一种精确计量的电控阀门的制作方法

1.本实用新型涉及阀门技术领域，特别是一种精确计量的电控阀门。


背景技术：

2.电控阀门是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，通常用于切断油、水、气等物质的流通.配合压力、温度传感器等电气设备实现自动控制，其原理是通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭；其应用非常广泛，例如汽车喷油嘴，需要计量精确的电控阀门控制喷油量，汽车喷油嘴本身是一个常闭阀，由一个阀针上下运动来控制阀的开闭，当ecu下达喷油指令时，其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈，产生磁场来把阀针吸起，让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。喷射供油的最大优点就是燃油供给之控制十分精确，让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比。
3.现有技术中，授权公告号为cn105745433b的专利文献，公布了一种用于计量流体的阀，通过将所述携动件构型为附加内磁极，使衔铁在其行程结束时碰撞到内磁极的内表面上的力减小，从而衔铁的碰撞噪音明显减小；其中的阀针由阀关闭弹簧提供驱动，预行程弹簧的设置用于限定衔铁的预行程；上述结构的用于计量流体的阀，其预行程弹簧的结构设置较为复杂，且在电磁线圈断电时其预行程弹簧提供的驱动力使得关闭头产生远离计量孔的趋势，对关闭头与计量孔的密封配合产生消极影响，不利于关闭头对计量孔进行密封。设计一种结构简单、密封效果优异的精确计量的电控阀门，是本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、密封效果优异的精确计量的电控阀门。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种精确计量的电控阀门，包括阀壳、阀针、携动磁芯、衔铁、电磁线圈、闭阀弹簧、预行程弹簧，所述阀壳的两端分别设置流体入口和计量孔，所述阀壳内在流体入口和计量孔之间滑动设置阀针，所述的尾端设置用于封闭计量孔的阀头，所述阀针的顶端设置插杆，所述插杆穿过衔铁的中心且与衔铁滑动配合，所述携动磁芯与插杆的顶端固定相连，所述携动磁芯上设置用于驱动携动磁芯下压的闭阀弹簧，所述预行程弹簧与衔铁传动配合用于下压衔铁；阀壳内设置用于驱动衔铁和携动磁芯移动的电磁线圈，电磁线圈断电时由闭阀弹簧推动携动磁芯和阀针下压、同时预行程弹簧推动衔铁和阀针下压，使得阀头封闭计量孔，且衔铁的上端面和携动磁芯的下端面之间形成预行程，电磁线圈通电后衔铁上升先克服预行程弹簧的弹力并走完预行程，然后衔铁与携动磁芯接触，由衔铁和携动磁芯驱动阀针上升，使得阀头脱离计量孔。
6.进一步，所述阀壳内具有沿轴向延伸的容置空间，所述容置空间内设置内径依次减小的第一环台、第二环台、第三环台，所述预行程弹簧置于第二环台的端面与衔铁的上端
面之间，所述携动磁芯的下端置于预行程弹簧内，所述闭阀弹簧置于第三环台的端面与携动磁芯的上端面之间，所述第一环台与衔铁限位配合。
7.进一步，所述携动磁芯包括柱形体，所述柱形体的顶端中心设置适于插入闭阀弹簧内的弹簧插头，所述弹簧插头上设置第一坡口部，便于弹簧插头插入闭阀弹簧，且柱形体的上端面形成弹簧限位环台，使得闭阀弹簧两端分别与第三环台和弹簧限位环台抵接。
8.进一步，所述容置空间的下端设置与容置空间密封配合的堵头，所述阀头为球形阀头，所述堵头上设置阀头滑动孔，所述阀头滑动孔包括依次相连的柱形段和锥形段，所述柱形段与球形阀头间隙配合，所述锥形段的上部的直径大于球形阀头的直径，锥形段底端的直径小于球形阀头的直径，所述计量孔置于锥形段的底端。
9.进一步，所述柱形体上沿轴向设置多个贯穿的携动磁芯流道。
10.进一步，所述柱形体的底端中心与插杆插接配合的阀针插孔，所述阀针插孔的进口处设置第二坡口部，便于阀针顶端的插杆插入携动磁芯。
11.进一步，所述衔铁的中心设置与插杆间隙配合的通孔以形成衔铁导向区域，所述通孔的两端设置衔铁坡口，便于插杆通过，所述衔铁上沿轴向设置多个贯穿的衔铁流道。
12.进一步，所述衔铁的外侧壁沿周向设置与容置空间间隙配合的导向部，所述导向部与衔铁上端面的交界处设置导向坡口部。
13.进一步，所述插杆的直径小于阀针的直径，以使插杆与阀针的连接处形成限位台，用于对衔铁进行限位。
14.一种精确计量的电控阀门的使用方法，包括如下步骤：
15.a、闭阀动作，将电磁线圈断电，由闭阀弹簧推动携动磁芯和阀针下压，同时预行程弹簧推动衔铁和阀针下压，使得阀头对计量孔进行封闭，闭阀弹簧和预行程弹簧同步作用使得阀针推动阀头更好的贴合阀头滑动孔的锥形段。
16.b、开阀动作，将电磁线圈通电后，衔铁先受到电磁线圈的电磁驱动形成轴向移动，衔铁首先克服预行程弹簧的预紧力，走完预行程，衔铁的上端面与携动磁芯的下端面形成接触；
17.c、衔铁走完预行程后，继续受电磁力驱动，同时携动磁芯也受电磁力驱动，由衔铁和携动磁芯带动阀针向上移动，使得阀头脱离锥形段，计量孔打开。
18.实用新型的技术效果：(1)本实用新型的精确计量的电控阀门，相对于现有技术，通过将携动磁芯构型为附加的内磁极，使得衔铁在其行程结束时碰撞到内磁极的内表面的力减少，从而使得衔铁的碰撞噪音明显减少；(2)由于携动磁芯与衔铁之间的预行程f比衔铁与第一环台之间的工作气隙s行程更短，电磁线圈在衔铁上获得更大的电磁力，使得本实用新型的电磁阀可以获得比传统结构电磁阀更高的响应速度；(3)电磁线圈断电时阀针由闭阀弹簧驱动携动磁芯下压阀针，同时由预行程弹簧驱动衔铁下压阀针，使得阀头获得更大的下压力，确保密封效果；预行程弹簧起到对阀针进行下压的作用，使得阀头获得双重下压力，相较于仅有闭阀弹簧提供下压力的设计，安全系数高，密封效果好；(4)阀头采用球形阀头，并与阀头滑动孔的锥形段相配合，由球形阀头与锥形段实现线接触密封，确保了对设置于锥形段底端的计量孔的密封效果；(5)预行程弹簧由第二环台和衔铁进行限位，且携动磁芯的尾端插入预行程弹簧，使得携动磁芯滑动平稳；(6)携动磁芯在顶端设置弹簧插头，使得携动磁芯可以插入闭阀弹簧的尾端，对闭阀弹簧形成支撑，使得携动磁芯和阀针滑动
平稳；(7)携动磁芯的底端中心设置阀针插孔，便于将阀针顶端的插杆插入阀针插孔进行固定。
附图说明
19.下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明：
20.图1是精确计量的电控阀门的剖面结构示意图；
21.图2是阀壳的剖面结构示意图；
22.图3是携动磁芯的剖面结构示意图；
23.图4是衔铁的剖面结构示意图；
24.图5是阀针的剖面结构示意图；
25.图6是图1中a区域的局部放大示意图；
26.图7是本实用新型精确计量的电控阀门未通电时的初始状态示意图；
27.图8是本实用新型的精确计量的电控阀门通电后衔铁先克服预行程弹簧的预紧力走完预行程f的结构示意图；
28.图9是本实用新型的精确计量的电控阀门衔铁走完预行程f后继续受电磁力驱动走完剩下s-f行程，与磁芯相碰的结构示意图；
29.图中：
30.电磁线圈10，
31.磁芯11，磁芯导向区域111，
32.外磁极12，闭阀弹簧13，
33.衔铁14，衔铁流道141，衔铁坡口142，导向部143，导向坡口部144，
34.携动磁芯15，止挡肩151，携动磁芯流道152，阀针插孔153，弹簧插头154，弹簧限位环台155，第一坡口部156，第二坡口部157，
35.预行程弹簧16，弹簧导向区域161，
36.阀针17，衔铁导向区域171，阀头172，插杆173，限位台174，
37.阀壳18，计量孔181，堵头182，第一环台183，第二环台184，第三环台185，柱形段186，锥形段187，
38.流体入口20，容置空间21，工作气隙22，预行程23，电插头24。
具体实施方式
39.实施例1
40.如图1至图6所示，一种精确计量的电控阀门包括阀壳18、阀针17、携动磁芯15、衔铁14、电磁线圈10、闭阀弹簧13、预行程弹簧16，如图2所示，阀壳18内具有沿轴向延伸的圆筒形容置空间21，阀壳18的顶端设置与容置空间21相通的流体入口20，容置空间21的底端设置与阀壳21密封配合的圆筒形堵头182，圆筒形堵头182伸入容置空间21内且圆筒形堵头182的外壁与容置空间21的内壁之间进行密封；容置空间182内滑动设置阀针17，阀针17的底端固定设置球形阀头172，堵头182上设置阀头滑动孔，阀头滑动孔包括依次相连的柱形段186和锥形段187，柱形段186与球形阀头172间隙配合，锥形段187的上部的直径大于球形阀头172的直径，锥形段187底端的直径小于球形阀头172的直径，计量孔181置于锥形段187
的底端；
41.在其他实施例中，球形的阀头172也可以是锥形设置，仅需要阀头172的底端与锥形段187形成线性密封配合，以完成对计量孔181的封闭隔断。
42.如图4所示，衔铁14呈圆柱形设置，且衔铁14上沿轴向设置多个贯穿的衔铁流道141，各衔铁流道141在径向均布设置。衔铁14的外侧壁沿周向设置与容置空间21间隙配合的导向部143，导向部143与衔铁14上端面的交界处设置导向坡口部144，便于将衔铁14装配进入容置空间21。
43.容置空间21内在其上部设置内径依次减小的第一环台183、第二环台184、第三环台185，第一环台183的内径小于衔铁14的外径，使得衔铁14的上端面由第一环台183进行限位，第一环台183的内径大于预行程弹簧16的外径且第二环台184的内径小于预行程弹簧16的外径，第一环台183的内孔形成弹簧导向区域161，预行程弹簧16套接在第一环台183的弹簧导向区域161内，预行程弹簧16置于第二环台184的端面与衔铁14的上端面之间，由第二环台184对预行程弹簧16进行限位。
44.如图5所示，阀针17的顶端设置插杆173，插杆173的直径小于阀针17的直径，以使插杆173与阀针17的连接处形成限位台174，用于对衔铁14进行限位。衔铁14的中心设置与插杆173间隙配合的通孔以形成衔铁导向区域171，通孔的两端设置衔铁坡口142，便于插杆173通过衔铁14中心的通孔，在衔铁导向区域171内滑动。
45.如图3所示，携动磁芯15包括柱形体，柱形体的外径小于第二环台184的内径，使得柱形体与第二环台184内孔滑动配合，即第二环台184的内孔形成磁芯导向区域111，柱形体在磁芯导向区域111内滑动，柱形体上沿轴向设置多个贯穿的携动磁芯流道152，各携动磁芯流道152沿径向均布；柱形体的顶端中心设置适于插入闭阀弹簧13内的弹簧插头154，弹簧插头154上设置第一坡口部156，便于弹簧插头154插入闭阀弹簧16，且柱形体的上端面形成弹簧限位环台155，使得闭阀弹簧13两端分别与第三环台185和弹簧限位环台155抵接。
46.柱形体的底端中心设置与插杆173插接配合的阀针插孔153，阀针插孔153的进口处设置第二坡口部157，便于阀针17顶端的插杆173插入携动磁芯15。阀针插孔153外形成用于和衔铁14接触的止挡肩151。
47.阀壳18内设置用于驱动衔铁14和携动磁芯15移动的电磁线圈10，电磁线圈10置于容置空间21的上部使得电磁线圈20包围在衔铁14、预行程弹簧16、携动磁芯15所处的容置空间21外围；阀壳18在环形电磁线圈10的外围形成环状的外磁极12，阀壳18在环形电磁线圈10的内部形成环状的磁芯11，阀壳18上设置与电磁线圈10电性连接的电插头24，用于向电磁线圈10供电，携动磁芯15、衔铁14、外磁极12、磁芯11为导磁材料构成，阀针17为非导磁材料构成。
48.电磁线圈10断电时由闭阀弹簧13推动携动磁芯15和阀针17下压、同时预行程弹簧16推动衔铁14和阀针17下压，使得阀头172与锥形段187形成线性密封，以封闭计量孔181，此时衔铁14的上端面和携动磁芯15下端面的止挡肩151之间形成预行程23，其间距为f，且衔铁14的上端面与第一环台183之间形成工作气隙22，其间距为s，电磁线圈10通电后产生磁通量，磁通量经由外磁极12、空心柱状的磁芯11、衔铁14和工作气隙22延伸，衔铁14上升先克服预行程弹簧16的弹力并走完距离为f的预行程23，然后衔铁14与携动磁芯15接触，由衔铁14和携动磁芯15继续驱动阀针17上升，走完剩下的工作行程s-f，直至衔铁14与第一环
台183抵接，使得阀头172脱离锥形段187，以打开计量孔181。
49.实施例2
50.一种精确计量的电控阀门的使用方法，包括如下步骤：
51.a、闭阀动作，将电磁线圈10断电，如图7所示，由闭阀弹簧13在自身弹力作用下推动携动磁芯15和阀针17下压，同时预行程弹簧16在自身弹力作用下推动衔铁14和阀针17下压，使得阀头172与阀头滑动孔的锥形段187形成线性密封，完成对计量孔181的封闭，闭阀弹簧13和预行程弹簧16同步作用使得阀针17推动阀头172更好的贴合阀头滑动孔的锥形段187，提高了密封效果；此时衔铁14的上端面和携动磁芯15下端面的止挡肩151之间形成预行程23，其间距为f，且衔铁14的上端面与第一环台183之间形成工作气隙22，其间距为s。
52.b、开阀动作，将电磁线圈10通电后，如图8所示，衔铁14先受到电磁线圈10的电磁驱动形成轴向移动，衔铁14首先克服预行程弹簧16的预紧力，走完距离为f的预行程23，衔铁14的上端面与携动磁芯15的下端面形成接触；且衔铁的上端面与第一环台之间的间距工作行程为s-f；
53.c、衔铁14走完预行程23后，继续受电磁力驱动，同时携动磁芯15也受电磁力驱动，由衔铁14和携动磁芯15带动阀针17向上移动，走完剩下的工作行程s-f，直至衔铁14与第一环台183抵接，使得阀头172脱离锥形段187，以打开计量孔181，如图9所示。
54.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。