专利名称：先导式、大流量、低功率高压气体专用电磁阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁阀领域，特别涉及一种先导式、大流量、低功率的高压气体专用电磁阀。
背景技术：
电磁阀在液、气等流体的供给、传输、控制和动力系统中广泛应用，电磁阀在常开和常闭静止工作状态依靠电磁吸引力、气体压力及弹簧力来自锁，达到对阀门导通和截止控制的目的，是整个系统的关键零部件。额定流量和功率损耗是衡量电磁阀的重要指标。电磁阀额定流量主要取决于电磁阀的机械结构，增加阀体内流体流通的体积、增大阀芯的移动位移、提高阀体的流通系数等都可以增大额定流量。电磁阀功率损耗主要依托电磁线圈的改进，包括线圈的驱动电压、电流、线圈匝数、线圈电感、电阻、磁阻和软磁材料的导磁率等；同时还取决于电磁阀阀门的开启力的大小，开启力越小，则电磁阀的功率要求越小。针对压强较高，流量较大的应用场合，则要求电磁阀的开启磁力很高，对密封弹簧的倔强系数，密封阀体的密封性均有很高要求，容易出现以下问题首先，高压气体控制系统的电磁阀在气体从入口中进入后，气体将对阀芯产生压力，压力值与气体压强和阀芯面积相关，例如20Mpa的气体，阀芯直径5mm，高压气体对阀芯的压力达392. 5N，这对线圈的电磁力要求很高。影响电磁阀额定流量的最关键因素是流体的进、出口流通面积和阀芯的行程，流通面积越大则阀芯的面积越大，密封圈厚度或线径则越大，这要求阀芯的行程越大。线圈产生的磁场是在一定空间区域内连续分布的无源有旋的矢量场，磁力线是闭合的曲线，磁感应强度是指与磁力线方向垂直的单位面积上所通过的磁力线数目，与磁场的距离越远，则磁感应强度越弱，磁力越弱。因而阀芯行程越大，则断电时磁铁的工作间隙越大，则对线圈产生磁场感应强度要求越高。其次，在特定工作条件下，电磁阀会出现工作不稳定现象，阀芯频繁开启敲击阀座，且阀芯因振动，造成阀前后管路内流体压力波动；当关闭阀门时，阀芯对阀座的严重冲击，将降低电磁阀的使用寿命。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种先导式、大流量、低功率的高压气体专用电磁阀。 通过对阀体内部阀芯和弹簧等做了新型设计，使电磁阀满足30Mpa以下的高压气体使用要求，同时还提高了额定流量，加强了阀芯的稳定性。本实用新型提供的电磁阀，包括阀芯壳体、轭铁、主动铁、阀芯和置于主动铁内部的套有弹簧的弹簧轴，其中，还包括可沿轴向移动的次阀芯，次阀芯的移动端置于主动铁内部，密封端靠近出气口用于密封电磁阀；置于次阀芯的移动端与密封端之间的从动铁；[0011]置于主动铁靠近出气口的压缩体，压缩体套有一个次弹簧，次弹簧一端顶住阀芯且另一端顶住压缩体。在另一优选例中，阀芯设 有先导气孔。在另一优选例中，次阀芯的近端的直径小于远端的直径。在另一优选例中，从动铁紧贴次阀芯的远端。在另一优选例中，阀芯靠近出气口端设有主密封圈。在另一优选例中，次阀芯靠近出气口端设有次密封圈。在另一优选例中，主动铁与压缩体采用螺纹连接。在另一优选例中，从动铁与次阀芯采用过盈配合的方式固定。在另一优选例中，电磁阀在阀芯壳体轴向远端还设有螺母和0型密封圈。在另一优选例中，电磁阀满足以下任一或多个条件a.轭铁与主动铁之间的最大距离为5mm ；b.压缩体与次阀芯之间的最大距离为4. 5mm;c.阀芯的位移最大值为4. 6mm。本实用新型的电磁阀采用先导结构，主、从动铁分步作用，主、次弹簧分步运动， 主、次阀芯分步开关，制成了先导式、大流量、分步开启、强稳定性高压气体电磁阀。电磁阀在采用低功率电磁线圈的状态下，具有较大的阀芯行程，较高的电磁阀额定流量，双弹簧设计还提高了电磁阀的稳定性和抗冲击性。应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。 限于篇幅，在此不再一一累述。
图1是本实用新型第一实施方式中一种电磁阀的结构示意图；图2是本实用新型第一实施方式中一种电磁阀的关闭状态示意图；图3是本实用新型第一实施方式中一种电磁阀的初步开启状态示意图；图4是本实用新型第一实施方式中一种电磁阀的完全开启状态示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的较佳实施方式进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。本实用新型第一实施方式涉及一种先导式、大流量、低功率高压气体专用电磁阀。 图1是该电磁阀的结构示意图。该电磁阀包括阀芯壳体1、轭铁2、主动铁3、阀芯4和置于主动铁3内部的套有弹簧5的弹簧轴6。还包括可沿轴向移动的次阀芯7，次阀芯7的移动端71置于主动铁3 内部；密封端72靠近出气口 22，用于密封电磁阀；置于次阀芯7的移动端71与密封端72 之间的从动铁8 ；置于主动铁3靠近出气口 22的压缩体9，压缩体9套有一个次弹簧10，次弹簧10 —端顶住阀芯4且另一端顶住压缩体9。次阀芯7与高压气体的接触面积较小从而受到的压力较小，在电磁阀的开启过程中次阀芯7先行开启，使高压气体在入气口 21和出气口 22流通，此时，阀芯4受到的压力平衡。从动铁8与主动铁3相互吸附，使次阀芯7与主动铁3的间隙距离为零。次弹簧10 在整个过程中被压缩体9压缩从而产生弹力推动阀芯4，使电磁阀完全开启。该结构主、次阀芯分步开关，主、从动铁分步作用，主、次弹簧分步运动，实现了高压气体先导功能，在使用低功率电磁线圈的情况下，也能满足高压、大流量气体控制系统中的要求，增加了阀芯的行程，提高了阀体的流通系数，增大了电磁阀的流量。同时，采用了主、次弹簧，增加了对阀芯4的压力，提高了阀门的密封性能；两弹簧在阀门迅速关闭时，减小了阀芯4对阀座的冲击；减少了阀门频繁开启后，整个系统产生压力波动的不良状态，提高了系统的稳定性和使用寿命。阀芯设有先导气孔23。先导气孔23用于将进气口 21的高压气体导入到阀芯壳体1内部，加快了高压气体的导入速度。此外，可以理解，在本实用新型的某些其他实施方式中，也可以不具有该先导气孔23，因阀芯壳体1内的零部件为可滑动结构，具有缝隙，高压气体也可经由该缝隙进入阀芯壳体1。次阀芯7的移动端71的直径小于密封端72的直径。密封端71直径较大，可以达到更好的密封效果，移动端71直径较小则受到更小的高压气体压力，更易于开启次阀芯7。 此外，可以理解，移动端71的直径也可以等于或小于密封端的直径。从动铁8紧贴次阀芯7的密封端72。此外，可以理解在本实用新型的某些其他实施方式中，从动铁8也可以不具备该特征。阀芯4靠近出气口 22设有主密封圈41。主密封圈41主要起到更好的密封作用， 此外，也可以通过改变阀芯4的结构达到同样的密封效果。次阀芯7靠近出气口 22设有次密封圈73。次密封圈73主要起到密封作用，此外， 也可以通过改变阀芯4的结构或材料达到同样的密封效果。主动铁3与压缩体9采用螺纹连接。主动铁3与压缩体9也可采用键或者其他方式固定，并不限于采用螺纹连接。从动铁8与次阀芯7采用过盈配合的方式固定。从动铁8与次阀芯7可采用螺纹或者键的方式固定。电磁阀在阀芯壳体1轴向远离出气口 22还设有螺母M和0型密封圈25。螺母 24主要盖于阀芯壳体1外，保护阀芯壳体，并可起到美观的作用。0型密封圈25主要起到密封作用。此外，可以理解，在本实用新型的某些其他实施方式中，也可以不具备螺母M和 0型密封圈25。电磁阀满足以下任一或多个条件a.轭铁2与主动铁3之间的最大距离为5mm ； b.压缩体9与次阀芯7之间的最大距离为4. 5mm ；c.阀芯4的位移最大值为4. 6mm。此外， 可以理解，轭铁2与主动铁3之间的最大距离、压缩体9与次阀芯7之间的最大距离、阀芯 4的位移最大值在某些其他实施方式中可以具有不同的数值。该电磁阀的工作原理如下，图2是该电磁阀关闭状态的示意图。当处于断电状态， 电磁阀关闭，气体由进气口 21进入，然后通过先导气孔23进入阀芯壳体1，此时，进气口 21 的压力大于出气口 22的压力，阀芯4与次阀芯7被阀芯壳体1内的高压气体压紧。图3是该电磁阀初步开启状态的示意图。通电后，轭铁2与主动铁3之间产生电磁力而相互吸附，克服次弹簧10的较小的压力后，主动铁3带动压缩体9产生位移；在位移一定距离后，压缩体9与次阀芯7的密封端72的次密封圈73接触。此时，主动铁3与轭铁 2之间电磁力由于的距离减少成倍的增加，克服了高压气体对次阀芯7的压力，使次阀芯7 与阀芯4分开。此时高压气体可以在进气口 21、出气口 22、先导气孔23流通，阀芯4受到的高压气体压力处于平衡状态，电磁阀初步开启完成。图4是该电磁阀完全开启状态的示意图。当初步开启状态结束，从动铁8与主动铁3之间因受到电磁力而完全吸附，次密封圈73与阀芯4的距离变大，气体导通流畅。主动铁3与轭铁2之间的距离减小为零，次弹簧10被压缩，压缩后的次弹簧10产生推力推动阀芯4，使阀芯4与出气口 22完全分开，电磁阀完全开启完成。在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求1.一种电磁阀，包括阀芯壳体(1)、轭铁O)、主动铁(3)、阀芯(4)和置于主动铁(3) 内部的套有弹簧(5)的弹簧轴(6)，其特征在于，还包括可沿轴向移动的次阀芯(7)，所述次阀芯(7)的移动端(71)置于所述主动铁(3)内部， 密封端(72)靠近出气口 02)用于密封电磁阀；置于次阀芯(7)的移动端(71)与密封端(72)之间的从动铁(8)；置于所述主动铁C3)靠近出气口 0 的压缩体(9)，所述压缩体(9)套有一个次弹簧 (10)，所述次弹簧(10) —端顶住所述阀芯(4)且另一端顶住所述压缩体(9)。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯设有先导气孔03)。
3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述次阀芯(7)的移动端(71)的直径小于密封端(7 的直径。
4.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述从动铁(8)紧贴所述次阀芯 (7)的密封端(72)。
5.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述阀芯(4)靠近出气口02)设有主密封圈Gl)。
6.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述次阀芯(7)靠近出气口02) 设有次密封圈(73)。
7.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述主动铁C3)与压缩体(9)采用螺纹连接。
8.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述从动铁(8)与次阀芯(7)采用过盈配合的方式固定。
9.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀在所述阀芯壳体(1)轴向远离出气口 02)还设有螺母04)和O型密封圈05)。
10.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀满足以下任一或多个条件a.所述轭铁(2)与主动铁(3)之间的最大距离为5mm;b.所述压缩体(9)与次阀芯(7)之间的最大距离为4.5mm ；c.所述阀芯的位移最大值为4.6mm。
专利摘要本实用新型提供了一种先导式、大流量、低功率的高压气体专用电磁阀。该电磁阀包括阀芯壳体、轭铁、主动铁、阀芯和置于主动铁内部的套有弹簧的弹簧轴，还包括可沿轴向移动的次阀芯，次阀芯的移动端置于主动铁内部，密封端靠近出气口用于密封电磁阀；置于次阀芯的移动端与密封端之间的从动铁；置于主动铁外侧靠近出气口的压缩体，压缩体套有一个次弹簧，次弹簧一端顶住阀芯且另一端顶住压缩体。本实用新型采用高压先导结构，电磁阀在采用低功率电磁线圈的状态下，具有较大的阀芯行程，较高的电磁阀额定流量，双压缩弹簧提高了电磁阀的稳定性和抗冲击性。
文档编号F16K31/06GK202215826SQ20112034095
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者徐红林, 曹广滨, 沈景 申请人:罗达莱克斯阀门(上海)有限公司