CN118623006A - 一种衔铁悬空导向设计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种衔铁悬空导向设计，解决了现有的衔铁导向会造成衔铁磨损进而降低电磁阀使用寿命的技术问题。所述衔铁悬空导向设计包括相互配合控制电磁阀启闭的线圈组件和衔铁组件，衔铁组件通过支撑环和膜片弹簧悬空于壳体内，支撑环上压接有带气体进口的阀座，支撑环和膜片弹簧之间的壳体侧壁上设有气体出口。本发明的衔铁组件依靠支撑环和膜片弹簧带动衔铁组件移动以实现电磁阀启闭，密封结构简单可靠，导向结构避免了衔铁组件与壳体发生摩擦，避免造成磨损，提升了电磁阀的使用寿命和可靠性，同时避免高速气体对膜片弹簧产生冲击，而且膜片弹簧设有多道弧形筋，帮助减轻电磁阀重量，提升电磁阀的响应速度。

Description

一种衔铁悬空导向设计

技术领域

本发明涉及电磁阀技术领域，特别是指一种衔铁悬空导向设计。

背景技术

电磁阀通常利用衔铁的往复运动以实现流量控制。现有的电磁阀衔铁采用衔铁外圆在套筒内滑动进行导向，由于衔铁外圆与套筒会发生摩擦进而导致衔铁的磨损，因此易发生衔铁卡滞，衔铁动作不畅，影响电磁阀的使用寿命和使用可靠性。

医疗器械用电磁阀通常要求高可靠、长寿命、高精度、快响应，尤其是医疗级呼吸机和麻醉机等医疗装备。目前国内的医疗级呼吸机和麻醉机医疗装备用电磁阀关键核心元器件依赖于国外进口，这大大陷限制了国内的医疗产业发展。因此亟需设计一种高可靠、长寿命、高精度、快响应的电磁阀，填补国内高端医疗装备用阀在医疗器械领域的空白。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种衔铁悬空导向设计，解决了现有的衔铁导向会造成衔铁磨损进而降低电磁阀使用寿命的技术问题。

本申请的技术方案为：

一种衔铁悬空导向设计，包括相互配合控制电磁阀启闭的线圈组件和衔铁组件，衔铁组件通过支撑环和膜片弹簧悬空于壳体内，支撑环上压接有带气体进口的阀座，支撑环和膜片弹簧之间的壳体侧壁上设有气体出口。

本技术方案利用线圈组件产生电磁力进而控制衔铁组件移动，实现电磁阀气体进口与气体出口的连通，衔铁组件不与壳体直接接触，而是通过支撑环和膜片弹簧弹性连接在壳体内，衔铁组件与电磁阀气体进口间歇性抵接。当线圈组件通电时，衔铁组件在磁场的作用下滑动以抵消膜片弹簧的压力，进而打开阀座上的气体进口，使气体进口与气体出口连通；当线圈组件断电后，电磁力消失，衔铁组件在膜片弹簧弹力的作用下，抵接在阀座上的气体进口，阻断气体进口与气体出口的连通。

优选地，所述衔铁组件的两端插接在支撑环和膜片弹簧的中心，膜片弹簧的边缘连接壳体，支撑环的边缘连接阀座。膜片弹簧和支撑环均套接在衔铁组件上，边缘处均固定连接在壳体和阀座上，阀座与壳体固定连接。当电磁阀开启时，依靠支撑环和膜片弹簧的弹力带动衔铁组件移动，打开阀座上的进口，气体从进口依次流经阀座、支撑环和出口，膜片弹簧位于出口内侧，避免高速气体流过时，对膜片弹簧造成冲击。

优选地，所述衔铁组件包括与气体进口间歇性连接的密封块，密封块一端通过衔铁架连接支撑环、另一端通过衔铁架连接膜片弹簧。为保证密封性能，衔铁组件的中心设置与气体进口匹配的密封块，密封块与衔铁组件两端平齐，膜片弹簧和支撑环带动衔铁架移动的同时，带动密封块对气体进口进行密封或打开。

优选地，所述支撑环的中心设有与衔铁架连接的连接口二，连接口二至所述支撑环的边缘设有均匀分布的开口二。连接口二与衔铁组件可以通过可拆卸方式连接或粘接或卡接，开口二可以供气体通过以顺利流至出口。

优选地，所述膜片弹簧的中心设有与衔铁架匹配的连接口一，连接口一至所述膜片弹簧的边缘设有多个弧形筋。连接口一与衔铁组件可以通过可拆卸方式连接或粘接或卡接，多个弧形筋增大了膜片弹簧与气体的接触面积，可以分担膜片弹簧所承受的应力，使膜片弹簧的弹力更可靠，而且弧形筋有助于减轻电磁阀的结构重量，使电磁阀反应更迅速。

优选地，所述弧形筋沿膜片弹簧的轴线等角分布，弧形筋的两端分别连接连接口一和膜片弹簧的边缘。弧形筋分布在膜片弹簧的连接口一和边缘之间，使膜片弹簧的受力更均匀，弹力更可靠。

优选地，所述膜片弹簧的边缘通过限位板与壳体连接。限位板中间设有凹槽，所述凹槽与衔铁组件配合，限位板的边缘与膜片弹簧的边缘抵接，限位板的外圆与壳体的内壁过盈配合。

优选地，所述限位板与线圈组件之间设有密封垫。密封垫用以防止气体从侧边漏气。

优选地，所述衔铁架的侧壁设有凸台，所述凸台与壳体的内壁间隔设置。凸台位于衔铁架两端之间，可以对支撑环和膜片弹簧进行轴向限位，凸台与壳体内壁间隔设置，避免衔铁架与壳体的内壁发生摩擦，进而造成衔铁架磨损，降低电磁阀使用寿命和使用可靠性。

优选地，所述壳体上设有与所述气体出口平行的排气口，排气口通过线圈组件和衔铁组件与气体进口间歇性连通。电磁阀可以是一进两出，线圈组件通电时，衔铁组件的密封块脱离打开气体进口表面，一部分气体由气体进口依次流经阀座和支撑环后从气体出口排出，还有部分气体由气体进口依次流经阀座、支撑环和膜片弹簧，再经过一段与气体进口流道同轴的流道，再通过与出口轴线平行的排气口排出，为便于制作并防止漏气，壳体上背离气体进口的一端还设有密封所述与气体进口流道同轴的流道的堵头。

与现有技术相比，本发明所公开的技术方案具有以下有益效果：

1. 通过设置线圈组件控制衔铁组件的移动，通过衔铁组件的移动打开或密封气体进口，进而实现电磁阀气体进口与气体出口的连通或断开，衔铁组件还设有密封块，密封块与气体进口采用平面结构密封，结构简单，接触面积大，密封可靠。

2. 衔铁组件不与壳体直接接触，而是通过支撑环和膜片弹簧悬空于壳体内，依靠支撑环和膜片弹簧的弹力带动衔铁组件移动，避免衔铁架与壳体的内壁发生摩擦，进而造成衔铁磨损，大大提升了电磁阀使用寿命和使用可靠性。

3. 衔铁组件依据气体流动方向依次设置支撑环和膜片弹簧，气体先经过支撑环和衔铁组件，再流经膜片弹簧，避免了高速流动的气体对膜片弹簧产生冲击，影响膜片弹簧的弹力，进而降低衔铁组件对气体进口的密封可靠性，延长电磁阀的使用寿命，同时膜片弹簧设有多道弧形筋，减轻电磁阀重量，提升电磁阀的响应速度。‌

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的衔铁悬空导向设计结构图；

图2是图1中的支撑环的结构图；

图3是图1中的膜片弹簧的结构图。

附图标号说明：

1壳体、2密封垫、3限位板、4膜片弹簧、401弧形筋、402连接口一、5支撑环、501连接口二、502开口二、6阀座、7堵头、8线圈组件、801线圈、802线圈骨架、9衔铁组件、901衔铁架、902密封块、10密封圈一、11密封圈二、12密封圈三。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的核心构思及以下实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，一种衔铁悬空导向设计，如图1所示，包括相互配合控制电磁阀启闭的线圈组件8和衔铁组件9，衔铁组件9通过支撑环5和膜片弹簧4悬空于壳体1内，支撑环5上压接有带气体进口的阀座6，支撑环5和膜片弹簧4之间的壳体1侧壁上设有气体出口。

具体地，线圈组件8包括线圈骨架802和缠绕在线圈骨架内的线圈801，线圈组件8设置在安装在壳体1气体流道两侧的凹槽内，本技术方案利用线圈组件8通电产生电磁力进而控制衔铁组件9移动，实现电磁阀气体进口与气体出口的连通，衔铁组件9不与壳体1直接接触，而是通过支撑环5和膜片弹簧4弹性连接在壳体1内，衔铁组件9间歇性连接电磁阀气体进口。

当线圈组件8通电时，衔铁组件9在磁场的作用下向上滑动以抵消膜片弹簧4和支撑环5的弹力，进而打开阀座6上的气体进口，使气体进口与气体出口连通；当线圈组件8断电后，电磁力消失，衔铁组件9在膜片弹簧4弹力的作用下，抵接在阀座6上的气体进口，阻断气体进口与气体出口的连通。

实施例2，在实施例1的基础上，一种衔铁悬空导向设计，所述衔铁组件9的两端插接在支撑环5和膜片弹簧4的中心，膜片弹簧4的边缘连接壳体1，支撑环5的边缘连接阀座6。膜片弹簧4和支撑环5均套接在衔铁组件9上，边缘处均固定连接在壳体1和阀座6上，阀座6与壳体1固定连接。当电磁阀开启时，依靠支撑环5和膜片弹簧4的弹力带动衔铁组件9移动，打开阀座6上的进口，气体从进口依次流经阀座6、支撑环5和出口，膜片弹簧4位于出口后侧，避免了高速气体流过时，对膜片弹簧4造成冲击。

实施例3，在实施例2的基础上，一种衔铁悬空导向设计，所述衔铁组件9包括与气体进口间歇性连接的密封块902，密封块902一端通过衔铁架901连接支撑环5、另一端通过衔铁架901连接膜片弹簧4。为保证密封性能，衔铁组件9的中心设置与气体进口匹配的密封块902，密封块902与衔铁组件9两端平齐，膜片弹簧4和支撑环5带动衔铁架901移动的同时，带动密封块902对气体进口进行密封或打开。

实施例4，在实施例3的基础上，一种衔铁悬空导向设计，如图2所示，所述支撑环5的中心设有与衔铁架901连接的连接口二501，连接口二502至所述支撑环5的边缘设有均匀分布的开口二502。连接口二501与衔铁组件9可以通过可拆卸方式连接或粘接或卡接，开口二502可以供气体通过以顺利流至出口。优选地，支撑环5中心的连接口二501套接在衔铁架901一端，支撑环5的边缘固定连接在阀座6上，阀座6与支撑环5连接的一端还设有衔铁架901的避让槽，避免阀座6影响气体进口与衔铁架901的密封性。

实施例5，在实施例3的基础上，一种衔铁悬空导向设计，如图3所示，所述膜片弹簧4的中心设有与衔铁架901匹配的连接口一402，连接口一402至所述膜片弹簧4的边缘设有多个弧形筋401。连接口一402与衔铁组件9可以通过可拆卸方式连接或粘接或卡接，多个弧形筋401增大了膜片弹簧4与气体的接触面积，可以分担膜片弹簧4所承受的应力，使膜片弹簧4的弹力更可靠，而且弧形筋401有助于减轻电磁阀的结构重量，使电磁阀反应更迅速。优选地，弧形筋401的形状为U型。

实施例6，在实施例4的基础上，一种衔铁悬空导向设计，如图3所示，所述弧形筋401沿膜片弹簧4的轴线等角分布，弧形筋401的两端分别连接连接口一402和膜片弹簧4的边缘。弧形筋401分布在膜片弹簧4的连接口一402和边缘之间，使膜片弹簧4的受力更均匀，弹力更可靠。

实施例7，在实施例5的基础上，一种衔铁悬空导向设计，所述膜片弹簧4的边缘通过限位板3与壳体1连接。限位板3中间设有凹槽，所述凹槽与衔铁组件9配合，限位板3的边缘与膜片弹簧4的边缘抵接，限位板3的外圆与壳体1的内壁过盈配合。

实施例8，在实施例6的基础上，一种衔铁悬空导向设计，所述限位板3与线圈组件8之间设有密封垫2。密封垫2用以防止气体从侧边漏气。

实施例9，在实施例1-8任一项的基础上，一种衔铁悬空导向设计，所述衔铁架901的侧壁设有凸台，所述凸台与壳体1的内壁间隔设置。凸台位于衔铁架901两端之间，可以对支撑环5和膜片弹簧4进行轴向限位，凸台与壳体1内壁间隔设置，避免衔铁架901与壳体1的内壁发生摩擦，进而造成衔铁架901磨损，降低电磁阀使用寿命和使用可靠性。

实施例10，在实施例9的基础上，一种衔铁悬空导向设计，所述壳体1上设有与所述气体出口平行的排气口，排气口通过线圈组件8和衔铁组件9与气体进口间歇性连通。电磁阀可以是一进两出，线圈组件8通电时，衔铁组件9的密封块902脱离打开气体进口表面，一部分气体由气体进口依次流经阀座6和支撑环5后从气体出口排出，还有部分气体由气体进口依次流经阀座6、支撑环5和膜片弹簧4，再经过一段与气体进口流道同轴的流道，再通过与出口轴线平行的排气口排出，为便于制作并防止漏气，壳体1上背离气体进口的一端还设有堵头7，堵头7用以密封所述与气体进口流道同轴的流道。

实施例10实施时，壳体1上设有与壳体1同轴的气体流道，与所述气体流道垂直的出口及排气口，在气体流道的末端安装密封用的堵头7，再将线圈组件8安装进壳体1内，接着再在线圈组件8的表面安装密封垫2、限位板3及膜片弹簧4，膜片弹簧边缘固定连接在限位板3上，然后把衔铁组件9插接在膜片弹簧4的连接口一402内，将支撑环5固定在阀座6上，然后螺纹连接在壳体1上，连接的同时，支撑环5的连接口二501也套接在衔铁组件9上，支撑衔铁组件9，为避免漏气，可以在壳体1外周连接密封圈一10、密封圈二11、密封圈三13。

当线圈组件8通电时，衔铁组件9在电磁力的作用下向上滑动，克服支撑环5和膜片弹簧4向下的压力，打开气体进口，一部分气体经过支撑环5、衔铁组件9流至出口，一部分气体经过支撑环5、衔铁组件9、膜片弹簧4及气体流道流至排气口，电磁阀开启；当线圈组件8断电后，电磁力消失，支撑环5和膜片弹簧4向下推动衔铁组件9抵接在气体进口，阻断气体进口和出口，气体进口和排气口的连通，电磁阀关闭。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上内容显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的有益效果。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种衔铁悬空导向设计，其特征在于：包括相互配合控制电磁阀启闭的线圈组件（8）和衔铁组件（9），衔铁组件（9）通过支撑环（5）和膜片弹簧（4）悬空于壳体（1）内，支撑环（5）上压接有带气体进口的阀座（6），支撑环（5）和膜片弹簧（4）之间的壳体（1）侧壁上设有气体出口。

2.根据权利要求1所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述衔铁组件（9）的两端插接在支撑环（5）和膜片弹簧（4）的中心，膜片弹簧（4）的边缘连接壳体（1），支撑环（5）的边缘连接阀座（6）。

3.根据权利要求2所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述衔铁组件（9）包括与气体进口间歇性连接的密封块（902），密封块（902）一端通过衔铁架（901）连接支撑环（5）、另一端通过衔铁架（901）连接膜片弹簧（4）。

4.根据权利要求3所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述支撑环（5）的中心设有与衔铁架（901）连接的连接口二（501），连接口二（502）至所述支撑环（5）的边缘设有均匀分布的开口二（502）。

5.根据权利要求3所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述膜片弹簧（4）的中心设有与衔铁架（901）匹配的连接口一（402），连接口一（402）至所述膜片弹簧（4）的边缘设有多个弧形筋（401）。

6.根据权利要求4所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述弧形筋（401）沿膜片弹簧（4）的轴线等角分布，弧形筋（401）的两端分别连接连接口一（402）和膜片弹簧（4）的边缘。

7.根据权利要求5所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述膜片弹簧（4）的边缘通过限位板（3）与壳体（1）连接。

8.根据权利要求6所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述限位板（3）与线圈组件（8）之间设有密封垫（2）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述衔铁架（901）的侧壁设有凸台，所述凸台与壳体（1）的内壁间隔设置。

10.根据权利要求9所述的衔铁悬空导向设计，其特征在于：所述壳体（1）上设有与所述气体出口平行的排气口，排气口通过线圈组件（8）和衔铁组件（9）与气体进口间歇性连通。