CN104081097A - 适于液压阀尤其是家用电器的液压阀的电磁导阀 - Google Patents
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Abstract
导阀(14)包括：本体(7，7a)，其内限定控制腔室(11)，所述控制腔室(11)用来与液压阀(1)的入口(3)连通，且其通过与阀座(13)相关联的受限出口通道(12)能够选择性地与所述液压阀(1)的出口(4)连通；至少一个铁芯(23)，其可移动地安装于所述本体(7，7a)的一部分(7a)内和所述控制腔室(11)的内部，并承载与阀座(13)相配合的封闭构件(24)；以及致动器(16-21)，其包括围绕所述本体(7，7a)的所述部分(7a)安装的铜导线的螺线管或线圈(15)，用于选择性地控制所述铁芯(23)和所述封闭构件(24)相对于所述阀座(13)的位置以及所述控制腔室(11)和所述受限出口通道(12)之间的连通；以及其中所述受限出口通道(12)的直径(d)与螺线管(16)的重量(m)之比在0.06和0.10毫米/克(mm/g)之间。
Description
技术领域
本发明涉及适于液压阀的电磁导阀，尤其适用于家用电器的液压阀，诸如适于用水填充洗衣机或洗碗机的液压阀。
更具体地，本发明涉及下述类型的电磁导阀，其包括：
本体，其内限定控制腔室，所述控制腔室用来与液压阀的入口连通，且其通过与阀座相关联的受限出口通道能够选择性地与所述液压阀的出口连通；
至少一个铁芯，其可移动地安装于所述本体的一部分内和所述控制腔室的内部，并承载与阀座相配合的封闭构件；以及
致动器，其包括围绕所述本体的所述部分安装的铜导线的螺线管或线圈，用于选择性地控制所述铁芯和所述封闭构件相对于所述阀座的位置以及所述控制腔室和所述出口通道之间的连通。
背景技术
这种类型的电磁导阀，诸如适用于家用电器的开-关(ON-OFF)类型的阀，是很常见的。
在这些导阀中，致动螺线管是相对于阀本身总成本而言具有较高成本的一个组件。
特别是近些年来螺线管的成本或多或少由于铜国际价格的指数性增长而已经有所增加。
寻求能够降低这种导阀的整体尺寸从而降低其成本的构建解决方案已经成为重中之重。
发明内容
因此本发明的一个目的是要提出一种改进的电磁导阀，其能够满足上述的通常需求来降低制造成本。
根据本发明通过上述类型的电磁导阀来实现该目的连同其它的目的，其特征主要在于上述受限的出口通道的直径与螺线管的重量之比在0.06和0.10毫米/克(mm/g)之间。
有利地，根据本发明的又一方面，螺线管的轴向长度或高度与其内径之比大于1，且优选小于1.5。
此外，螺线管的内径与铁芯的外径之比有利地小于2。
在其中用在200和230伏之间的交流电压对螺线管进行励磁的情况下，所述螺线管优选包括在约10,500和12,500匝之间的铜导线，所述铜导线具有在0.049和0.056毫米之间的直径。
在其中用在100和127伏之间的交流电压对螺线管进行励磁的情况下，所述螺线管有利地包括在约5,000和6,500匝之间的铜导线，所述铜导线具有在0.063和0.080毫米之间的直径。
附图说明
通过参考附图，从以下仅以非限制性实例的方式所提供的详细描述中，本发明的进一步的特有特征和优点将变得显而易见，其中：
图1示出适用于家用电器的液压阀的局部轴向剖视图，其设有根据本发明的电磁导阀；
图2是沿图1的线II-II所截取的局部剖视图；
图2a是类似于图2的视图并示出实施例的局部变型；
图3是类似于图2的视图并示出实施例的变型；
图4是在图1的箭头IV方向上的局部俯视图；
图5是沿图1的线V-V所截取的局部剖视图；
图6是类似于图5中所示的视图并示出实施例的变型；
图7是适于根据本发明的导阀的螺线管的卷盘(reel)的局部侧视图；
图8是在图7的箭头VIII方向上的前视图；以及
图9和图10是显示在左手侧的根据现有技术的导阀与显示在右手侧的根据本发明的导阀的比较视图。
具体实施方式
在附图中，1表示适用于家用电器的整体液压阀，诸如适于用水填充洗衣机或洗碗机的阀。
液压阀1设有电磁导阀，其大致结构本质上是基本公知的。
阀1具体包括基本刚性的本体2(例如由模压塑料制成)，在所述本体2中设有适于液压流体的入口通道3和适于该流体的出口通道4。
出口通道4在本体2的管状结构5内形成，该结构在顶部限定阀座6，其是液压阀1的阀座、或主阀座。在操作过程中的流体流经由该阀座6能够从所述入口3通到所述出口4。
例如也由模压塑料制成的第二本体7以流体密封的方式在顶部处接合到本体2，例如通过螺纹连接的方式。该本体7实际上是用于支撑电磁导阀14的本体，下面将对其进行详细描述。
整体上由8表示的环状隔膜的外围部分8a被夹持在本体2和7之间。
该隔膜8包括柔性的中间部分8b，所述柔性的中间部分8b将外围部分8a连接到较厚的中心环状部分8c，所述中心环状部分8c是用作与液压阀1的阀座6配合操作的主封闭构件。
隔膜8的部分8c围绕大致为杯形的导向元件9的柄部9a安装，且通过环形元件10锁定到该柄部上。
成形本体7具有在其远端部处封闭的顶部管状结构7a。
由11表示的控制腔室限定在本体7和由隔膜8及相关联的导向元件9形成的组件之间。
控制腔室11通过至少一个通道与入口3处于永久性地流体连通，在所示的示例性实施例中，该至少一个通道形成在包括所述隔膜8和相关联的导向元件9的封闭单元中。
具体地，如可从图1中看到的那样，多个通孔8d在阀座6的外侧上形成在隔膜8的部分8c中。
这些孔8d与环形隔室9b连通，所述环形隔室9b在隔膜导向元件9中形成并依次与相应的外凹槽9c连通，所述外凹槽9c类似地形成在隔膜导向元件9中。
作为所示方案的替代方案，液压阀1的入口3和控制腔室11之间的永久性连通可例如通过设置于电阀装置1的本体2和7中的通道来实现。
在图1中，12表示在隔膜导向元件9中形成的通道，并且所述通道能够使得控制腔室11与出口通道4连通。
如将在下面更充分地阐明的那样，在所示的实施例中，通道12的顶端具有向上突出的边缘13，其用作适于导阀的阀座。
在附图中所示的实施例中，通道12在中心轴向位置内形成在隔膜导向元件9中。但是该特有特征并非是必须的。
液压阀1还包括整体由14表示的控制电阀或电磁导阀。
该导阀包括致动螺线管15，包括基本为方形环形式的套筒16的磁路以本质上已知的方式与致动螺线管15相关联。
具体的如可在图2，图3和图4中看出的那样，套筒16具有限定的尺寸，在横向于铁芯23轴线的方向上套筒16的尺寸明显小于本体的基部部分7b的最大尺寸。
螺线管15由一卷绝缘铜导线构成，所述铜导线围绕整体由17表示的卷盘的圆柱形中间部分17a缠绕。
参照图1，图2，图7和图8，在所示的实施例中，卷盘17具有分别在顶部和底部处的两个端部凸缘17b和17c。
如在图2，图7和图8中可以看出的那样，卷盘17的顶部凸缘17b具有用于接纳形成绕组或螺线管15的铜导线端部的两个横向凹槽17d。
两个连接构件18以例如扁销的形式(图1，图7和图8)紧固在卷盘17的顶部凸缘17b内，所述连接构件18由导电材料制成。
连接构件18在大致径向的方向上平行于彼此突出。
如将在下面更清楚地显现的那样，由于在根据本发明的导阀14中，绕组或螺线管15优选使用具有特别小直径的铜导线制成，因此存在的问题是如何实现将该绕组的端部可靠地连接到连接构件18上。
以实施该连接的当前优选方式，螺线管15的铜导线的每个端部缠绕到相应的连接端子18上。
由导电材料特别是铜制成的相应轴衬19则装配到端子18上，使得轴衬19围绕缠绕在那的螺线管15的端部布置。
然后例如通过电阻焊接的方式围绕螺线管15导线的端部将轴衬19压缩并焊接到相应的连接端子18上。
在通过实例的方式所示的实施例中，由磁性材料制成的套筒16具有管状部分16a，16b，所述管状部分16a，16b以彼此对准并同轴的方式从套筒16的相对侧或部段延伸到卷盘17的管状部分17a的内部中(具体在图1和图2可见)。
管状部分16a和16b可通过深拉(deep-drawing)方式形成。备选地，这些部分可制成单独的管，上述管装配到在套筒16中所设置的相应开孔的内部。
本体7的管状结构7a有利地与套筒16卡扣接合(snap-engaged)。在根据图2的实施例中，该管状结构7a具有多个具有三角形轮廓的突起7c，所述突起7c压入配合(force-fitted)通过并超过套筒16的部分16b，且向回向外延伸到该套筒的部分16b和16a之间的间隙或空隙内。
此外图2a显示实施例的变型，其中本体7的管状结构7a具有多个突起7d，所述突起7d卡扣接合在设置于套筒16的管状部分16a和16b中的相应凹座16g的内部。
在所示的实施例中，由卷盘17和由相关联的螺线管15形成的组件被封装在由电绝缘材料例如模压塑料制成的壳体21内部。
该壳体一体地形成凸耳21a(图1和图4)，连接构件18从凸耳21a向外突出。
在所示的实施例中，连接构件18延伸到成形本体22的内部，成形本体22结合到壳体21的凸耳21a上，且所述连接构件18能够限定用于将所述螺线管15连接到未示出的外部控制电路的电连接器的阴性部件。
参照图1至图5，围绕液压阀1基部本体2的开孔2a处安装有本体7，所述本体2形成多个定位突起2b，所述突起2b向上突出并能够限定多个角位置，由螺线管15-17和壳体21形成的组件(以下称为“致动器单元”)可操作性地布置于上述角位置内。
在根据图1和图5所示的实施例中，致动器单元15-21的壳体21形成在一对凸耳21b的底部处，所述一对凸耳21b彼此平行且与彼此成角度间隔开(图5)。
这些凸耳一起限定一种叉状元件，以便适于布置成选择性地骑跨本体2的定位突起2b之一，具体的如可在图5中看出的那样。
因此上述致动器单元15-21可相对于液压阀1的本体2选择性地布置在一定的角位置内。在该角位置下当阀1安装在用户设备内时，连接器18-22的连接变得更容易或更方便。
图6示出实施例的变型。
在该变型中，磁性结构16的相对垂直部段16c和16d形成能够与阀1的本体2的不同定位突起2b相接触的相应向外突出的凸耳16e和16f。
通过该方案，能够简化致动器单元15-21的壳体21的结构设计，从而不再必须提供所述壳体的前述凸耳21b。
电磁导阀14还包括可动铁芯23，所述铁芯23由铁磁材料制成并具有大致圆柱形的形状，并且在底部具有封闭构件24，所述封闭构件24在静止状态(阀1关闭)下压靠阀座13。
螺旋弹簧25布置于铁芯23的顶端部和本体7的管状部分7a的顶端壁之间。
弹簧25趋于将铁芯23向下推动并使相关联的封闭构件24抵靠导阀的阀座13。
在操作过程中，当螺线管15处于非活动状态(去励磁)时，供应到所述阀1入口3的液压流体经由通道8d，9b和9c到达控制腔室11。导阀14的封闭构件24保持阀座13封闭，因此控制腔室11与阀1的出口通道4分离开。
在这些条件下，控制腔室11最初采取然后保持与入口通道3中的液压流体相同的压力。
由于相较于暴露于入口通道3内压力下的隔膜的表面积而言，暴露于控制腔室11内压力下的隔膜和相关联的隔膜导向元件9具有更大的表面积，因此用作主要封闭构件的隔膜8的部分8c压靠阀座6。
因此关闭主液压阀1，8c-6。
当对螺线管15进行励磁时，磁通量流入到铁芯23中，其顶端延伸到磁性结构16的管状部分16a，17b之间的空隙20的附近位置内。
然后铁芯23克服螺旋弹簧25的作用被向上吸引，因此封闭构件24释放导阀14的阀座13。
因此控制腔室11中液压流体的压力可通过隔膜导向元件9的受限通道12朝向阀1的出口通道4释放。
当控制腔室11内的压力下降时，对施加到隔膜8的入口通道3内的压力进行控制导致由该隔膜8和相关联的隔膜导向元件9形成的组件上升，实际上导致主液压阀1，8c-6打开。
因此供应到阀1的在入口通道3处的液压流体可通过阀座6到达出口通道4。
当对螺线管15再次去励磁时，铁芯23在螺旋弹簧的作用下再次采取在图1和图2中所示的位置。
从而封闭构件24再次封闭导阀14的阀座13，以及控制腔室11再次与阀1的出口通道4断开连接。
包括隔膜8和与其相关联的隔膜导向元件9的封闭组件再次采取在图1和图2中所示的封闭位置。
在图1中，d表示位于上述导阀14的阀座13下游侧的受限通道12的直径。
此外，Di表示螺线管15的内径，而H表示螺线管的轴向长度或高度。
dex取而代之表示铁芯23的外径。
为了显著降低导阀14的致动器单元15-21的尺寸和成本，有利的是，导阀的受限出口通道12的直径d与螺线管15的重量之比d/m有利地在0.06和0.10毫米/克(mm/g)之间。
应该指出的是在这方面，在根据现有技术的适用于家用电器液压阀的电磁导阀中，该比值d/m取而代之通常在0.02和0.05毫米/克(mm/g)之间。
此外，在根据本发明的导阀14中，螺线管15的轴向长度H与其内径Din之比大于1，且优选小于1.5。
这种条件导致形成相对较长并具有较小直径的螺线管，从而允许实现散热性的改善。
优选地，所述螺线管15的内径Din与铁芯23的外径dex之比有利地小于2。
在其中用在200和230伏之间的交流电压对螺线管15进行励磁的情况下，所述螺线管15优选包括在约10,500和12,500匝之间的铜导线，所述铜导线具有在0.049和0.056毫米之间的直径。
反之，如果在其中用在100和127伏之间的交流电压对螺线管15进行励磁的情况下，所述螺线管15有利地包括在约5,000和约6,500匝之间的铜导线，所述铜导线具有在0.063和0.080毫米之间的直径。
由于上述特有的特征，螺线管15匝数的平均长度减小，此外对于相同的匝数而言，该螺线管的电阻减小，类似地所需的铜质量或重量也减小。
附图中的图9和图10提出在设有根据本发明的电磁导阀14的液压阀1与设有根据现有技术的电磁导阀14'的类似液压阀1'之间的直接比较。
在图9和图10中具体比较液压阀1和1'，其中所述基部本体2，相关联的主阀座6和封闭单元8，9具有相同的尺寸。
与本体2耦接的本体7的基部部分在相比较的阀中也具有相同的尺寸；然而相应管状部7a和7a'的轴向长度不同。
在两个相比较的阀中，封闭构件24和弹簧25也具有相同的尺寸，而相应的铁芯23和23'具有相同的外径，但是轴向长度不同。
在图9和图10中，在两个阀1和1'中的相同部件对于两个阀而言由相同的数字指示，而在尺寸上不同的部分用相同的数字表示，但在根据现有技术的阀1'的情况下数字后面跟有撇号。
从图9和图10可以直观地理解，对于相同的性能而言，根据本发明的导阀14的电磁致动器单元15-21如何具有显著的更加紧凑的尺寸，无论是在纵向方向上还是在横向方向上，且特别是在对于螺线管而言所需的铜数量显著降低。
从图10也可以看出，在根据本发明的阀1的情况下，磁性套筒16如何具有比本体7的基部部分7b的最大尺寸更小的横向尺寸。
显然，在不影响本发明原理的情况下，且不脱离如由所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，在实施例和结构细节上可以相对于仅通过非限制性实例的方式所述和所示的实施例和结构细节进行显著地改变。
Claims (11)
1.一种具有适用于家用电器液压阀(1)的螺线管(15)的导阀(14)，包括：
本体(7，7a)，其内限定控制腔室(11)，所述控制腔室(11)用来与所述液压阀(1)的入口(3)连通，且所述控制腔室(11)通过与阀座(13)相关联的受限出口通道(12)能够选择性地与所述液压阀(1)的出口(4)连通；
至少一个铁芯(23)，其可移动地安装于所述本体(7，7a)的一部分(7a)内和所述控制腔室(11)的内部，并承载与所述阀座(13)相配合的封闭构件(24)；以及
致动器(16-21)，其包括围绕所述本体(7，7a)的所述部分(7a)安装的铜导线的螺线管或线圈(15)，用于选择性地控制所述铁芯(23)和所述封闭构件(24)相对于所述阀座(13)的位置以及所述控制腔室(11)和所述受限出口通道(12)之间的连通；
导阀(14)的特征在于所述受限出口通道(12)的直径(d)与所述螺线管(16)的重量(m)之比在0.06和0.10毫米/克(mm/g)之间。
2.根据权利要求1所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)的轴向长度(H)与其内径(Din)之比大于1，且优选小于1.5。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)的内径(Din)与所述铁芯(23)的外径(dex)之比小于2。
4.根据前述权利要求任一项所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)用于由在200和230伏之间的交流电压进行励磁，且所述螺线管(15)包括在约10,500和12,500匝之间的铜导线，所述铜导线具有在0.049和0.056毫米之间的直径。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)用于由在100和127伏之间的交流电压进行励磁，且所述螺线管(15)包括在约5,000和约6,500匝之间的铜导线，所述铜导线具有在0.063和0.080毫米之间的直径。
6.根据前述权利要求任一项所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)围绕卷盘(17)缠绕并且其端部连接到与所述卷盘(17)相关联的细长形状的对应电端子(18)上，所述螺线管(15)导线的每个端部被缠绕到相应的端子(18)上，以及由导电材料特别是铜制成的轴衬(19)围绕每个所述端子(18)装配，且围绕所述螺线管(15)导线的所述端部压缩和焊接到相应的端子(18)上。
7.根据前述权利要求任一项所述的电磁导阀，其中对于液压阀(1)而言，其包括基部本体(2)，围绕用于安装导阀(14)本体(7)的主要开孔(2a)所述基部本体(2)具有多个定位突起(2b)，所述定位突起(2b)适于针对导阀(14)的致动器(15-21)限定多个角位置，所述致动器(15-21)具有至少一个凸耳(21a；16e)，其能够选择性地耦接所述定位突起(2b)之一，从而限定针对所述致动器(15-21)的相应角位置。
8.根据权利要求7所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)封装在由电绝缘材料特别是塑料材料制成的壳体(21)内，所述壳体(21)形成能够选择性地耦接所述定位突起(2b)之一的横向突出的叉状元件(21a)。
9.根据权利要求7所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)至少部分地由磁性材料制成的结构(16)包围，所述结构(16)具有至少一个横向凸耳(16e)，所述至少一个横向凸耳(16e)能够选择性地耦接所述定位突起(2b)之一。
10.根据前述权利要求任一项所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)至少部分地由磁性材料制成的结构(16)包围，所述结构(16)横向地相对于所述铁芯(23)的轴线具有的尺寸小于所述本体(7，7b)横向尺寸。
11.根据前述权利要求任一项所述的电磁导阀，其中所述螺线管(15)至少部分地由磁性材料制成的结构(16)包围，所述结构(16)包括至少一个管状部分(16a，16b)，所述本体(7)的所述部分(7a)装配在所述管状部分(16a，16b)内，所述本体(7)的所述部分(7a)设有接合在相应阀座(20，16g)内的锚固突起(7c，7d)，所述阀座(20，16g)限定在由磁性材料制成的结构(16)的所述至少一个管状部分(16a，16b)内或限定在由磁性材料制成的结构(16)的所述至少一个管状部分(16a，16b)的区域内。
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