一种电磁阀及其制造方法
【专利摘要】一种电磁阀及其制造方法，其中电磁阀包括电磁线圈、因电磁线圈通电或断电而动作的阀芯、与该阀芯相配合的阀口以及位于阀口两侧的制冷剂通道，通过电磁线圈上电或断电以使得所述阀芯离开或抵接阀口；所述阀芯包括阀芯基体以及阀芯密封部，阀芯基体与阀芯密封部固定结合以形成防止制冷剂渗入阀芯基体与阀芯密封部之间的防渗结构，该阀芯密封部不易受渗入制冷剂的影响而脱离或变形而失效，使得阀芯可稳定关闭阀口。
【专利说明】
一种电磁阀及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种电磁阀及其制造方法，具体涉及一种可快速关闭制冷剂流通的电磁阀及其制造方法。
【背景技术】
[0002]由于二氧化碳冷媒的环保特性，越来越多车辆汽车空调采用二氧化碳冷媒作为冷媒介质，在车辆空调系统中，二氧化碳工作中通常处于超临界状态，当车辆发生碰撞等突发状况而导致车辆失电时，可在制冷剂通道高压侧设置电磁阀来快速关闭制冷系统，防止高压侧二氧化碳冷媒向低压侧泄漏而造成车厢内乘员窒息。
[0003]所述电磁阀通过驱动阀芯动作，使得电磁阀的阀芯抵压在制冷剂通道的阀口来截断制冷剂流通，阀口一侧为高压制冷剂、另一端为低压制冷剂，该阀芯末端组装有与阀口相抵接的塑料密封块，当阀芯密封块关闭阀口时，该塑料密封块自身具有微弹性可紧密密封阀口，以增加阀口关闭的可靠性；然而，随着使用时间增多，在高压环境下的电磁阀的阀芯，长期受到高压制冷剂的压力作用，高压制冷剂可能渗入密封块与阀芯之间的组装间隙内，密封块因而受挤压而凸起变形，甚至可能自阀芯脱落，造成阀芯失效、无法正常关闭阀口，从而二氧化碳冷媒向低压侧泄漏的情况。
[0004]因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种可稳定关闭阀口的电磁阀及其制造方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种电磁阀，包括电磁线圈、因电磁线圈通电或断电而动作的阀芯、与该阀芯相配合的阀口以及位于阀口两侧的制冷剂通道，通过电磁线圈上电或断电以使得所述阀芯离开或抵接阀口 ；所述阀芯包括阀芯基体以及阀芯密封部，阀芯基体与阀芯密封部固定结合以形成防止制冷剂渗入阀芯基体与阀芯密封部之间的防渗结构。
[0007]本发明还公开了一种电磁阀的制造方法，至少包括以下步骤:
[0008]提供阀芯基体，阀芯基体为磁性金属或非磁性金属或软磁性金属；
[0009]在上述阀芯基体至少部分表层附着有粘接剂；
[0010]提供软化的橡胶原料通过硫化成型阀芯密封部，该橡胶原料与粘接剂同时硫化从而阀芯密封部与阀芯基体固定结合。
[0011]与现有技术相比，本发明通过阀芯基体与阀芯密封部固定结合所形成的防渗结构防止制冷剂渗入阀芯基体与阀芯密封部之间，从而该阀芯密封部不易受渗入制冷剂的影响而脱离或变形而失效，使得阀芯可稳定关闭阀口。
【附图说明】
[0012]图1是本发明电磁阀的剖视示意图；
[0013]图2是本发明电磁阀的阀芯的局部剖视图，且示意出阀芯基体与阀芯密封部相互固定结合的结构关系；
[0014]图3是图1所示电磁阀阀芯的前期处理过程，且示意出表面喷砂处理及涂胶处理的步骤；
[0015]图4是图1所示电磁阀阀芯的硫化成型过程示意图.
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明:
[0017]请参考图1所示，本发明以应用在二氧化碳为制冷剂的车辆空调制冷系统中的电磁阀100为例进行说明。所述电磁阀100包括阀组件及与阀组件固定的电磁线圈4，阀组件包括阀体1、阀动作部分2、与阀体I相固定的阀座3 ;具体地所述阀座3具有位于中心部位的安装孔31、自安装孔内侧凸伸设置的止位部32，阀套5与阀座3固定设置如通过焊接固定；所述阀动作部分2设置于阀套5与阀座3所形成的内部空间，其中阀套5抵接止位部32，在装配时可保证阀套5的位置，安装定位后阀套5与阀座3通过焊接等方式固定；所述阀动作部分2穿过安装孔31且凸出于阀座3设置；所述阀座3通过螺纹连接方式与阀体I相固定，连同将阀动作部分2及与阀座3固定的阀套5等一起与阀体固定；所述阀套5的一端还设置有固定部6，该固定部6与阀套固定设置如通过焊接固定；在电磁线圈通电时该固定部6朝内的一端与阀动作部分2相抵接，电磁线圈4套设在阀套再借助螺纹固定件7与固定部6固定，从而完成电磁阀的组装；所述阀体I与阀座3之间设置有密封圈81进行密封设置，电磁线圈4与阀座3之间设置有密封圈82进行密封设置，以提升电磁阀的密封性會K。
[0018]所述阀体I形成有供制冷剂流动的制冷剂通道101、制冷剂入口 102、制冷剂出口103、与阀动作部分2相配合的阀口 104以及收容阀座3或至少收容部分阀座的容纳空间105，且阀动作部分穿过阀座安装孔从而延伸入该容纳空间105。所述制冷剂入口 102处的制冷剂压力大于制冷剂出口 103处的制冷剂压力，且阀口 104靠近制冷剂入口一侧的制冷剂压力大于靠近制冷剂出口一侧的制冷剂压力；所述阀动作部分2设置在高压侧通道内且靠近制冷剂入口，当阀动作部分2离开阀口 104时可打开制冷剂通道，当阀动作部分2抵接阀口 104时可关闭制冷剂通道，采用常闭式电磁阀时，使得电磁线圈4失电时快速切断制冷剂通道，防止高压侧制冷剂向低压侧流动。
[0019]所述电磁线圈4安装在阀动作部分2外侧，且与控制电磁线圈的控制电路连接，控制电磁线圈4通电或断电可使得阀动作部分2进行动作。本实施方式中电磁阀为常闭电磁阀，电磁线圈4断电时，阀动作部分2关闭阀口 104，电磁线圈4上电时，阀动作部分离开阀口 104 ;在其他实施方式中电磁阀可为常开电磁阀，电磁线圈上电时，阀动作部分2关闭阀口 104，电磁线圈4断电时，阀动作部分关闭阀口 104 ;所述电磁阀也可以为先导式电磁阀，以便在重新开启时能克服更高的压力差。本实施方式中电磁阀为直动式电磁阀，所述阀动作部分2具有受电磁线圈4控制且抵接或远离阀口 104的阀芯21、与阀芯相抵接配合的复位弹簧22，该复位弹簧22位于固定部6与阀芯21之间，即该复位弹簧一端与固定部6抵接，另一端与电磁阀阀芯21抵接；所述阀芯21穿过阀座设置的安装孔31，并且阀芯21的下端在复位弹簧22处于压缩状态时也凸出于阀座3的朝向阀体的表面33，且阀芯下端与阀口 104相对设置，所述阀体I对应设置有凸出部11，该凸出部形成阀口 104 ;所述阀芯21抵接阀口时，复位弹簧22仍处于压缩状态而向外抵推阀芯，该阀芯具有与阀座的止位部32相对的限位部210，防止阀芯21受到复位弹簧22弹力而脱离阀座；所述固定部6以及阀体I限制所述阀动作部分2的轴向运动，阀座3、阀套5则防止阀动作部分2的径向或周向上过度晃动，引导阀芯在轴向上稳定动作。
[0020]所述阀芯21动作时通过复位弹簧22弹性变形来配合阀芯的动作，以本实施例的常闭式电磁阀为例，当电磁线圈4通电时，电磁线圈4产生的电磁力使得阀芯21克服复位弹簧22的弹性作用力，复位弹簧22受压收缩，打开制冷剂通道101，使得制冷剂可通过阀口 104 ;当电磁线圈4失电时，电磁力消失，复位弹簧22复位，该复位弹簧将阀芯21推向阀口且抵接关闭阀口 104，此时阀芯21的末端抵接阀口，从而截断所述制冷剂通道101。其他实施方式中电磁阀也可为常开式电磁阀，当电磁线圈4失电时，电磁力消失，复位弹簧22复位，该复位弹簧带动阀芯21离开阀口 104，此时阀芯21的末端离开阀口，从而打开所述制冷剂通道101，当电磁线圈上电时，该电磁线圈产生的电磁力使得阀芯克服该复位弹簧的弹力关闭制冷剂通道。
[0021]请参考图1至图4所示，所述阀芯21包括阀芯基体211以及与该阀芯基体一端相固定结合的阀芯密封部212，形成防渗结构，由于该防渗结构位于制冷剂压力相对较高的一侦牝即使阀芯通过该阀芯密封部212抵接阀口 104时，上述防渗结构能够防止制冷剂受压力作用而渗入阀芯基体与阀芯密封部之间，阀芯密封部212不易脱离或变形而失效，阀芯可稳定关闭阀口 104。所述阀芯基体211为金属材质，具体为磁性金属或非磁性金属或软磁性金属，阀芯密封部212为乙丙橡胶或丁基橡胶等橡胶原料硫化成型而形成，阀芯密封部212为软化的橡胶原料通过上述硫化成型，可借助模具进行成型加工，在阀芯密封部212硫化成型过程中，同时结合阀芯基体附着的粘接剂213发生硫化，使得阀芯密封部与阀芯基体固定结合为一体，粘接剂213为橡胶与金属粘接剂，通过上述阀芯密封部、粘接剂硫化，阀芯密封部与阀芯基体相紧密结合，上述防渗结构形成于阀芯密封部212与阀芯基体211相互固定结合区域，有效防止制冷剂渗入。所述阀芯基体211 —端形成收容阀芯密封部212的凹部2111，阀芯密封部212周侧及底侧均与该凹部相固定结合，即上述防渗结构分布形成在阀芯密封部周侧及底侧与凹部相结合区域，在阀芯密封部212硫化成型过程中，软化的橡胶原料注入凹部2111后再结合上、下模具合模，进行硫化即形成阀芯密封部212 ;所述凹部具有粗糙表面214，可提升粘接剂213在阀芯基体211上的附着力，该粗糙表面可以为金属喷砂处理而成或者经车削处理凹部表层而形成的螺纹状或其他粗糙形态。
[0022]所述电磁阀100的制造方法，至少包括以下步骤:
[0023]提供阀芯21，该阀芯成型有的阀芯基体211，该阀芯基体一端成型有凹部2111，具体地该凹部可为车削处理形成。
[0024]可针对凹部表面进行脱脂处理或化学处理，去除加工油或其他氧化层。
[0025]上述车削处理所述凹部过程中，可使得凹部具有螺纹状或其他形态的粗糙表面214 ;或者通过以下方法形成粗糙表面214:在所述凹部2111内进行金属喷砂处理形成，具体地，金属喷砂处理可使用钢砂珠喷普通钢材、铸铁等铁磁性金属、或者软磁性不锈钢，或者使用石英砂喷不锈钢、铝、黄铜、锌或其他非铁磁性金属，且在表面处理后涂胶处理。
[0026]进行涂胶处理，在上述阀芯基体的凹部2111周侧内表面及底侧面涂覆有利于橡胶与金属结合的粘接剂213，该粘接剂组份为有机化合物和填料的混合物溶解或均匀分散于有机溶剂中的高聚物，该涂胶处理过程以喷涂法、浸渍法、刷涂法、辊涂法、转移法等方式进行，本实施例选用喷涂法；然后在室温或常温条件下清洁空气中干燥约需30?45分钟，在40?85摄氏度的加热条件下可缩短粘接剂的干燥时间，当温度60摄氏度条件下所需烘干时间可缩短为15分钟。
[0027]进行硫化处理，提供相组合的上模具200、下模具300，上模具200具有注入孔201，下模具300具有安置空间301，将上述涂胶后的阀芯基体放入安置空间301内，上、下模具合模，通过注入孔201在凹部2111内迅速注入固态软化的橡胶原料，具体可采用三元乙丙橡胶(EPDM)或氢化丁腈橡胶(HNBR)，橡胶原料迅速注入凹部进行硫化处理，在橡胶原料硫化温度下粘接剂也发生硫化，不会预固化而失效，从而形成与阀芯基体紧密固定结合的阀芯密封部，过程中橡胶原料与粘接剂同时硫化可提升粘接性能，具体硫化时间取决于橡胶原料的硫化时间。
[0028]提供阀体1，该阀体成型有与阀芯密封部相配合的阀口 104、位于阀口两侧的制冷剂通道101。
[0029]提供阀动作部分2、阀套5、固定部6、阀座3等零部件，将阀套5与阀座3通过焊接固定，然后装入阀动作部分2，并将固定部6与阀套5通过焊接固定；或者提供阀动作部分
2、阀套5、固定部6、阀座3，将阀套5与固定部6通过焊接固定，然后装入阀动作部分2，并将阀座3与阀套5通过焊接固定。
[0030]将与阀套5、阀动作部分2安装完成的阀座3与阀体I螺纹连接固定，并使得阀芯末端的阀芯密封部212对准阀口 104 ;最后将电磁线圈4与上面组装完成的阀组件组装固定。
[0031]本实施方式中当阀芯基体211为00Crl3Si2等型号软磁不锈钢材料形成，且形成阀芯密封部的橡胶原料为三元乙丙橡胶(EPDM)时，粘接剂可采用开姆洛克CH238粘接剂、或者开姆洛克CH8116粘接剂；当形成阀芯密封部的橡胶原料橡胶为氢化丁腈橡胶(HNBR)时，粘接剂可采用开姆洛克CH8116粘接剂；其中开姆洛克CH238粘接剂为溶解或分散在二甲苯或者甲苯等有机稀释剂中的高聚物，开姆洛克CH8116粘接剂为溶解或分散在去离子水中的高聚物，粘接剂与所述稀释剂的比例为4:1?2:1。
[0032]本发明通过阀芯密封部212与阀芯基体211牢固结合，形成有防止制冷剂渗入阀芯密封部与阀芯基体之间的防渗结构，使得阀芯密封部212不易脱离或变形而失效，以稳定关闭阀口 104，从而提尚电磁阀在尚压差下的使用寿命。
[0033]需要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种电磁阀，包括电磁线圈、因电磁线圈通电或断电而动作的阀芯、与该阀芯相配合的阀口以及位于阀口两侧的制冷剂通道，通过电磁线圈上电或断电以使得所述阀芯离开或抵接阀口 ； 其特征在于:所述阀芯包括阀芯基体以及阀芯密封部，阀芯基体与阀芯密封部固定结合以形成防止制冷剂渗入阀芯基体与阀芯密封部之间的防渗结构。2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于:所述阀芯密封部为橡胶原料硫化成型而形成，且结合粘接剂硫化而与阀芯基体结合为一体，所述防渗结构形成于阀芯密封部与阀芯基体相互固定结合区域。3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于:所述阀芯基体一端具有收容阀芯密封部的凹部，阀芯密封部周侧与该凹部相固定结合，所述防渗结构至少分布在阀芯密封部周侧与凹部相结合区域，所述阀芯密封部抵接阀口而截断制冷剂通道时，所述防渗结构能够防止制冷剂渗入所述阀芯基体与所述阀芯密封部之间。4.根据权利要求3所述的电磁阀，其特征在于:所述阀芯基体具有与阀芯密封部相对设置的粗糙表面，阀芯密封部为软化的橡胶原料注入凹部而硫化形成，所述粘接剂为橡胶与金属粘接剂，该橡胶原料与粘接剂同时硫化，从而使阀芯密封部与所述粗糙表面相结合。5.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于:所述阀芯密封部为乙丙橡胶密封块或丁基橡胶密封块，阀芯基体为磁性金属或非磁性金属或软磁性金属。6.根据权利要求1-5任一项所述的电磁阀，其特征在于:所述电磁阀包括阀体，所述阀体具有制冷剂入口、制冷剂出口，靠近制冷剂入口 一侧的制冷剂压力大于靠近制冷剂出口一侧的制冷剂压力，所述阀芯密封部与阀芯基体固定结合而形成的防渗结构位于制冷剂压力相对较高的一侧。7.根据权利要求6所述的电磁阀，其特征在于:所述电磁阀为直动式，还包括与阀芯相配合的复位弹簧，当电磁线圈上电时，该电磁线圈产生的电磁力使得阀芯克服该复位弹簧的弹力而离开阀口，或者该电磁线圈产生的电磁力使得阀芯与阀口相抵接；当电磁线圈失电时，电磁力消失，该复位弹簧复位，所述阀芯的阀芯密封部与阀口相抵接，或者在复位弹簧带动阀芯离开阀口。8.一种电磁阀的制造方法，至少包括以下步骤: 提供阀芯基体，阀芯基体为磁性金属或非磁性金属或软磁性金属； 在上述阀芯基体至少部分表层附着有粘接剂； 提供软化的橡胶原料通过硫化成型阀芯密封部，该橡胶原料与粘接剂同时硫化从而阀芯密封部与阀芯基体固定结合。9.根据权利要求8所述的电磁阀的制造方法，其中所述阀芯基体一端成型有凹部，粘接剂至少附着于凹部周侧内表面及底侧面，所述软化的橡胶原料注入该凹部进行硫化处理，粘接剂为热硫化型粘接剂。10.根据权利要求9所述的电磁阀的制造方法，进一步包括以下步骤: 在上述凹部内涂覆粘接剂之前，凹部进行表面处理成粗糙表面，以加强阀芯基体与阀芯密封部固定结合，所述粗糙表面经过喷砂处理凹部表层形成或车削处理凹部表层而形成。
【文档编号】F16K1/46GK105987186SQ201510078766
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】王晖, 齐小卫, 彭坤
【申请人】浙江三花汽车零部件有限公司