CN204512606U - 一种传动结构及摆杆式隔膜电磁阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传动结构，其包括：阀下座、滑块、第一压头以及第一弹性件，所述滑块设有第一容置孔，所述第一压头置于所述第一容置孔内，所述第一弹性件抵设于所述第一压头和阀下座之间，所述滑块和第一压头都可单独地相对于阀下座做往复直线运动。本实用新型还公开了一种摆杆式隔膜电磁阀，其包括依次连接的阀腔组件、上述的传动结构以及电磁铁组件。本实用新型中第一弹性件的一端抵设于固定的阀下座上，能够有效减少第一弹性件在工作中的压变量，使得流道切换的动作更加的可靠。

Description

一种传动结构及摆杆式隔膜电磁阀

技术领域

本实用新型涉及电磁阀技术领域，尤其涉及一种传动结构及摆杆式隔膜电磁阀。

背景技术

采用膜片式的隔离电磁阀，广泛应用在各类涉及药液等腐蚀性试剂的行业中，一般按运动方式分为直动式和摆杆式。目前，摆杆式三通隔膜电磁阀，其典型结构如附图1所示，主要包括转轴10、隔膜片11、膜片骨架12、常闭压头13、下弹簧14、电磁线圈15、挡铁16、动铁17、滑块18、上弹簧19、常开压头20以及阀盖21等，阀盖21上设有公共端口21a、常闭端口21b和常开端口21c。通过电磁力和上、下弹簧力的交替作用，实现隔膜片11沿转轴10旋转，从而完成流道的切换。

当电磁线圈15通电时，电磁力将动铁17吸合拉下与挡铁16贴紧，下弹簧14被压缩，故在上弹簧19的弹力作用下，常开压头20推动膜片骨架12带动隔膜片11绕转轴10转动，将滑块18及常闭压头13推开，此时阀盖21的常闭端口21b与公共端口21a打开连通。当电磁线圈15断电时，电磁力消失，动铁17在下弹簧14的弹力作用下，顶住滑块18向阀盖21处移动，由于下弹簧14弹力远大于上弹簧19，所以，在下弹簧14作用下，常闭压头13推动膜片骨架12带动隔膜片11绕转轴10转动，上弹簧19被压缩，常开压头21c被推开，此时阀盖21的常开端口21c与公共端口21a打开连通。

现有技术的主要缺陷有：

1、在通电、断电两种状态下，上弹簧的两端限位均不固定，从而对上、下弹簧的弹力要求非常苛刻。

假设，膜片骨架12保持平衡为零位（即阀盖端口21a、21b、21c到膜片骨架12垂直距离均相同），上弹簧19及下弹簧14的压缩量分别为x₀、y₀，阀盖21端口密封极限需要压力f₀，当电磁线圈15通电时，滑块18做远离膜片骨架12的直线运动，移动量设为l₁（相对零位，下同），同时，上弹簧19推动膜片骨架12及隔膜片11抵住阀盖21的常开端口21c，移动量设为l₂（l₁≥l₂），则此时，上弹簧19的压缩量为：x₀- l₁- l₂，弹簧力应至少为f₀，下弹簧14的压缩量为：y₀+ l₁，弹簧力为f₁。当电磁线圈15断电时，滑块18在动铁17的推动下向隔膜骨架12方向做直线运动，从而使隔膜骨架12及隔膜片11抵住阀盖21的常闭端口21b，移动量设为l₃（假设两边对称压缩，l₃=l₁），则此时，上弹簧19的压缩量为：x₀+2l₃，弹簧力为f₂，下弹簧14的压缩量为：Y₀-l₃，弹簧力为f₃。

假设，上弹簧19刚度为k₁，下弹簧15刚度为k₂，则上弹簧19通电弹簧力为：f₀，断电弹簧力为：f₂=f₀+k₁(l₁+l₂+2l₃)≥f₀+4k₁·l₂，下弹簧14断电弹簧力为：f₃≥f₂+f₀=2f₀+ k₁(l₁+l₂+2l₃)≥2f₀+4k₁·l₂，通电弹簧力为：f₁=f₃+k₂(l₃+l₁)≥2f₀+2l₂（2k₁+k₂）。

如上分析可知，通断电切换时，弹簧的弹力自变量较多，尤其是上弹簧19的压缩量变化很大；下弹簧14断电时弹簧力远超过两倍密封压力，需要较大的电磁力方可吸合，电磁铁设计难度很高。反之，当电磁线圈15参数确定，即电磁力固定，不考虑其他阻力损失，需要刚度k₁和k₂较小，或者移动量l₂较小；而移动量与电磁阀的性能参数强关联，如流量、响应时间等。因此，k₁，k₂的取值应越小越好。

综上所述，由于弹簧的刚度要求较小，而压缩量变化又较大，对有限的电磁力而言，弹簧的设计要求较高。

2、在断电状态下，上弹簧19的弹力本身起负作用，但断电时，下弹簧14移动量l₃，而上弹簧19移动量达2l₃，更不利于断电密封。

3、从自变量来看，通断电状态各参数均互相关联，需求分解到物料的尺寸及性能要求均很高，生产成本高，产品合格率低。

4、上弹簧19移动量大，虽弹簧底部外部受滑块18限制，但受力点在常开压头13与膜片骨架12接触点，即在上弹簧19顶部，故通断电切换时顶部易卡滞。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通断电切换时弹性件的变化量小、通断电的动作可靠性高的传动结构以及应用该结构的摆杆式隔膜电磁阀。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供了一种传动结构，其包括：阀下座、滑块、第一压头以及第一弹性件，所述滑块设有第一容置孔，所述第一压头置于所述第一容置孔内，所述第一弹性件抵设于所述第一压头和阀下座之间，所述滑块和第一压头都可单独地相对于阀下座做往复直线运动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性件一端与所述阀下座固连。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀下座设有伸入所述第一容置孔内的支撑部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑部朝第一压头的方向设有凸起部，所述第一压头对应所述凸起部设有凹陷部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一压头包括大径段和小径段，所述第一弹性件抵设于所述大径段与阀下座之间、且套设于所述小径段上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滑块还设有第二容置孔，所述传动结构还包括设于所述第二容置孔内的第二压头。

本实用新型还提供了一种摆杆式隔膜电磁阀，其包括：依次连接的阀腔组件、上述的传动结构以及电磁铁组件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀腔组件包括阀上座、铰接于所述阀上座的隔膜骨架、起铰接作用的转轴、与所述隔膜骨架固连的隔膜片以及阀盖，所述阀盖设有作为流体通道的第一端口、第二端口以及第三端口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电磁铁组件包括电磁铁壳、电磁线圈、挡铁、动铁芯以及第二弹性件，所述电磁线圈置于所述电磁铁壳内部，所述挡铁和动铁芯置于所述电磁线圈内部，所述第二弹性件套设于所述动铁芯上，其用于提供动铁芯做直线运动的弹力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电磁阀还包括包覆于所述电磁铁组件***的外壳，所述外壳与所述阀腔组件下端固连。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中第一弹性件的一端抵设于固定的阀下座上，能够有效减少第一弹性件在工作中的压变量，使得流道切换的动作更加的可靠。

附图说明

图1是现有技术的隔膜电磁阀的结构示意图；

图2是本实用新型摆杆式隔膜电磁阀的结构示意图；

图3是本实用新型摆杆式隔膜电磁阀中的传动结构的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

请参照图1和图2，本实用新型摆杆式隔膜电磁阀包括传动结构100、阀腔组件200、电磁铁组件300以及外壳400。

阀腔组件200包括阀上座210、隔膜骨架220、转轴230隔膜片240以及阀盖250，阀盖250上设有第一端口251、第二端口252以及第三端口253。隔膜骨架220较佳是由强耐腐蚀的高分子工程塑料经注塑加工制成，可降低材料及制造成本，然而在不同的实施例中，隔膜骨架220也可由其他金属制成，以具有较高的刚性，例如但不限于特种不锈钢等。隔膜片240与隔膜骨架220固连在一起，本实施例中二者之间的固连方式优选为粘贴。隔膜片240及隔膜骨架220铰接在阀上座210上，以转轴230为支点，摆动压合两侧阀口，实现三通阀流口切换功能。

传动结构100包括阀下座110、滑块120、第一压头130、第一弹性件140以及第二压头150。滑块120为一可滑动的柱体，置于上述阀上座210内部，其对称设有用于放置第一压头130的第一容置孔121和用于放置第二压头150的第二容置孔122，所述第一容置孔121为通孔，所述第二容置孔122为盲孔。阀下座110与所述外壳400固连，其具有插设于所述第一容置孔121内部的支撑部111，所述支撑部111上设有圆柱状的凸起部111a。所述第一压头130包括大径段132和小径段133，其对应所述凸起部111a处设有凹陷部131。所述第一弹性件140抵设于所述大径段132和支撑部111之间，并且套设于所述小径段133上，优选地，所述第一弹性件140与支撑部111固连。需特别说明的是，所述滑块120和第一压头130都可单独地相对于阀下座110做往复直线运动

电磁铁组件300包括电磁铁壳310、电磁线圈320、挡铁330、动铁芯340以及第二弹性件350。所述动铁芯340顶于滑块120的中心部位。电磁线圈320通电时可以吸合动铁芯340沿靠近挡铁330的方向运动 ，当电磁线圈320断电时，第二弹性件350提供弹力使动铁芯340作远离挡铁330的运动。

为更好地理解本实用新型的具体实施方式，下面将本实用新型摆杆式隔膜电磁阀的工作过程做进一步的阐述。

电磁线圈320通电时，动铁芯340被吸合，第二弹性件350被压缩，第一弹性件140提供弹力使第一压头130抵住隔膜骨架220，膜片骨架220上粘附的隔膜片240则压紧第三端口253，与此同时，膜片骨架220以转轴230为旋转支点，将第二压头150及滑块120推开，使第二端口252与第一端口251相通。

电磁线圈320断电时，动铁芯340在第二弹性件350的弹力作用下做远离挡铁330的运动，此时，虽然第一弹性件140也使第一压头130抵于隔膜骨架220上，但由于第二弹性件350的弹力远大于第一弹性件140，动铁芯340推动滑块120以及第二压头150运动，进而压紧隔膜骨架220，使第三端口253与第一端口251相通。

假设，膜片骨架220保持平衡为零位（即第一端口251、第二端口252、第三端口253到隔膜片240的垂直距离均相同），第一弹性件140及第二弹性件350的压缩量分别为X₀，Y₀，阀盖250端口密封极限需要压力F₀，当电磁线圈320通电时，滑块120向阀下座110移动，移动量设为L₁，同时，第一弹性件140推动膜片骨架220及隔膜片240抵住阀盖250的第三端口253，移动量设为L₂（L₁≥L₂），则此时，第一弹性件140的压缩量为：X₀-L₂，弹簧力应至少为F₀，第二弹性件350的压缩量为：Y₀+L₁，弹簧力为F₁。当电磁线圈320断电时，滑块120在动铁芯340的推动下向隔膜骨架220移动，从而使隔膜骨架220及隔膜片240抵住阀盖250的第二端口252，移动量设为L₃（假设两边对称压缩，L₃=L₁），此时，第一弹性件140的压缩长度为：X₀+L₃，弹簧力为F₂，第二弹性件350的压缩长度为：Y₀-L₃，弹簧力为F₃。

假设，第一弹性件140刚度为K₁，第二弹性件350刚度为K₂，则第一弹性件140通电弹簧力为：F₀，断电弹簧力为：F₂=F₀+K₁(L₂+L₃)≥F₀+2K₁·L₂，第二弹性件350断电弹簧力为：F₃≥F₂+F₀=2F₀+2K₁·L₂，通电弹簧力为：F₁=F₃+K₂(L₃+L₁)≥2F₀+2L₂(K₁+K₂)。

与典型结构对比易见，第一弹性件140一端限定，在运动中，压缩量被有效减小，从而，关联各弹簧力均有效降低，对电磁铁设计及弹簧设计均有较大的优化和改善，有助于断电密封，且将通、断电参数关联度降低，降低了物料的控制难度。

需要特别说明的是，阀下座210不但用于固定第一弹性件140一端，而且用于导向第一压头130的直线运动；滑块120不但起第二压头150与动铁芯340的传力作用，而且能对第一弹性件140起到外部约束的作用。此外，第一压头130增加导向，解决了移动过程中第一弹性件140的卡滞，有效提高生产良率。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种传动结构，其特征在于，包括：阀下座、滑块、第一压头以及第一弹性件，所述滑块设有第一容置孔，所述第一压头置于所述第一容置孔内，所述第一弹性件抵设于所述第一压头和阀下座之间，所述滑块和第一压头都可单独地相对于阀下座做往复直线运动。

2.如权利要求1所述的传动结构，其特征在于：所述弹性件一端与所述阀下座固连。

3.如权利要求1所述的传动结构，其特征在于：所述阀下座设有伸入所述第一容置孔内的支撑部。

4.如权利要求3所述的传动结构，其特征在于：所述支撑部朝第一压头的方向设有凸起部，所述第一压头对应所述凸起部设有凹陷部。

5.如权利要求1所述的传动结构，其特征在于：所述第一压头包括大径段和小径段，所述第一弹性件抵设于所述大径段与阀下座之间、且套设于所述小径段上。

6.如权利要求1至5任一项所述的传动结构，其特征在于：所述滑块还设有第二容置孔，所述传动结构还包括设于所述第二容置孔内的第二压头。

7.一种摆杆式隔膜电磁阀，其特征在于，包括：依次连接的阀腔组件、如权利要求6所述的传动结构以及电磁铁组件。

8.如权利要求7所述的摆杆式隔膜电磁阀，其特征在于：所述阀腔组件包括阀上座、铰接于所述阀上座的隔膜骨架、起铰接作用的转轴、与所述隔膜骨架固连的隔膜片以及阀盖，所述阀盖设有作为流体通道的第一端口、第二端口以及第三端口。

9.如权利要求7所述的摆杆式隔膜电磁阀，其特征在于：所述电磁铁组件包括电磁铁壳、电磁线圈、挡铁、动铁芯以及第二弹性件，所述电磁线圈置于所述电磁铁壳内部，所述挡铁和动铁芯置于所述电磁线圈内部，所述第二弹性件套设于所述动铁芯上，其用于提供动铁芯做直线运动的弹力。

10.如权利要求7所述的摆杆式隔膜电磁阀，其特征在于：所述电磁阀还包括包覆于所述电磁铁组件***的外壳，所述外壳与所述阀腔组件下端固连。