专利名称：先导式电磁阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流体控制阀领域，特别涉及一种用于暖通空调、制冷等 控制系统的电磁阀，更具体地说是一种大口径的先导式电磁阀。
背景技术：
暖通空调、制冷等涉及温度控制、调节的系统中经常会用到电磁阀，其 主要原理是利用线圈通电后产生的电磁力来控制芯铁的上下运动，使电磁阀 在空调系统中开启或关闭，从而控制管路系统中介质的通断。
而随着个人住房面积的逐步增大，以及大型商场等建筑的增多，大容量 的空调机组的需求也逐渐增多，在这样的大容量空调机组中，对于电磁阀也 要求是大容量、大口径。普通的直动式电磁阀由于阀口径的限制，已不能满 足这样的工作环境，而大口径的先导式电磁阀则能满足这种需求。
申请人于2006年1月25日公开的CN2753926Y号专利/^开了一种大口径 先导式电^f兹阀，请参照图l，其包括连接于套管3上下两端的线圏l和主阀7, 套管3内置有封头2,主阀7上开有两个阀口导阀口 8和与其相通的主阀口 14。导阀口 8的上方形成一个由套管3、封头2、弹簧5及芯铁4围成的导阀 腔体16,芯铁4上有钢球6。主阀口 14旁边形成主阀腔体13,该主阀腔体 13内有活塞10,活塞10与固定在主阀端部的端盖11配合，活塞10与端盖 11间有复位弹簧12，活塞10和芯铁4的轴线相互垂直，活塞10上有高分子 材料制成的密封塞9，位于主阀口一侧的密封塞表面为平面，主阀腔体13和 导阀腔体16通过通孔15相通。活塞10内部没有凸台，端盖ll上设置有凸 台(在另两种实施方式中披露也可以在活塞10内部设置有凸台，而在端盖 11上不设置凸台；或者在活塞10内部和端盖11上均设置凸台。)
在上述电磁阀结构中，为了避免活塞10的端面与端盖11的直接撞击， 防止活塞10外径的变形，在端盖11或者活塞10的内部设置凸台，使两者之间的轴向距离小于活塞10的导向段尾部与端盖11之间的轴向距离。但是这
样的结构势必会带来端盖11的材料用量的大量增加，^使成本增高；同时活塞 10内部设置凸台的结构，需在要活塞中间加工出一个内径很小的环形空间， 加工困难，效率低，并且加工成本高；现有技术中端盖呈"凸，，字形，中间 部位的厚度急剧变化，容易形成应力集中，会导致强度的降低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有技术中端盖 材料浪费、容易形成应力集中而导致强度降低的缺陷，提供一种节省材料、 提高加工效率的新活塞结构的先导式电磁阀。为此，本实用新型采用以下才支 术方案
先导式电磁阀，包括设有出口、进口的主阀，与所述主阀固定连接的先 导控制阀部件；所述主阀进一步具有容纳腔，端盖封堵所述的容纳腔，从而 形成主阀腔体；所述主阀与所述所先导控制阀部件之间形成导阀腔体；所述 主阀内部开设有通孔，将导阀腔体和主阀腔体连通。所述主阀腔体内设有通 过往复运动控制出口打开或者闭合的活塞；
其特征在于，所述活塞的尾端与所述容纳腔端部的内壁之间设置有环形 空间。
优选地，所述的环形空间的环形宽度为0. 5 — lmm，高度为1-3mm。
优选地，所述的环形空间为活塞的尾端的外圓直径小于本体导向段的外 圆直径而形成台阶状结构，从而在主阀腔体内形成的环形空间。
可选地，所述环形空间为所述主阀容纳腔的端部沿周向设置的环形台阶 与所述活塞的尾端之间形成的环形空间。
优选地，所述活塞的尾端底部中心沿轴向向内开设有活塞腔，使得活塞 尾端的底面形成环形的接触面，所述接触面在电磁阀工作时与所述端盖的端 面^fe触或分离；所述端盖的端面的面积大于所述"l妻触面的面积。
优选地，所述的先导控制阀部件包括套管、设于所述套管外部的线圈、设于所述套管内的芯铁、封头以及设于所述芯铁和封头之间的复位弹簧，所 述芯铁的端部进一步设有密封部。 优选地，所述密封部为钢球。
优选地，所述的先导控制阀部件与主阀通过过盈配合并焊接固定，两者
之间设置有导阀口以将两者连通；所述的密封部在压差力作用下控制所述导 阀口的开闭。
优选地，所述的主阀为一体成型结构。
优选地，所述活塞包括尾端、本体导向段和封闭端，所述封闭端上开设 有封闭端平衡孔，所述尾端开设有尾端平衡孔。 本实用新型的有益效果是
1、 通过改善活塞的结构，活塞的接触面采用台阶结构，保证了足够大的 接触面积，从而保证电;兹阀在经过长时间使用后，活塞接触面不变形，活塞 不卡死。接触面与活塞的外圓之间，预留有宽度为0. 5 — lmm的环状空间，即 使活塞接触面变形，也不会导致活塞卡死，从而保证了电磁阀的动作可靠性；
2、 与现有技术相比，可以在大幅减少端盖或者活塞的材料用量的同时， 消除了现有技术的端盖因中间部位厚度急剧变化而容易形成应力集中的缺 陷；
3、 与现有技术相比，可以简化活塞的加工工艺，减轻活塞的重量，在降 低成本的同时，大幅提高电磁阀的可靠性，符合节约化社会的发展趋势。
图1为现有技术的先导式电磁阀结构示意图2为本实用新型第一实施方式的先导式电^f兹阀结构示意图3为本实用新型第一实施方式的活塞结构示意图4为本实用新型第二实施方式的先导式电磁阀结构示意图5为本实用新型第二实施方式活塞结构示意图。
图中I- 线圈；2-封头；3-套管；4-芯铁；5-弹簧；6-密封部；7-主阀；8-导 阀口； 9-密封塞；
lO-活塞；101-接触面；102-尾端平衡孔；103-导向面；104-本体导向段； 105-封闭端；106-尾端；107-活塞腔；108-封闭端平衡孔；
II- 端盖；12-复位弹簧；13-主阀腔体；14-主阀口； 15-通孔；16-导阀 腔体；17/20-环形空间；18-先导控制阀部件；19-出口；
D-本体导向段外径；dl-封闭端外径；d2-尾端外径。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和 实施方式对本实用新型作进一步的详细i兌明。
为便于说明本实用新型与现有技术的区别，使本领域技术人员能更好地 了解本实用新型的技术方案，对于本实用新型与现有技术中具有相同功能或 作用的部件采用同一编号。
先导式电；兹阀，包括"没有导阀口、进口、出口的主阀以及与所述主阀固 定连接的先导控制阀部件两大部分。
先导控制阀部件的基本原理是通过电磁线圈产生的电磁力来控制芯铁的 往返运动，并通过芯铁端部的密封部件来控制通路的开闭。
为叙述方便，并且由于先导控制阀部件的结构对本实用新型的技术方案 没有实质性的影响，因此本实用新型采用与现有技术相同的先导控制阀部件 进行说明。
先导控制阀部件18包括圆筒状的套管3、通过螺钉固定于所述套管3外 部的线圈1、设于所述套管内的芯铁4、封头2以及设于芯铁4和封头2之间 的复位弹簧5;封头2固定在套管3的上端部，螺钉固定在封头2上。
芯铁4的端部进一步i殳有密封部6,在本实施例中密封部6优选为钢J求， 显然地，也可以是其它材料制成的球状、半球状或者锥状密封部。
第一实施方式参照图2和图3,图2是本实用新型所提供的先导式电磁阔的第一实施方 式的结构示意图，图3为本实用新型第一实施方式的活塞结构示意图。
主阀7为一体成型结构，设置有导阀口 8，出口 14,进口 19,其中导阀 口 8的内径与密封部6的大小相适应，而进口 19、出口 14的内径远大于导阀 口8的内径，以适应大流量的介质通过。
显然地，主阀7也完全可以采用分体式结构，将各个部件通过焊接等方 式固定连接，并在主阀7上设置导阀口 8、进口 19、出口 14,同样能够达到 本实用新型的目的。
主阀7的内部具有呈圆桶状的容纳腔，活塞10置于容纳腔内，活塞10 呈中空的圆桶状，包括活塞主体导向段104、封闭端105和尾端106,主体导 向段104的导向面103与主阀7内部的容纳腔形成间隙配合，从而使主体导 向段104能够在容纳腔内往返移动，在先导式电磁阀工作时，介质能够通过 主体导向段104的导向面103和主阀容纳腔间的间隙进入活塞内部。
封闭端105的外径dl略小于本体导向段104的外径D,从而在两者相邻 处形成台阶。
尾端106的外径d2略小于本体导向段104的外径D，两者的宽度差(D-d2 ) /2为0. 5 — lmm，当活塞IO方文置在主阀7内的容纳腔中时，活塞10的尾端106 的外圓直径小于活塞10本体导向段104的外圆直径，从而使尾端106和主阀 容纳腔内壁之间形成环形空间17。
活塞10为中空结构，乂人尾端106底部中心沿轴向向活塞内部加工有活塞 腔107,因此活塞10的尾端106底面形成环形的接触面101。当电;兹阀工作 时，接触面101与端盖11之间抵触或者分离。当接触面101的环形面积足够 大时(环形面积的大小可以通过调整活塞腔107的内径进行设置)，电磁阀经 过长时间的开闭，接触面101的变形比较小。并且由于环形空间17的存在， 即使101有一定的变形，活塞仍然可以灵活地动作，可以大幅提高电磁阀的 可靠性。
8尾端106的台阶部开设有尾端平衡孔102,其直径设置为2-4mm，其作用 是平衡活塞腔107内介质的压力。在活塞10动作过程中，使活塞腔107内的 压力与外侧快速平衡，使活塞10动作灵活。
封闭端105的头部设置有密封塞9,密封塞9通常用PTFE材料制成，直 接与出口 14配合以实现开启或者关闭出口 14。
封闭端105靠近本体导向段104处开设有封闭端平衡孔108,使活塞腔 107与活塞外部导通，封闭端平衡孔108的内径设置为0. 5 — 1. 5mtn，使介质可 以通过封闭端平纟lf孔108流动。
主阀7容纳腔的端面上连接有端盖11,端盖11内侧面与活塞10的接触 部为平面状结构，端盖11和主阀7可以采用压接后再焊接的方式固定密封， 这样就在主阀7的内部形成了主阀腔体13;端盖11与活塞腔107之间设置有 复位弹簧12,当电磁阀断电后，在弹簧力的作用下，使活塞向右端移动，将 出口 14去于闭。
端盖11的端面面积大于4妻触面101的面积。
主阀7内部还开i殳有通孔15,将导阀腔体16和主阀腔体13连通。 第二实施方式
参照图4和图5，图4是本实用新型所提供的先导式电磁阀的第二实施方 式的结构示意图，图5为本实用新型第二实施方式的活塞结构示意图。
与第一实施方式不同的是，尾端106的外径d2与本体导向段104的外径 D相等，即尾端106相当于本体导向段104的等径延伸，如图5所示。
活塞10为中空结构，从尾端106向活塞内部加工有活塞腔107，因此活 塞10的接触面101呈圆环形，当接触面101的环形面积足够大时(环形面积 的大小可以通过活塞腔107的内径进行设置)，电磁阀经过长时间的开闭，接 触面101的变形比4交小。
主阀7的结构与第一实施方式的不同之处在于，主阀7的容纳腔的端部 沿周向设置有环形台阶，环形台阶与活塞的尾端106之间形成环形空间20,这样即使活塞10的接触面101在与端盖11碰撞的过程发生一定的变形，但 由于环形空间20的存在，使得活塞10的尾端106发生变形时，可以给予一 定的緩沖空间，使活塞IO仍然可以灵活地动作，^Mv而可以大幅^L高电^t阀的 可靠性。
主阀7和活塞10的其余部件结构与第一实施方式相同，在此不——赘述。
下面描述两种实施方式中，先导式电》兹阀的工作过程 当线圈1断电，此时，在弹簧5的作用下，芯4失4带动密封部6向下移 动，将导阀口8封闭。高压介质进入进口 19，通过封闭端平衡孔108以及活 塞10与主阀容纳腔之间的间隙进入活塞10内部的活塞腔107,并通过通孔 15进入导阀内腔16;而此时，乂人进口 19到活塞腔107、通孔15、导阀腔体 13内均为高压介质，因此活塞内外处于压力平衡状态，在复位弹簧12的作用 下，将活塞10向右推动，将出口14封闭。
当线圈1通电时，线圈产生的电磁力克服弹簧力和高压介质的压差力， 使芯铁4上移，与封头2吸合，带动密封部6上移，离开导阀口 8，因此，高 压介质通过导阀口 8进入出口 14，由于通孔15以及导阀口 8的流通面积远大 于封闭端平衡孔108以及活塞10与主阀内腔之间的间隙形成的流通面积之 和，使得活塞腔成为低压区。此时，从进口 19进来的高压介质作用在活塞封 闭端105与本体导向段104之间形成的台阶部以及活塞封闭端105的外圆端 面上，由于活塞外部的高压介质的力远大于活塞腔107的介质压力和回复弹 簧12的弹力，推动活塞10向左移，出口 14打开，高压介质直接从进口 19 流向出口 14。
当活塞10左移，接触面101与端盖ll相抵触时，端盖11将活塞腔107 封住，此时，通过封闭端平衡孔进来的介质在活塞腔107内产生的压力会迅 速增大，而由于尾端平衡孔102的存在，使得活塞腔107内的介质可以通过 尾端平衡孔102进入通孔15，并流向导阀腔体13,使活塞腔107的压力平衡。采用本实用新型的方案，活塞10的接触面101可以直接与端盖11相抵 触，从而可以省略现有技术中设置在端盖或者活塞内部的凸台，而不必担心
因活塞10变形而导致电磁阀出现故障。相对于现有技术呈凸台状的端盖，本 实用新型的端盖呈平面形，可以节省大量的材料；相对于现有技术中在内部 设置凸台的活塞结构需要挖出 一个内径较小的环形空间，本实用新型的活塞 结构取消了凸台，从而大大降低了加工难度，并且提高了加工效率。
以上所述，仅是本实用新型用于先导式电磁阀的较佳实施例而已，并非 对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离
本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本 实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实 施例，比如主阀容纳腔和活塞的截面形状除了圓形之外，还可以是椭圆、多 边形等其它任何适宜的形状等等。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的 内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同 变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
权利要求1、先导式电磁阀，包括设有出口(14)、进口(19)的主阀(7)，与所述主阀(7)固定连接的先导控制阀部件(18)；所述主阀(7)进一步具有容纳腔，端盖(11)封堵所述的容纳腔，从而形成主阀腔体(13)；所述主阀(7)与所述所先导控制阀部件(18)之间形成导阀腔体(16)；所述主阀(7)内部开设有通孔(15)，将导阀腔体(16)和主阀腔体(13)连通。所述主阀腔体(13)内设有通过往复运动控制出口(14)打开或者闭合的活塞(10)；其特征在于，所述活塞(10)的尾端(106)与所述容纳腔端部的内壁之间设置有环形空间。
2、 如权利要求1所述的先导式电磁阀，其特征在于，所述的环形空间的 环形宽度为0. 5 — lmm，高度为l-3mm。
3、 如权利要求1或2所述的先导式电石兹阀，其特征在于，所述的环形空 间为活塞(10)的尾端(106)的外圆直径小于本体导向段(104)的外圆直 径而形成台阶状结构，从而在所述尾端(106)和所述主阀容纳腔的内壁之间 形成的环形空间(17)。
4、 如权利要求1或2所述的先导式电磁阀，其特征在于，所述环形空间 为所述主阀容纳腔的端部沿周向设置的环形台阶与所述活塞(10)的尾端(106)之间形成的环形空间(20)。
5、 如权利要求l-4任一权利要求的先导式电磁阀，其特征在于，所述活 塞(10)的尾端(106)底部中心沿轴向向内开设有活塞腔(107)，使得活塞 尾端(106)的底面形成环形的接触面(101),所述接触面(101)在电磁阀 工作时与所述端盖(11)的端面抵触或分离；所述端盖(11)的端面的面积 大于所述接触面(101)的面积。
6、 如权利要求1所述的先导式电磁阀，其特征在于，所述的先导控制阀 部件(18)包括套管(3)、设于所述套管(3)外部的线圈(1)、设于所述套 管内的芯铁(4 )、封头(2 )以及设于所述芯铁(4 )和封头(2 )之间的复位 弹簧(5 ),所述芯铁(4 )的端部进一步设有密封部(6 )。
7、 如权利要求6所述的先导式电磁阀，其特征在于，所述的密封部(6) 为钢球。
8、 如权利要求1或7所述的先导式电磁阀，其特征在于，所述的先导控 制阀部件(18)与主阀(7)通过过盈配合并焊接固定，两者之间设置有导阀 口 (8)以将两者连通；所述的密封部(6)在压差力作用下控制所述导阀口 (8)的开闭。
9、 如权利要求1或7所述的先导式电磁阀，其特征在于，所述的主阀(7 ) 为一体成型结构。
10、 如权利要求1或7所述的先导式电磁阀，其特征在于，所述活塞(10) 包括尾端(106)、本体导向段(104)和封闭端(105),所述封闭端(105) 上开设有封闭端平衡孔(108),所述尾端(106)开设有尾端平衡孔(102)。
专利摘要先导式电磁阀，属于流体控制部件，现有技术存在端盖的材料用量成本高、活塞加工效率低，加工成本高、端盖或活塞容易形成应力集中，会导致强度降低的缺陷。本实用新型提供一种节省材料、提高加工效率的新活塞结构的先导式电磁阀。将活塞的接触面采用台阶结构或者在主阀容纳腔的端部设置台阶结构，即使活塞接触面变形，也不会导致活塞卡死，从而保证了电磁阀的动作可靠性；与现有技术相比，可以大幅减少端盖的材料用量，并且可以简化活塞的加工工艺，在降低成本的同时，大幅提高电磁阀的可靠性，符合节约化社会的发展趋势。
文档编号F16K31/124GK201284871SQ20082013017
公开日2009年8月5日 申请日期2008年8月8日 优先权日2008年8月8日
发明者严卫林, 王大闯 申请人:浙江三花股份有限公司