用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥的制作方法
【專利摘要】一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，涉及到一種電磁閥。主要由閥體、導磁套管、電磁線圈、驅動桿、閥板、定位鋼珠、頂壓彈簧和底蓋組成，其中，閥體的內腔中有閥座和環壁；閥座的內空間構成上閥腔，環壁的內空間構成下閥腔，閥板設置在下閥腔中且處于導流口的下方；導磁套管安裝在閥體的上端，導磁套管和閥體上部的內空間共同構成滑道，滑道的壁體內側上有定位槽；驅動桿設置在滑道中，驅動桿上部的體內有磁芯，驅動桿中部的通孔內有頂壓彈簧，頂壓彈簧的兩端有定位鋼珠，驅動桿的下部連接到閥板上。本發明適合在家電、紡織、輕工、石油、化工等行業中應用。
【專利說明】用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及到自動控制流體的閥門，特別涉及到一種電磁閥。
【背景技術】
[0002]電磁閥包括燃氣電磁閥、蒸汽電磁閥、水用電磁閥、油用電磁閥和制冷用電磁閥，電磁閥作為自動化控制流體介質的執行器具，廣泛應用在家電、紡織、輕工、石油、化工和城建行業中。電磁閥是用電磁力作用于密封在導磁套管內的鐵芯完成閥門開啟動作，不存在動密封，所以能避免外漏，因此，電磁閥具有使用安全的特點，尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質。
[0003]自保持型電磁閥就是只需瞬間通電即完成閥門開關動作，閥芯位置不需電來保持。它的優點在于節約能源，而且電磁線圈沒有溫升，從而使線圈的壽命長，在高低溫、防爆等場合有較高安全性。
[0004]然而，目前的電磁閥在進行關閉操作時，閥芯是迎著流體介質的流向或壓力方向進行關閉的，流體介質的壓力作用方向與閥芯的關閉方向相反，閥門關閉后，閥芯需要抵抗流體介質的壓力，因此，容易發生關閉不嚴密而泄漏的故障，造成工作不可靠影響到設備的正常運行、使用壽命短和資源浪費，并且影響到安全性。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是要克服現有電磁閥的缺點，設計一種閉合嚴密不易泄漏、節能、工作可靠和使用壽命長的用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，適合在家電、紡織、輕工、石油、化工和城建行業中更可靠的應用，滿足人們的生活和工作需要。
[0006]本發明的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，主要由閥體(7)、導磁套管(3 )、電磁線圈(I)、驅動桿(2 )、閥板(12 )、定位鋼珠(23 )、頂壓彈簧(24 )和底蓋(15 )組成，其中，閥體(7)的前端有流體輸入接口( 20)，閥體(7)的后端有流體輸出接口(8)，閥體(7)的內腔中有閥座(21)和環壁(19);閥座(21)呈回轉體結構，閥座(21)的上端與閥體(7)連為一體，閥座(21)的下端口構成密封面(9)，閥座(21)的內空間構成上閥腔(II)，上閥腔
(II)連通到流體輸出接口(8);環壁(19)設置在閥座(21)的下方，環壁(19)的上端口包圍在閥座(21)的下部周邊，環壁(19)的下端連接在閥體(7)上或連接在底蓋(15)上，環壁(19)與閥座(21)之間有空間，環壁(19)與閥座(21)之間的空間構成導流口( V )，環壁(19)的內空間構成下閥腔(IV)，流體輸入接口(20)通過導流口(V)連通到下閥腔(IV);閥板(12)設置在下閥腔(IV)中且處于導流口(V)的下方，閥板(12)呈圓板體結構，閥板(12)在環壁(19)的內空間中有上下活動的空間，閥板(12)的上端面上有與閥座(21)上的密封面(9)進行配合的密封對應面，當控制閥打開時，下閥腔(IV)通過閥板(12)與閥座(21)之間的空隙連通到上閥腔(II);導磁套管(3)安裝在閥體(7)的上端，電磁線圈(I)安裝在導磁套管(3)的上部，導磁套管(3)的內空間和閥體(7)上部的內空間共同構成滑道(I )，滑道(I )在上閥腔(II)的正上方，滑道(I )與上閥腔(II)之間的壁體中有孔道，滑道(I )的壁體內側上有定位槽a (5)和定位槽b (6);驅動桿(2)設置在滑道(I)中，驅動桿(2)上部的體內有磁芯(26)，驅動桿(2)的中部有水平設置的通孔，驅動桿(2)中部的通孔內有頂壓彈簧(24)，頂壓彈簧(24)的兩端有定位鋼珠(23)，驅動桿(2)的下部穿過滑道(I )與上閥腔(II)之間的孔道連接到閥板(12)的中心上；底蓋(15)安裝在閥體(7)的下端，底蓋
(15)構成下閥腔(IV)的底壁。
[0007]本發明中，在滑道(I )的底部有緩沖彈簧(22);當在滑道(I )的底部有緩沖彈簧(22)時，驅動桿(2)下部的直徑小于驅動桿(2)上部的直徑，驅動桿(2)的下部從緩沖彈簧
(22)中穿過后，再穿過滑道(I )與上閥腔(II)之間的孔道連接到閥板(12)的中心上；在頂壓彈簧(24)的彈力作用下，定位鋼珠(23)在驅動桿(2)中部的通孔中與定位槽a (5)或定位槽b (6)之間進行徑向滑動，當定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽a (5)中時，電磁閥進行關閉狀態的閥板(12)定位，當定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽b (6)中時，電磁閥進行打開狀態的閥板(12)定位；定位槽a (5)和定位槽b (6)呈環形結構布局在滑道(I)的壁體上，定位槽a (5)和定位槽b (6)之間的距離按閥板(12)上下活動的距離確定；在閥板(12)的外周側面上有平衡槽(17);在閥板(12)上端面上的密封對應面上有膠墊(11)，膠墊(11)構成閥板(12)與閥座(21)之間的密封件和緩沖件；在導磁套管(3)與閥體(7)上端的連接面之間有密封圈a (25);在閥板(12)的中心有泄壓孔，泄壓孔的下方有泄壓閥珠(14)，泄壓閥珠(14)為圓柱體結構，泄壓閥珠(14)的圓柱體直徑大于閥板(12)中心的泄壓孔直徑，泄壓閥珠(14)的上端有泄壓閥桿，泄壓閥桿從閥板(12)中心的泄壓孔向上穿出；當在閥板(12)的中心有泄壓孔及在泄壓孔的下方有泄壓閥珠(14)時，驅動桿(2)的下部穿過滑道(I )與上閥腔(II)之間的孔道連接到泄壓閥珠(14)上端的泄壓閥桿上；在泄壓閥珠(14)的上沿有密封環(13)，密封環(13)構成泄壓閥珠(14)與閥板
(12)中心的泄壓孔之間的密封件。
[0008]上述的發明中，電磁閥的打開操作或關閉操作是采取對電磁線圈(I)施加正向電流或反向電流的措施來實現的，當電磁閥在進行打開操作時，驅動桿(2)進行向下的軸向運動，帶動閥板(12)下行，使電磁閥打開，在電磁閥由打開狀態要進行關閉操作時，驅動桿
(2)進行向上的軸向運動，帶動閥板(12)上行，使電磁閥關閉；電磁閥打開或關閉后即斷開電磁線圈(I)的電源，電磁閥的打開后，使定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽b
(6)中把驅動桿(2)進行軸向B點定位，從而實現把閥板(12)保持在打開狀態；電磁閥的關閉后，使定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽a (5)中把驅動桿(2)進行軸向A點定位，從而實現把閥板(12 )保持在關閉狀態。
[0009]上述的發明中，把電磁閥設計為流體輸入接口(20)連通到下閥腔(IV)，把閥板
(12)設置在下閥腔(IV)中，當進行關閉操作時，使閥板(12)順著流體介質的壓力方向進行關閉，不需抵抗流體介質的壓力，使得容易關閉，電磁閥關閉后，下閥腔(IV)與流體輸入接口(20)的壓力相等，下閥腔(IV)承受流體介質的壓力，流體介質的壓力方向與閥板(12)的關閉方向相同，利用流體介質的壓力使得閥板(12)在閥座(21)的密封面(9)上的閉合更嚴密；當進行打開控制閥的操作時，流體介質由導流口(V)進入到下閥腔(IV)中，再由下閥腔(IV)通過閥板(12)與閥座(21)之間的空隙進入到上閥腔(II)中，然后由流體輸出接口
(8)流出，由于閥板(12)處于導流口(V)的下方，流體介質的導流方向與閥板(12)的打開方向一致，使閥板(12)很容易打開。本發明利用流體介質的順流開閥及順壓關閥的設計，避免發生閥板(12)與流體相對運動造成的振動，而不會產生嘯叫及閥板易損壞的現象，并且，電磁閥打開后，不會產生使閥板(12)進行關閉的作用力，電磁閥關閉后，不會產生使閥板(12)進行打開的作用力，使用定位鋼珠(23)很容易把閥板(12)定位在打開狀態或關閉狀態，而定位鋼珠(23)對驅動桿(2)進行向上拉動或向下拉動的阻力很小，因此，只需很小的電磁力就能使控制閥進行打開操作或關閉操作，使得更節省電能和工作更可靠。
[0010]上述的發明中，在閥板(12)的外周側面上設置平衡槽(17)的作用是，當控制閥進行打開或關閉操作時，閥板(12)進行向下或向上運動，下閥腔(IV)中的液體或氣體通過平衡槽(17)在閥板(12)的上下之間流動，使閥板(12)的上下壓力平衡，從而使閥板(12)順利進行向上或向下運動。
[0011]上述的發明中，在閥板(12)的中心上設置泄壓孔的作用是，當需要打開電磁閥時，先打開泄壓孔，使下閥腔(IV)的壓力通過泄壓孔進行釋放，閥板(12)便容易打開，電磁閥打開的過程是:電磁線圈(I)通電時產生的電磁力使驅動桿(2)向下運動，帶動泄壓閥珠(14)下移，使閥板(12)中心的泄壓孔打開，下閥腔(IV)的壓力便通過泄壓孔向上閥腔(II)釋放，隨后，使閥板(12)下落打開電磁閥，在泄壓孔打開時，閥板(12)的外周側面與環壁(19)之間的空隙和平衡槽(17)起到阻尼作用，使流體遲緩進入下閥腔(IV)，以使下閥腔(IV)內的壓力成功釋放；當要關閉電磁閥時，電磁線圈(I)通電時產生的反向電磁力使驅動桿(2)向上運動，帶動泄壓閥珠(14)上行，使閥板(12)中心的泄壓孔閉合，同時帶到閥板(12)上升，使閥板(12)封閉在閥座(21)的密封面(9)上，隨后利用流體的壓力使閥板(12)封閉嚴密。在具體實施時，閥板(12)的直徑設計為15-50mm，泄壓閥珠(14)的直徑設計為3-5mm，由于泄壓閥珠(14)的直徑很小，使得泄壓孔很容易被打開。
[0012]本發明采用定位鋼珠(23)進行閥板定位的自保持措施比采用永磁體進行閥板定位具有所需的驅動力更小、結構更簡單、更節省材料。
[0013]本發明的有益效果是:設計的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，對電磁線圈瞬間施加正向電流或反向電流的措施來實現打開或關閉，用鋼珠定位閥板使電磁閥保持在打開狀態或關閉狀態，不需用電流來定位閥板；利用流體介質的順流開閥及順壓關閥的設計，只需很小的電磁力就能使電磁閥進行打開或關閉操作，使得更節省電能、工作更可靠和使用壽命長。本發明適合在家電、紡織、輕工、石油、化工和城建行業中應用，滿足人們的生活和工作需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]附圖是本發明的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥結構圖。
[0015]圖中:1.電磁線圈，2.驅動桿，3.導磁套管，4.導磁套管的緊固蓋，5.定位槽a，
6.定位槽b，7.閥體，8.流體輸出接口，9.密封面，10.密封圈b，11.膠墊，12.閥板，13.密封環，14.泄壓閥珠，15.底蓋，16.封閉面，17.平衡槽，18.流體，19.環壁，20.流體輸入接口，21.閥座，22.緩沖彈簧，23.定位鋼珠，24.頂壓彈簧，25.密封圈a，26.磁芯，1.滑道，I1.上閥腔，II1.環形空間，IV.下閥腔、V.導流口。
【具體實施方式】
[0016]實施例附圖所示的實施例中，一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥主要由閥體(7)、導磁套管(3)、電磁線圈(I)、驅動桿(2)、閥板(12)、定位鋼珠(23)、頂壓彈簧(24)和底蓋(15)組成，其中，閥體(7)的前端有流體輸入接口(20)，閥體(7)的后端有流體輸出接口(8)，閥體(7)的內腔中有閥座(21)和環壁(19);閥座(21)呈回轉體結構，閥座(21)的上端與閥體(7 )連為一體，閥座(21)的下端口構成密封面(9 )，閥座(21)的內空間構成上閥腔(II)，上閥腔(II)連通到流體輸出接口(8);環壁(19)設置在閥座(21)的下方，環壁(19)的上端口包圍在閥座(21)的下部周邊，環壁(19)的下端連接在底蓋(15)上，環壁(19)與閥座(21)之間有空間，環壁(19)與閥座(21)之間的空間構成導流口( V )，環壁(19)的內空間構成下閥腔(IV)，流體輸入接口(20)通過導流口(V)連通到下閥腔(IV);閥板(12)設置在下閥腔(IV)中且處于導流口(V)的下方，閥板(12)呈圓板體結構，閥板(12)在環壁
(19)的內空間中有上下活動的空間，在閥板(12)的外周側面上有平衡槽(17)，在閥板(12)的上端面上有與閥座(21)上的密封面(9)進行配合的密封對應面，在密封對應面上有膠墊
(11)，膠墊(11)構成閥板(12)與閥座(21)之間的密封件和緩沖件，當控制閥打開時，下閥腔(IV)通過閥板(12)與閥座(21)之間的空隙連通到上閥腔(II);在閥板(12)的中心有泄壓孔，泄壓孔的下方有泄壓閥珠(14)，泄壓閥珠(14)為圓柱體結構，泄壓閥珠(14)的圓柱體直徑大于閥板(12)中心的泄壓孔直徑，在泄壓閥珠(14)的上沿有密封環(13)，密封環
(13)構成泄壓閥珠(14)與閥板(12)中心的泄壓孔之間的密封件，泄壓閥珠(14)的上端有泄壓閥桿，泄壓閥桿從閥板(12)中心的泄壓孔向上穿出；導磁套管(3)安裝在閥體(7)的上端，在導磁套管(3)與閥體(7)上端的連接面之間有密封圈a (25)，利用緊固蓋(4)把導磁套管(3)緊密安裝在閥體(7)的上端；電磁線圈(I)安裝在導磁套管(3)的上部；導磁套管
(3)的內空間和閥體(7)上部的內空間共同構成滑道(I )，滑道(I )在上閥腔(II)的正上方，滑道(I )與上閥腔(II)之間的壁體中有孔道，在滑道(I )的底部有緩沖彈簧(22)，在滑道(I )的壁體內側上有定位槽a (5)和定位槽b (6),定位槽a (5)和定位槽b (6)呈環形結構布局在滑道(I)的壁體上，定位槽a (5)和定位槽b (6)之間的距離按閥板(12)上下活動的距離確定；驅動桿(2)設置在滑道(I )中，驅動桿(2)上部的體內有磁芯(26)，驅動桿(2)的中部有水平設置的通孔，驅動桿(2)中部的通孔內有頂壓彈簧(24)，頂壓彈簧
(24)的兩端有定位鋼珠(23)，在頂壓彈簧(24)的彈力作用下，定位鋼珠(23)在驅動桿(2)中部的通孔中與定位槽a (5)或定位槽b (6)之間進行徑向滑動，當定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽a (5)中時，電磁閥進行關閉狀態的閥板(12)定位，當定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽b (6)中時，電磁閥進行打開狀態的閥板(12)定位；驅動桿
(2)下部的直徑小于驅動桿(2)上部的直徑，驅動桿(2)的下部從緩沖彈簧(22)中穿過后，再穿過滑道(I )與上閥腔(II)之間的孔道連接到泄壓閥珠(14)上端的泄壓閥桿上；底蓋
(15)安裝在閥體(7)的下端，底蓋(15)構成下閥腔(IV)的底壁。本實施例中，閥板(12)的直徑為25mm，泄壓閥珠(14)的直徑為3mm ;閥板(12)選用氧化鋁陶瓷或尼龍或不銹鋼或銅質材料制造，泄壓閥珠(14)選用不銹鋼或黃銅或紫銅材料制造，驅動桿(2)和導磁套管(3)選用工程塑料制造。本實施例適合在家電、紡織、輕工、石油、化工和城建行業的自動化系統中作為自動控制的執行元件應用。
【權利要求】
1.一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是電磁閥主要由閥體(7)、導磁套管(3 )、電磁線圈(I)、驅動桿(2 )、閥板(12 )、定位鋼珠(23 )、頂壓彈簧(24)和底蓋(15 )組成，其中，閥體(7)的前端有流體輸入接口(20)，閥體(7)的后端有流體輸出接口(8)，閥體(7)的內腔中有閥座(21)和環壁(19);閥座(21)呈回轉體結構，閥座(21)的上端與閥體(7 )連為一體，閥座(21)的下端口構成密封面(9 )，閥座(21)的內空間構成上閥腔(II)，上閥腔(II)連通到流體輸出接口(8);環壁(19)設置在閥座(21)的下方，環壁(19)的上端口包圍在閥座(21)的下部周邊，環壁(19)的下端連接在閥體(7)上或連接在底蓋(15)上，環壁(19)與閥座(21)之間有空間，環壁(19)與閥座(21)之間的空間構成導流口( V )，環壁(19)的內空間構成下閥腔(IV)，流體輸入接口(20)通過導流口(V)連通到下閥腔(IV);閥板(12)設置在下閥腔(IV)中且處于導流口(V)的下方，閥板(12)呈圓板體結構，閥板(12)在環壁(19)的內空間中有上下活動的空間，閥板(12)的上端面上有與閥座(21)上的密封面(9)進行配合的密封對應面，當控制閥打開時，下閥腔(IV)通過閥板(12)與閥座(21)之間的空隙連通到上閥腔(II);導磁套管(3)安裝在閥體(7)的上端，電磁線圈(I)安裝在導磁套管(3)的上部，導磁套管(3)的內空間和閥體(7)上部的內空間共同構成滑道(I )，滑道(I )在上閥腔(II)的正上方，滑道(I )與上閥腔(II)之間的壁體中有孔道，滑道(I )的壁體內側上有定位槽a (5)和定位槽b (6);驅動桿(2)設置在滑道(I)中，驅動桿(2)上部的體內有磁芯(26)，驅動桿(2)的中部有水平設置的通孔，驅動桿(2)中部的通孔內有頂壓彈簧(24)，頂壓彈簧(24)的兩端有定位鋼珠(23)，驅動桿(2)的下部穿過滑道(I )與上閥腔(II)之間的孔道連接到閥板(12)的中心上；底蓋(15)安裝在閥體(7)的下端，底蓋(15)構成下閥腔(IV)的底壁。
2.根據權利要求1所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是在滑道(I )的底部有緩沖彈簧(22);當在滑道(I )的底部有緩沖彈簧(22)時，驅動桿(2)下部的直徑小于驅動桿(2)上部的直徑，驅動桿(2)的下部從緩沖彈簧(22)中穿過后，再穿過滑道(I )與上閥腔(II)之間的孔道連接到閥板(12)的中心上。
3.根據權利要求1所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是在頂壓彈簧(24 )的彈力作用下，定位鋼珠(23 )在驅動桿(2 )中部的通孔中與定位槽a (5 )或定位槽b (6)之間進行徑向滑動，當定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽a (5)中時，電磁閥進行關閉狀態的閥板(12)定位，當定位鋼珠(23)的三分之一珠體滑入到定位槽b (6)中時，電磁閥進行打開狀態的閥板(12)定位。
4.根據權利要求1或3所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是定位槽a (5)和定位槽b (6)呈環形結構布局在滑道(I )的壁體上,定位槽a (5)和定位槽b(6)之間的距離按閥板(12)上下活動的距離確定。
5.根據權利要求1所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是在閥板(12)的外周側面上有平衡槽(17)。
6.根據權利要求1所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是在閥板(12)上端面上的密封對應面上有膠墊(11)，膠墊(11)構成閥板(12)與閥座(21)之間的密封件和緩沖件。
7.根據權利要求1所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是在導磁套管(3)與閥體(7)上端的連接面之間有密封圈a (25)。
8.根據權利要求1所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是在閥板(12)的中心有泄壓孔，泄壓孔的下方有泄壓閥珠(14)，泄壓閥珠(14)為圓柱體結構，泄壓閥珠(14)的圓柱體直徑大于閥板(12)中心的泄壓孔直徑，泄壓閥珠(14)的上端有泄壓閥桿，泄壓閥桿從閥板(12)中心的泄壓孔向上穿出；當在閥板(12)的中心有泄壓孔及在泄壓孔的下方有泄壓閥珠(14)時，驅動桿(2)的下部穿過滑道(I )與上閥腔(II)之間的孔道連接到泄壓閥珠(14)上端的泄壓閥桿上。
9.根據權利要求8所述的一種用鋼珠定位閥板的自保持型電磁閥，其特征是在泄壓閥珠(14)的上沿有密封環(13)，密封環(13)構成泄壓閥珠(14)與閥板(12)中心的泄壓孔之間的密封件。`
【文檔編號】F16K1/36GK103742660SQ201410040783
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】周昀煜 申請人:衢州昀睿工業設計有限公司