过螺母与电磁线圈24固定，电磁线圈24通电后，活动铁芯25在电磁力的作用下运动，即活动铁芯25可在电磁线圈24的驱动下与顶杆本体20上端抵接并推动顶杆本体20，并且顶杆本体20顶部为圆弧形，圆弧形的顶面直接和活动铁芯25冲击接触，可以减小接触面积，增强冲击力，使得电磁阀能够更快的关闭，还能增加顶杆本体20的使用寿命；当电磁驱动组件4通电时，导阀口密封件21将导阀口12关闭，流体从进口腔6通过平衡孔13进入活塞内腔体14，使得活塞内腔体14压力持续上升，从而推动活塞本体9使主阀口8关闭；
具体来说，当电磁线圈24通电时，电磁力使活动铁芯25下压，带动顶杆组件10下压，克服常开弹簧11的弹力使其进一步压缩，使得导阀口12被导阀口密封件21关闭，活塞内腔体14的压力无法被泄压，这时在压力差的作用下，活塞组件3向下移动，继而使主阀口密封件17与主阀口8抵接并密封，从而关闭主阀口8，流体被隔断无法流通，这时电磁阀处于通电后的关闭状态
如图3所示，常开弹簧11设置在活塞内腔体14内，活塞内腔体14上部设有一挡圈，常开弹簧11下部与活塞内腔体14底部抵接，常开弹簧11上部与顶杆本体20侧壁伸出的挡块28抵接，电磁线圈24未通电时，通过压缩状态的常开弹簧11将顶杆本体20侧壁伸出的挡块28向上压紧在挡圈上，此时顶杆本体20底部的导阀口密封件21与导阀口12之间间隔开来没有接触，此时导阀口12处于打开状态；
具体来说，当电磁线圈24未通电时，流体从进口腔6进入，通过平衡孔13进入活塞内腔体14，这时在常开弹簧11的作用下，导阀口密封件21与导阀口12是分开的，活塞内腔体14的压力通过导阀口12泄压，活塞组件3在压力差的作用下向上位移，主阀口密封件17与主阀口8是分开的，流体从进口腔6通过主阀口8流向出口腔7，这时电磁阀处于未通电的常开状态。
通过上述设计使得本实施例的电磁阀的流量通径可以是φ8-50mm，满足大流量的设计要求，适用范围更广。
实施例2：
相较于实施例1，在本实施例中，导阀口密封件21上部设有缓冲弹簧22，缓冲弹簧22一端与顶杆本体20内壁抵接，缓冲弹簧22另一端与导阀口密封件21抵接；导阀口密封件21与缓冲弹簧22之间还设有弹簧平衡片23，使得缓冲弹簧22的弹力均匀作用在导阀口密封件21上；
具体来说，如图4所示，顶杆本体20底部设有一空腔用于容纳缓冲弹簧22和导阀口密封件21，导阀口密封件21通过缓冲弹簧22和顶杆本体20形成一个弹性连接，从而有效减小对导阀口密封件21的瞬间冲击，增加导阀口密封件21的使用寿命，同时能够使导阀口12的密封效果更好。
在导阀口密封件21上的弹簧平衡片23能使得缓冲弹簧22的弹力更均匀的作用于导阀口密封件21上，有利于提高导阀口密封件21对导阀口12的密封效果。
实施例3：
相较于实施例1，在本实施例中，主阀口密封件17内部设有嵌入式的钢板27，通过钢板27能够有效提高主阀口密封件17的强度，使得主阀口密封件17在高压的工况下能更长时间的工作，提高使用寿命。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述大口径先导式高压常开电磁阀包括：阀体(1)、活塞组件(3)、电磁驱动组件(4)，所述阀体(1)上设有进口腔(6)、出口腔(7)、以及用于连通进口腔(6)和出口腔(7)的主阀口(8)，所述活塞组件(3)位于所述主阀口(8)上方并用于控制所述主阀口(8)的打开和关闭；
所述活塞组件(3)包括活塞固定套(2)、活塞本体(9)、顶杆组件(10)和常开弹簧(11)，所述活塞本体(9)可活动套接在所述活塞固定套(2)内，所述活塞固定套(2)固定设置在阀体(1)上；
所述活塞本体(9)上设有活塞内腔体(14)、主阀口密封件(17)、以及分别与所述活塞内腔体(14)连通的导阀口(12)和平衡孔(13)，所述主阀口密封件(17)设置在所述活塞本体(9)底部并可用于主阀口(8)的密封；
顶杆组件(10)包括顶杆本体(20)和导阀口密封件(21)，所述顶杆本体(20)下端套设在所述活塞内腔体(14)内，所述顶杆本体(20)上端与所述电磁驱动组件(4)套接，所述电磁驱动组件(4)用于驱动顶杆本体(20)进一步压缩常开弹簧(11)，使得位于顶杆本体(20)底部的导阀口密封件(21)将导阀口(12)密封；
当所述电磁驱动组件(4)通电时，所述导阀口密封件(21)将导阀口(12)关闭，流体从进口腔(6)通过平衡孔(13)进入活塞内腔体(14)，使得活塞内腔体(14)压力持续上升，从而推动所述活塞本体(9)使主阀口(8)关闭。
2.如权利要求1所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述电磁驱动组件(4)包括隔磁管组件(5)、电磁线圈(24)和活动铁芯(25)，所述隔磁管组件(5)与所述活塞固定套(2)连接固定，所述隔磁管组件(5)和活动铁芯(25)设置在所述电磁线圈(24)内，所述活动铁芯(25)可在所述电磁线圈(24)的驱动下推动所述顶杆本体(20)。
3.如权利要求2所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述隔磁管组件(5)通过螺母与所述电磁线圈(24)固定。
4.如权利要求1所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述导阀口密封件(21)上部设有缓冲弹簧(22)，所述缓冲弹簧(22)一端与所述顶杆本体(20)内壁抵接，所述缓冲弹簧(22)另一端与所述导阀口密封件(21)抵接。
5.如权利要求4所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述导阀口密封件(21)与所述缓冲弹簧(22)之间还设有弹簧平衡片(23)，使得缓冲弹簧(22)的弹力均匀作用在所述导阀口密封件(21)上。
6.如权利要求1所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述顶杆本体(20)顶部为圆弧形。
7.如权利要求1所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述活塞本体(9)底部设有用于安装所述主阀口密封件(17)的密封件卡槽(16)，所述主阀口密封件(17)通过密封件内挡圈(18)和密封件外挡圈(19)固定在所述密封件卡槽(16)内。
8.如权利要求1所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述活塞本体(9)外壁上设有活塞环(15)，所述活塞环(15)与所述活塞固定套(2)内壁滑动配合。
9.如权利要求1所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述导阀口(12)位于所述活塞本体(9)轴心上，所述平衡孔(13)设置在所述活塞本体(9)侧壁上。
10.如权利要求1所述的一种大口径先导式高压常开电磁阀，其特征在于，所述主阀口密封件(17)内部设有嵌入式的钢板(27)。
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