本實用新型涉及一種電磁閥。

背景技術：

目前，消防領域采用的電磁閥要求具有快速響應，長期有效密封等特點。現有消防用電磁閥大多采用膜片式電磁閥，電磁閥的電磁線圈通電時，動鐵芯被吸合，帶動閥桿上移，彈簧同時被壓縮，使閥桿與閥芯中孔(先導孔)分離，閥芯上腔的流體瞬間從中孔缷壓，缷壓后閥芯在上下腔壓差的作用下快速向上浮起，電磁閥開啟。電磁閥的線圈斷電時，閥桿在彈簧力的作用下關閉閥芯中孔，并推動閥芯向下移，封住流體出口，電磁閥關閉。

現有電磁閥的閥芯和閥體為同一材質，多為鋼制，強度較高，如果為了減輕電磁閥的重量，選擇較輕的材質時，閥芯的強度就會出現問題，這也是電磁閥行業很少有用其他較輕材料制作電磁閥的原因。

技術實現要素：

本實用新型針對以上問題的提出，而研究設計一種電磁閥。本實用新型采用的技術手段如下：

一種電磁閥，包括電磁閥閥體、閥蓋、閥芯和電磁組件，所述電磁閥閥體上設有進口和出口，所述電磁閥閥體的內部設有管壁狀的主閥口，所述電磁組件包括銜鐵和電磁線圈，所述銜鐵與閥芯之間設有閥桿，閥桿處設有能使閥桿復位的彈性件，所述電磁閥閥體的側壁上與主閥口位置對應處設有安裝口，所述閥蓋固定在安裝口處，所述閥芯上設有與主閥口配合的密封圈，所述閥芯包括閥芯主體、密封圈和密封圈壓件；所述閥芯主體包括凸臺狀的基塊、固定在基塊大徑端端面上的中心柱和固定在中心柱上且徑向向外呈放射狀的筋葉，所述閥芯主體的中間設有先導孔；所述密封圈壓件包括圓柱環形的側壁和設置在所述側壁內側的第一凸緣，所述側壁與基塊的大徑部分通過螺紋相互固定，所述第一凸緣與基塊的小徑部分之間存在一定間隙，形成用于容納密封圈的凹槽，所述密封圈固定于凹槽內。

進一步地，所述筋葉的外側邊緣與密封圈壓件的外側壁齊平，所述基塊的小徑部分的端部設有用于對密封圈限位的第二凸緣，所述第一凸緣的內側設有用于對密封圈限位的第三凸緣，所述基塊的小徑端端面的中間部分設有圓臺狀凸起，所述先導孔的內側壁上設有徑向向內的且環繞內壁一周的第一凸起，所述第一凸起的內側邊緣處設有朝向筋葉一側的環繞一周的第二凸起，所述第二凸起的一側安裝有密封套管安裝環，所述密封套管安裝環的內側設有密封套管，所述閥桿的端部設有與密封套管配合的密封膠套。

進一步地，所述閥蓋包括用于容納閥芯的第一蓋體和與所述第一蓋體背向設置的第二蓋體，所述第一蓋體和第二蓋體的端部均設有連接法蘭，所述閥蓋的中間設有用于穿過閥桿的通孔，所述第一蓋體內設有與第一蓋體的內側壁貼合的內襯，所述內襯由不銹鋼制成。

進一步地，所述內襯的內壁上設有軸向的凹槽，所述凹槽的與內襯的外側端部之間存在一定距離，所述內襯的外邊緣伸出第一蓋體的外邊緣，且內襯的伸出部分的外徑小于第一蓋體內部分的外徑。

進一步地，所述主閥口的端部固定有不銹鋼閥口薄套，構成不銹鋼電磁閥閥口，所述主閥口端部設有用于固定和限位不銹鋼閥口薄套的外擋壁，以及固定和支撐不銹鋼閥口薄套的支撐平臺，所述外擋壁和支撐平臺為環形結構，所述不銹鋼閥口薄套同閥芯的密封圈接觸處設有薄套密封端，所述薄套密封端的截面為三角形或圓弧形。

進一步地，所述閥芯主體的材質為尼龍，所述密封圈壓件的材質為不銹鋼，所述閥蓋的材質為鋁合金。

進一步地，本實用新型還包括電磁閥驅動電路，所述電磁閥具有電磁線圈L1，所述電磁閥驅動電路包括開關元件Q1、限流元件R4、用于產生脈沖寬度調制信號的PWM信號發生模塊、與PWM信號發生模塊、開關元件Q1相連接的開關元件驅動模塊以及供電模塊，所述電磁線圈L1、開關元件Q1和限流元件R4依次串聯接在電源端和接地端之間，所述開關元件驅動模塊根據所述PWM信號發生模塊產生的脈沖寬度調制信號，來驅動所述開關元件Q1在導通狀態和關斷狀態之間切換，所述供電模塊具有電源端和接地端；所述PWM信號發生模塊和開關元件驅動模塊由所述供電模塊供電。

進一步地，所述PWM信號發生模塊包括脈寬調制器U1、電阻R2、電阻R7和電容C1；所述脈寬調制器U1采用NE555芯片；所述電阻R2一端連接所述電源端，另一端連接所述脈寬調制器U1的第7引腳；所述電阻R7兩端分別連接所述脈寬調制器U1的第7引腳和第2引腳；所述脈寬調制器U1的第6引腳與第2引腳相連接，并經由電容C1連接所述接地端；所述脈寬調制器U1的第8引腳和第4引腳均連接所述電源端；所述脈寬調制器U1的第3引腳作為所述脈沖寬度調制信號的輸出端。

進一步地，所述開關元件Q1采用N溝道MOS管；所述開關元件驅動模塊包括電阻R6、電阻R9、PNP三極管Q2、電阻R3、穩壓二極管ZD2、電阻R1和二極管D2；所述電阻R6一端接收所述PWM信號發生模塊輸出的脈沖寬度調制信號，另一端連接所述PNP三極管Q2基極；所述電阻R9兩端分別連接所述電源端和所述PNP三極管Q2基極；所述PNP三極管Q2發射極連接所述電源端；所述穩壓二極管ZD2和所述電阻R1相互串聯接在所述開關元件Q1的柵極和源極之間；所述穩壓二極管ZD2與所述電阻R1相并聯；所述PNP三極管Q2集電極通過電阻R3與穩壓二極管ZD2和電阻R1的串接點相連接。

進一步地，所述供電模塊包括整流橋BR1、穩壓二極管ZD1、電容C2和電阻R5；所述整流橋BR1的輸入端用于接收輸入的交流電壓；所述整流橋BR1的輸出正端作為所述供電模塊的電源端；所述整流橋BR1的輸出負端經由所述限流元件R4連接所述接地端；所述穩壓二極管ZD1陰極連接所述電源端；所述穩壓二極管ZD1陽極作為所述供電模塊的接地端；所述電容C2和電阻R5均與所述穩壓二極管ZD1相并聯，所述電磁線圈L1兩端并聯接有二極管D1。

與現有技術比較，本實用新型所述的電磁閥解決了輕質材料電磁閥的本質缺陷，在降低電磁閥重量的同時保證了強度，使得輕材質電磁閥能夠得以廣泛使用，尤其在電磁閥需要懸掛在空中的消防領域可被廣泛推廣，同時，本實用新型通過調節PWM信號發生模塊產生的脈沖寬度調制信號，進而改變所述開關元件Q1的開關占空比，能夠使得在電磁閥開啟和觸發時流經電磁線圈L1的電流較高，進而電磁線圈L1產生較強的吸合力，以將動鐵芯吸合，當動鐵芯被吸合后，使得流經電磁線圈L1的電流降低，進而電磁線圈L1只需產生能夠保持動鐵芯被吸引的吸合力即可，本實用新型既能保證電磁閥正常開啟，又可以避免電磁線圈一直處于高負載工作狀態，結構簡單、控制便捷、節能省電、同時有利于延長電磁閥的使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例所述的電磁閥的結構示意圖。

圖2是圖1的A處放大圖。

圖3是本實用新型實施例所述的閥芯的結構示意圖。

圖4是圖3的B處放大圖。

圖5是本實用新型實施例所述的閥芯主體的立體結構示意圖。

圖6是本實用新型實施例所述的閥芯主體的主視示意圖。

圖7是圖6的俯視圖。

圖8是圖7的C-C剖視圖。

圖9是本實用新型實施例所述的密封圈壓件的結構示意圖。

圖10是本實用新型實施例所述的閥蓋的結構示意圖。

圖11是本實用新型實施例所述的閥蓋與閥芯的配合狀態示意圖(打開狀態)。

圖12是本實用新型實施例所述的閥蓋與閥芯的配合狀態示意圖(關閉狀態)。

圖13是本實用新型實施例所述的電磁閥閥體的立體結構示意圖。

圖14是本實用新型實施例所述的電磁閥閥體的剖視示意圖。

圖15是圖14的D處放大圖。

圖16是本實用新型實施例所述的電磁閥驅動電路的結構框圖。

圖17是本實用新型實施例所述的電磁閥驅動電路的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1至圖15所示，一種電磁閥，包括電磁閥閥體3、閥蓋2、閥芯1和電磁組件4，所述電磁閥閥體3上設有進口和出口，所述電磁閥閥體3的內部設有管壁狀的主閥口31，所述電磁組件4包括銜鐵41和電磁線圈，所述銜鐵41與閥芯1之間設有閥桿5，閥桿5處設有能使閥桿5復位的彈性件6，所述電磁閥閥體3的側壁上與主閥口31位置對應處設有安裝口32，所述閥蓋2固定在安裝口32處，所述閥芯1上設有與主閥口31配合的密封圈12。

如圖3至圖8所示，所述閥芯包括閥芯主體11、密封圈12和密封圈壓件13；所述閥芯主體11包括凸臺狀的基塊111、固定在基塊111大徑端端面上的中心柱112和固定在中心柱112上且徑向向外呈放射狀的筋葉113，所述閥芯主體11的中間設有先導孔114；所述密封圈壓件13包括圓柱環形的側壁131和設置在所述側壁131內側的第一凸緣132，所述側壁131與基塊111的大徑部分通過螺紋相互固定，所述第一凸緣132與基塊111的小徑部分之間存在一定間隙，形成用于容納密封圈12的凹槽14，所述密封圈12固定于凹槽14內。

所述筋葉的外側邊緣與密封圈壓件的外側壁齊平，所述基塊的小徑部分的端部設有用于對密封圈限位的第二凸緣110，所述第一凸緣132的內側設有用于對密封圈12限位的第三凸緣133，第二凸緣110和第三凸緣133減小了所述凹槽14的開口，使密封圈12現位于凹槽14內，并使密封圈12的一面通過凹槽14的開口朝向外側，用于密封，第二凸緣110和第三凸緣133的厚度較小，在實現對密封圈12限位的同時，不影響密封效果即可。所述第三凸緣133的外側在密封圈壓件13的徑向方向上從外到內逐漸內凹，使第三凸緣133的邊緣處厚度小于與第一凸緣132連接處的厚度，形成倒角結構。

所述基塊111的小徑端端面的中間部分設有圓臺狀凸起115，所述先導孔114的內側壁上設有徑向向內的且環繞內壁一周的第一凸起116，所述第一凸起116的內側邊緣處設有朝向筋葉一側的環繞一周的第二凸起117。所述第二凸起117的一側安裝有密封套管安裝環118，所述密封套管安裝環118的內側設有密封套管119，所述閥桿5的端部設有與密封套管119配合的密封膠套51。所述閥芯主體11的材質為尼龍，所述密封圈壓件13的材質為不銹鋼，尼龍的閥芯主體11降低了閥芯整體的重量，不銹鋼的密封圈壓件13保證了閥芯整體的強度，筋葉113的設置，進一步降低了閥芯1的重量。

如圖10至圖12所示，所述閥蓋2包括用于容納閥芯1的第一蓋體21和與所述第一蓋體21背向設置的第二蓋體22，第一蓋體21和第二蓋體22為一體設置，所述第一蓋體21和第二蓋體22的端部均設有連接法蘭，所述閥蓋2的中間設有用于穿過閥桿5的通孔23，所述第一蓋體21內設有與第一蓋體21的內側壁貼合的內襯24，所述內襯24由不銹鋼制成,所述閥蓋2的材質為鋁合金。閥蓋2為鋁合金材質，降低了閥蓋2整體的重量，內部設置不銹鋼的內襯24，保證了閥蓋2的強度。所述通孔23位階梯孔，通孔23的大徑部分安裝有密封圈安裝環25和相應的密封圈。

所述內襯24的內壁上設有軸向的凹槽241，所述凹槽241的與內襯24的外側端部之間存在一定距離，形成邊緣的阻尼帶242，保證電磁閥關閉時的反應速度，也就是說凹槽241并不通到內襯24的外側端部，使得閥芯1在關閉動作時，從第一蓋體21內部向外移動的過程中，最初介質能通過凹槽241進入第一蓋體21內部，降低閥芯1與第一蓋體21之間縫隙的阻尼作用，直至閥芯1的外端面移動至內襯24的外邊緣處，阻尼帶242與閥芯1位置對應，關閉了凹槽241形成的通道，整體降低了電磁閥關閉的反應時間。

所述內襯24的外邊緣伸出第一蓋體21的外邊緣，且內襯24的伸出部分的外徑小于第一蓋體21內部分的外徑。形成階梯狀，電磁閥閥體3的安裝口32直徑與內襯24的伸出部分外徑相配合，則內襯24的階梯處被電磁閥閥體3的安裝口32卡固，實現內襯24在軸向上的固定。

如圖13至圖15所示，所述主閥口31的端部固定有不銹鋼閥口薄套33，構成不銹鋼電磁閥閥口。所述主閥口31端部設有用于固定和限位不銹鋼閥口薄套33的外擋壁311，以及固定和支撐不銹鋼閥口33薄套的支撐平臺312，所述外擋壁311和支撐平臺312為環形結構，所述外擋壁311的內壁同不銹鋼閥口薄套33的外壁相接觸，用于對不銹鋼閥口薄套33進行徑向限位和固定，所述支撐平臺312同不銹鋼閥口薄套33的底面相接觸，用于對不銹鋼閥口薄套33進行支撐和固定；其中外擋壁311和支撐平臺312為環形結構，這樣加工好加工，強度也最高，使用時，將不銹鋼閥口薄套33嵌在主閥口31內。在實際生產中所述主閥口31上固定不銹鋼閥口薄套33的方式不局限上述方式，也可將不銹鋼閥口薄套33嵌套在主閥口31上，由于此結構為兩種環形設備相互固定的常用技術手段，具體結構這里不進行贅述。

所述不銹鋼閥口薄套33同閥芯的密封圈接觸處設有薄套密封端331，所述薄套密封端331的截面為三角形或圓弧形，所述薄套密封端331同閥芯1的密封圈12為線性接觸，確保密封效果。所述薄套密封端331由薄套內斜面332(環形斜面)和薄套內斜面333(環形斜面)相交而成。

如圖16和圖17所示，本實施例設有電磁閥驅動電路，所述電磁閥具有電磁線圈L1，所述電磁閥驅動電路包括：開關元件Q1；限流元件R4；所述電磁線圈L1、開關元件Q1和限流元件R4依次串聯接在電源端和接地端之間；用于產生脈沖寬度調制信號的PWM信號發生模塊；與PWM信號發生模塊、開關元件Q1相連接的開關元件驅動模塊；所述開關元件驅動模塊根據所述PWM信號發生模塊產生的脈沖寬度調制信號，來驅動所述開關元件Q1在導通狀態和關斷狀態之間切換；以及供電模塊；所述供電模塊具有電源端和接地端；所述PWM信號發生模塊和開關元件驅動模塊由所述供電模塊供電；進一步地，所述PWM信號發生模塊包括脈寬調制器U1、電阻R2、電阻R7和電容C1；所述脈寬調制器U1采用NE555芯片；所述電阻R2一端連接所述電源端，另一端連接所述脈寬調制器U1的第7引腳；所述電阻R7兩端分別連接所述脈寬調制器U1的第7引腳和第2引腳；所述脈寬調制器U1的第6引腳與第2引腳相連接，并經由電容C1連接所述接地端；所述脈寬調制器U1的第8引腳和第4引腳均連接所述電源端；所述脈寬調制器U1的第3引腳作為所述脈沖寬度調制信號的輸出端；進一步地，所述開關元件Q1采用N溝道MOS管；所述開關元件驅動模塊包括電阻R6、電阻R9、PNP三極管Q2、電阻R3、穩壓二極管ZD2、電阻R1和二極管D2；所述電阻R6一端接收所述PWM信號發生模塊輸出的脈沖寬度調制信號，另一端連接所述PNP三極管Q2基極；所述電阻R9兩端分別連接所述電源端和所述PNP三極管Q2基極；所述PNP三極管Q2發射極連接所述電源端；所述穩壓二極管ZD2和所述電阻R1相互串聯接在所述開關元件Q1的柵極和源極之間；所述穩壓二極管ZD2與所述電阻R1相并聯；所述PNP三極管Q2集電極通過電阻R3與穩壓二極管ZD2和電阻R1的串接點相連接；進一步地，所述供電模塊包括整流橋BR1、穩壓二極管ZD1、電容C2和電阻R5；所述整流橋BR1的輸入端用于接收輸入的交流電壓；所述整流橋BR1的輸出正端作為所述供電模塊的電源端；所述整流橋BR1的輸出負端經由所述限流元件R4連接所述接地端；所述穩壓二極管ZD1陰極連接所述電源端；所述穩壓二極管ZD1陽極作為所述供電模塊的接地端；所述電容C2和電阻R5均與所述穩壓二極管ZD1相并聯；進一步地，所述電磁線圈L1兩端并聯接有二極管D1。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內。