CN104315159A - 电磁阀中置的液压大流量高速数字阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电磁阀技术领域，尤其是涉及一种电磁阀中置的液压大流量高速数字阀。包括阀体和滑动安装于所述阀体内的阀芯，阀芯的后端套装有圆柱状的动衔铁，动衔铁后方的阀体内安装有定衔铁，阀体包括前阀体、后阀体以及设置在前阀体和后阀体之间的隔套，前阀体和后阀体为导磁材料制成，隔套由隔磁材料制成；定衔铁与动衔铁的衔接面位于隔套的覆盖区域；另有环状线圈组件套装在阀体的外侧。电磁线圈位于阀体的中段，整体结构更加紧凑；可以方便地调整定衔铁的位置，从而微调定、动衔铁的间隙；阀芯与阀体结合处的倾角不等的锥状面确保阀芯受力平衡的同时提高了密封效果，可以避免密封面不均匀磨损造成的泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及电磁阀技术领域，尤其是涉及一种电磁阀中置的液压大流量高速数字阀。
背景技术
随着液压领域自动化水平的不断提高，对于高速数字阀的需求日益迫切。液压不平衡力随阀芯尺寸的增大而增加，并会严重影响阀芯的运动。因此当前高速数字阀的阀芯直径不能太大，即流量很小。典型产品工作压力20MPa，流量仅2～9升/min，频响5ms。显然，距离工程液压系统流量达到每分钟几百升，甚至更高的要求差距甚远。中国专利2013101571439公开了一种《液压大流量高速数字阀》，包括阀体和滑动安装于所述阀体内的阀芯，阀芯的一端设有密封面并与所述阀体内的密封面相配合形成密封界面，密封界面的两侧分别设置有进油通道和出油口，进油通道位于所述阀体与阀芯之间并环绕阀芯，使所述数字阀在关闭状态下液压进油对所述阀芯的作用合力为零，所述出油口位于所述阀体的一端。其出油口压力通过通道传递到压力平衡腔，阀芯的所受轴向力合力为零。因此，阀芯尺寸的设计不再受到液压压力的限制, 可以实现大流量数字阀，并在电磁力和弹簧力的作用下,实现快速响应。该数字阀存在如下有待改进之处，1）电磁铁及电磁线圈均位于阀体的末端，电磁效率低；2）阀体与阀芯的密封采用面接触，加工难度大，随着接触面不均匀磨损，容易出现关闭不严的问题；并且，面接触的密封面，造成了在阀关闭状态，出油口内的液压油作用在阀芯关闭方向上的面积，将大于打开方向的面积，液压油对阀芯在运动方向的合力不为零，将产生使阀芯关闭的力，使阀芯的运动受到限制，甚至不能打开，因此该结构只能用在出口压力不大的液压控制中，使用受到限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供电磁效率高、密封效果好的电磁阀中置的液压大流量高速数字阀，不但能实现进口高压、出口低压的液压油的控制，也能用于进口高压、出口高压的液压油的控制。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：本发明所述电磁阀中置的液压大流量高速数字阀包括阀体和滑动安装于所述阀体内的阀芯，所述阀芯为柱状结构，阀芯的后端套装有圆柱状的动衔铁，所述动衔铁后方的阀体内安装有定衔铁，所述定衔铁与阀芯之间设有弹簧，阀芯的中心设有前后贯穿的通孔，所述阀体上设有进液口和出液口，所述进液口环绕阀芯设置，所述出液口位于阀体的一端、位于阀芯的轴线上，所述阀体包括前阀体、后阀体以及设置在前阀体和后阀体之间的隔套，所述前阀体和后阀体为导磁材料制成，所述隔套由隔磁材料制成；所述定衔铁与动衔铁的衔接面位于隔套的覆盖区域；另有环状线圈组件套装在阀体的外侧，所述隔套位于线圈组件的内腔中，前阀体的后端以及后阀体的前端分别插接在线圈组件腔体的两端。
所述后阀体为两端开口、后端带有外螺纹的管状结构，后阀体的后端通过螺纹连接有端帽，所述定衔铁的后端带有凸起的定位环，所述定位环与后阀体之间设有调整垫片。
所述动衔铁与阀体的内壁之间设有间隙，所述阀芯上设有压力平衡孔，所述压力平衡孔连通阀芯的内腔以及动衔铁与阀体之间的间隙。
所述定衔铁的前端设有弹簧安装孔，所述弹簧安装孔中安装有后耐磨钢套，所述动衔铁的内腔中设有前耐磨钢套，所述弹簧位于前耐磨钢套和后耐磨钢套中。
所述阀芯的前端设有外倒角状的外锥面，在前阀体的内腔中设有连通进液口的环形的缓冲槽，所述缓冲槽的前端设有匹配外锥面的内锥面，所述内锥面的倾角小于外锥面的倾角。
所述前阀体的内腔中设有环绕阀芯的凸台，所述凸台的前端设有内倒角状的内锥面，所述阀芯上设有连通进液口的环形的缓冲槽，所述的倾角大于外锥面的倾角。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：电磁线圈位于阀体的中段，整体结构更加紧凑；电磁效率高；阀芯与阀体结合处的倾角不等的锥状面确保阀芯受力平衡的同时提高了密封效果，可以避免密封面不均匀磨损造成的泄漏，由于密封面采用线接触密封，密封带面积接近零，不会造成液压压力的不平衡，因此该阀不但能实现进口高压、出口低压的液压油的控制，也能用于进口高压、出口高压的液压油的控制；阀芯尺寸的设计不再受到液压压力的限制, 可以实现大流量、快速响应。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是图1的A部放大结构示意图。
图3是本发明另一个实施例的结构示意图。
图4是图3的B部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1所示，电磁阀中置的液压大流量高速数字阀包括阀体和滑动安装于所述阀体内的阀芯2，所述阀芯2为柱状结构，阀芯2的后端套装有圆柱状的动衔铁22，所述动衔铁22后方的阀体内安装有定衔铁6，所述定衔铁6与阀芯2之间设有弹簧5，阀芯2的中心设有前后贯穿的通孔21，所述阀体上设有进液口3和出液口4，所述进液口3环绕阀芯2设置，所述出液口4位于阀体的一端、位于阀芯2的轴线上。阀门打开的时候，液体通过进液口3进入阀体的内腔，再通过出液口4排出，通孔21可以将阀芯2前端的液体导入阀芯2后端的空腔中，使阀芯2受力平衡，减小其运行阻力，提高响应速度。
所述阀体包括前阀体1、后阀体11以及设置在前阀体1和后阀体11之间的隔套12，所述前阀体1和后阀体11为导磁材料制成，所述隔套12由隔磁材料制成，采用焊接或者粘接工艺将三者连接成为一体；所述定衔铁6与动衔铁22的衔接面位于隔套12的覆盖区域；另有环状线圈组件7套装在阀体的外侧，所述隔套12位于线圈组件7的内腔中，前阀体1的后端以及后阀体11的前端分别插接在线圈组件7腔体的两端。所述后阀体11为两端开口、后端带有外螺纹的管状结构，后阀体11的后端通过螺纹连接有端帽8，所述定衔铁6的后端带有凸起的定位环，所述定位环与后阀体11之间设有调整垫片16。线圈组件7设置在阀芯的中段不仅减小了整体结构的长度，使结构更加紧凑，还让出定衔铁后端的空间，可以微调定衔铁6的位置，从而调整定、动衔铁的工作间隙，使其工作在最佳状态。本实施例中，旋下端帽8，即可通过增加不同厚度的调整垫片16即可调整定、动衔铁的工作间隙。
所述动衔铁22与阀体的内壁之间设有间隙，所述阀芯2上设有压力平衡孔23，所述压力平衡孔23连通阀芯2的内腔以及动衔铁22与阀体之间的间隙。阀门打开的时候，液体可以通过阀芯2中心的通孔21和压力平衡孔23进入动衔铁22与阀体之间的间隙，使阀芯2受力平衡，减小阀芯2运动的阻力，有利于提高阀芯的响应速度。
所述定衔铁6的前端设有弹簧安装孔，所述弹簧安装孔中安装有后耐磨钢套61，所述动衔铁22的内腔中设有前耐磨钢套24，所述弹簧5位于前耐磨钢套24和后耐磨钢套61中。前耐磨钢套24和后耐磨钢套61采用高强度、高耐磨的钢材制成，动衔铁22与定衔铁6吸合的时候，前耐磨钢套24和后耐磨钢套61直接接触、碰撞，可以避免强度较弱的衔铁磨损后造成工作参数的变化。阀门打开、动衔铁22带动阀芯2向后移动的过程中，前耐磨钢套24碰撞后耐磨钢套61，起到限位的作用。
如图2所示，所述阀芯2的前端设有外倒角状的外锥面25，在前阀体1的内腔中设有连通进液口3的环形的缓冲槽31，所述缓冲槽31的前端设有匹配外锥面25的内锥面34，所述内锥面34的倾角E小于外锥面25的倾角F。本实施例为常闭型阀门，阀芯2运动到前端、阀门关闭的时候，外锥面25与内锥面34匹配形成密封，由于两锥面的倾角不等，此处的密封由外锥面25最外侧的折角抵靠在内锥面34形成，是环形线与锥形面形成的密封，具有加工简单、密封效果好的特点，由于密封面采用线接触密封，密封带面积接近零，不会造成液压压力的不平衡，因此该阀不但能实现进口高压，出口低压的液压油的控制，也能用于进口高压，出口高压的液压油的控制。
本实施例为常闭型阀门，电磁线圈7不工作的时候，弹簧5的弹力将阀芯2推送到前端，外锥面25与内锥面34形成密封，液体通道被截断,阀门处于关闭状态；反之，电磁线圈7得电时产生磁力，动衔铁22在磁力作用下克服弹簧5的弹力带动阀芯2向后移动，液体可以通过进液口3进入出液口4，阀门处于打开状态。
实施例2：
如图3所示，所述前阀体1的内腔中设有环绕阀芯2的凸台9，所述凸台9的前端设有内倒角状的内锥面34，所述阀芯2上设有连通进液口3的环形的缓冲槽31。如图4所示，所述缓冲槽31的前端设有匹配内锥面34的外锥面25，所述内锥面34的倾角G大于外锥面25的倾角H。本实施例为常开型阀门，阀芯2运动到后端、阀门关闭的时候，外锥面25与内锥面34匹配形成密封，由于两锥面的倾角不等，此处的密封由内锥面34最内侧的折角抵靠在外锥面25上形成，是环形线与锥形面形成的密封，具有加工简单、密封效果好的特点，由于密封面采用线接触密封，密封带面积接近零，不会造成液压压力的不平衡，因此该阀不但能实现进口高压，出口低压的液压油的控制，也能用于进口高压，出口高压的液压油的控制。
另外，为避免动衔铁22磨损后造成工作参数的变化，本实施例在动衔铁22的前端固定安装耐磨钢环33, 耐磨钢环33由高强度、高耐磨的材料制成。阀门打开、动衔铁22带动阀芯2前行的过程中，耐磨钢环33碰撞凸台9的后端，起到限位的作用。
本实施例其他部分结构同实施例1。
Claims (6)
1.电磁阀中置的液压大流量高速数字阀，包括阀体和滑动安装于所述阀体内的阀芯（2），所述阀芯（2）为柱状结构，阀芯（2）的后端套装有圆柱状的动衔铁（22），所述动衔铁（22）后方的阀体内安装有定衔铁（6），所述定衔铁（6）与阀芯（2）之间设有弹簧（5），阀芯（2）的中心设有前后贯穿的通孔（21），所述阀体上设有进液口（3）和出液口（4），所述进液口（3）环绕阀芯（2）设置，所述出液口（4）位于阀体的一端、位于阀芯（2）的轴线上，其特征在于：所述阀体包括前阀体（1）、后阀体（11）以及设置在前阀体（1）和后阀体（11）之间的隔套（12），所述前阀体（1）和后阀体（11）为导磁材料制成，所述隔套（12）由隔磁材料制成；所述定衔铁（6）与动衔铁（22）的衔接面位于隔套（12）的覆盖区域；另有环状线圈组件（7）套装在阀体的外侧，所述隔套（12）位于线圈组件（7）的内腔中，前阀体（1）的后端以及后阀体（11）的前端分别插接在线圈组件（7）腔体的两端。
2.根据权利要求1所述的电磁阀中置的液压大流量高速数字阀，其特征在于：所述后阀体（11）为两端开口、后端带有外螺纹的管状结构，后阀体（11）的后端通过螺纹连接有端帽（8），所述定衔铁（6）的后端带有凸起的定位环，所述定位环与后阀体（11）之间设有调整垫片（16）。
3.根据权利要求1或2所述的电磁阀中置的液压大流量高速数字阀，其特征在于：所述动衔铁（22）与阀体的内壁之间设有间隙，所述阀芯（2）上设有压力平衡孔（23），所述压力平衡孔（23）连通阀芯（2）的内腔以及动衔铁（22）与阀体之间的间隙。
4.根据权利要求1或2所述的电磁阀中置的液压大流量高速数字阀，其特征在于：所述定衔铁（6）的前端设有弹簧安装孔，所述弹簧安装孔中安装有后耐磨钢套（61），所述动衔铁（22）的内腔中设有前耐磨钢套（24），所述弹簧（5）位于前耐磨钢套（24）和后耐磨钢套（61）中。
5.根据权利要求1或2所述的电磁阀中置的液压大流量高速数字阀，其特征在于：所述阀芯（2）的前端设有外倒角状的外锥面（25），在前阀体（1）的内腔中设有连通进液口（3）的环形的缓冲槽（31），所述缓冲槽（31）的前端设有匹配外锥面（25）的内锥面（34），所述内锥面（34）的倾角（E）小于外锥面（25）的倾角（F）。
6.根据权利要求1或2所述的电磁阀中置的液压大流量高速数字阀，其特征在于：所述前阀体（1）的内腔中设有环绕阀芯（2）的凸台（9），所述凸台（9）的前端设有内倒角状的内锥面（34），所述阀芯（2）上设有连通进液口（3）的环形的缓冲槽（31），所述缓冲槽（31）的前端设有匹配内锥面（34）的外锥面（25），所述内锥面（34）的倾角（G）大于外锥面（25）的倾角（H）。
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