CN1769749B - 用于流体流动的电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明的电磁阀包括具有入口和出口的阀体，以及用于将阀元件从阀座移开以打开阀的活动构件。当电磁线圈启动时，该活动构件与阀元件相啮合并将该阀元件从阀座移开到打开位置。当电磁线圈不启动时，偏动簧片将活动构件从阀元件脱离，该阀元件返回到关闭位置。当阀构件关闭时，该活动构件不将任何冲击力传递到阀元件，从而该阀可以运转许多次循环而不损坏。

Description

用于流体流动的电磁阀

技术领域

本发明涉及电磁阀，更具体地讲，涉及具有同心入口和出口通路的电磁阀。

背景技术

螺线管执行机构通常用于控制通过阀的流体流动，并且可以被电致动。各种参考资料公开了电磁阀设计，其中活动构件与阀啮合，并且在打开和关闭位置之间操作阀。但是，这些阀设计由于活动构件作用在阀和阀座上的冲击力，而不能经受阀打开和关闭的多次循环。此外，典型的阀设计需要入口和出口均连接起来，这增加了阀的成本和组装时间。

发明内容

本发明涉及一种用于控制通过阀的流体流动的电磁线圈致动阀。根据本发明原理所构造的阀的一个优选实施例包括：入口；在入口与出口之间的流程中的阀座。该阀进一步包括阀构件；用于啮合该阀构件的挡块；以及将阀构件挤压到挡块的第一弹簧。电磁线圈可以逆着弹簧的挤压而将阀构件移开挡块。阀元件通过第二弹簧安装在阀构件上，当阀构件处于其停止位置时，第二弹簧弹性地将阀元件挤压到与阀座密封啮合。

在这个优选实施例中，第一弹簧将阀构件挤压到挡块上，而第二弹簧将阀元件挤压到阀座上。电磁线圈使阀构件移开挡块，又使阀元件离开阀座。当电磁线圈断电时，阀构件在第一弹簧的挤压下，返回到挡块，并且使阀元件移动回到阀座。阀元件首先接触阀座，并且第二弹簧使阀构件继续运动，直到挡块啮合阀构件，这防止子阀构件的全部冲击力传递到阀元件。因此，在这个优选实施例中，减小了阀元件与阀座之间的冲击力，这能够延长阀的运行寿命。

在这个优选实施例中，阀入口和阀出口位于阀的同一表面上，并且优选同轴布置，从而能够将阀螺纹连接到开口中。因此，阀特别适合于控制压缩机，例如，螺旋压缩机，尽管本发明不限于此。

通过以下结合附图的详细说明，本发明的这些及其它特征和优点可以被更充分地理解。

附图说明

图1是根据本发明的原理的电磁阀的一个优选实施例的纵向剖面图；

图2是电磁阀的透视图，取下了一些部分以显示该结构的细节。

具体实施方式

在图1中用20总体表示根据本发明的原理的电磁阀。电磁阀20包括具有至少一个入口26和至少一个出口的阀壳或阀套22。在本优选实施例中，有一个出口24，以及多个绕该出口24同心定位的入口26。阀座28位于入口26和出口24之间的流程中。

安装阀构件30，以便将该阀构件移向或移开阀座28。阀包括用于与阀构件30相啮合的挡块32，以及用于将阀构件30挤压向挡块32和阀座28的弹簧34。在本优选实施例中，弹簧34是螺旋弹簧，但是，弹簧34可以是对阀构件30施加弹性力、将其挤压向挡块32的任何其它元件。

电磁线圈36(图2)，环绕阀构件30，并且当通电时，逆着弹簧34的压力，将阀构件30移开挡块32并朝向固定芯44移动。阀元件38通过弹簧40安装在阀构件30上，并且当该阀构件处于其停止位置时，弹簧40将该阀元件弹性挤压到与阀座密封啮合。在这个优选实施例中，弹簧40是螺旋弹簧，但是，弹簧40可以是对阀元件38施加弹性力、将其挤压到阀座28上的任何其它元件。

弹簧34将阀构件30挤压到挡块32，而弹簧40将阀元件38挤压到阀座28。当电磁线圈36通电时，它逆着弹簧34的压力将阀构件30移开挡块32，这又使阀元件38移开阀座28，从而打开阀，并且流体可以通过阀流入入口26中并流出出口24。当电磁线圈36断电时，弹簧34将阀构件30和阀元件38向阀座28和挡块32挤压。阀元件38接触阀座28，并停止移动。弹簧40使阀构件30进一步移动，直到阀构件30接触挡块32，挡块32阻止阀构件30的进一步移动，并且承受其移动的冲击力，从而防止该冲击力传递到阀构件38和阀座28。这样，减小了阀元件38对阀座的冲击力，减小了阀元件38和阀座28受到的损害，延长了阀30的使用寿命。

如图1和2中所示，电磁阀20优选包括一端固定到阀套22上的管42，以及固定在对端内的固定芯44。挡块32形成于管40的第一端与阀体22之间的连接处。阀构件30可滑动地设置在管42中，并且电磁线圈36的线圈环绕管42。阀构件30具有用于容纳弹簧34的中心通路46，弹簧34的一端接触阀构件，而其另一端接触管42中的固定芯44。环形的肩部48环绕阀构件30伸出，以啮合挡块32。

空腔50在阀构件30的一端开口，以容纳阀元件38。空腔50的开口处具有与形成于阀元件38上的肩部54相啮合的圆环52，将阀元件保持在空腔内。通路56从空腔50向内延伸，用于容纳弹簧40，弹簧40的一端与阀构件30啮合，而其另一端与阀元件38啮合，以便在圆环52与阀元件38上的肩部54啮合时，将阀元件38挤压向阀座28，将阀元件保持在阀构件30的空腔50内。

在本优选实施例中，阀元件38可以由诸如特氟纶的重量轻的氟化烃聚合物构成，或者由其它聚合物或弹性密封材料构成，或者由黏合在一起的不同材料的组合构成。当电磁线圈36没有启动时，阀元件30在关闭位置上密封地啮合阀座28。当电磁线圈36启动时，阀构件30从挡块32和阀座28上移开。随着阀构件30的移动，圆环52啮合阀元件38，将该阀元件从阀座28拉开。在阀元件38移动之前，阀构件30的初始运动将冲击力提供到阀元件，帮助阀元件离开阀座。如上所述，当电磁线圈36断电时，弹簧34使阀构件30向阀座28移动。阀元件38接触阀座28，弹簧40使得阀构件30在弹簧34的挤压下进一步移动。阀构件30上的肩部48最终啮合挡块32，阻止阀构件的进一步运动，并且承受冲击力。因此，尽管阀构件具有被电磁线圈36操作并且在电磁线圈断电时迅速关闭阀的有效质量，但是防止了阀构件向其关闭位置运动的冲击力造成的冲击，从而延长了阀元件38和阀座28的寿命。结合本发明原理的电磁阀的优选实施例的测试，在140psig压力下产生了3千2百万次流动控制运行循环的结果。因此，本发明提供了一种经济而坚固的阀设计，能够通过显著减小阀关闭时阀门对阀座的冲击力，能够运行大大增加的循环次数而不会损坏。

如图中所示，阀20优选具有前表面60，入口26和出口24都开口在这个前表面60中。前表面60优选具有用于安装o形环64的内部圆环形槽62，该o形环能够密封地隔离入口26和出口24。前表面60也优选包括用于安装o形环68的圆环形突起66，该o形环68能够密封地隔离o形环64和68之间的出口26。阀体22优选具有螺纹表面70，从而可以将阀20螺纹连接到一个开口，例如，螺旋压缩机中的开口。

由于延长的服务寿命，本阀特别适合在压缩机中使用，这是由于阀的长服务寿命而能够被连续地操作，从而减小了压缩机和电机的启动磨损。

关于能够为液流控制提供弹性的高循环次数的电磁阀，上述实施例的优点及改进能够易于被熟悉本领域的人员所理解。可以结合诸如控制施加到电磁线圈的电压之类的附加设计因素，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受特定实施例的限制，而是仅受附加的权利要求的限制。

Claims (26)

1.一种用电磁线圈操作的阀，包括：入口；出口；在该入口与该出口之间的流程中的阀座；阀构件，该阀构件包括具有空腔开口的端部和圆环；用于啮合该阀构件的挡块；用于将该阀构件压到该挡块的第一弹簧；用于逆着该第一弹簧的压力将该阀构件从该挡块移开的电磁线圈；阀元件，该阀元件被安装在该阀构件中的空腔开口内，该阀元件上具有第一肩部，该第一肩部使得该阀元件通过该圆环被保持在该阀构件内；以及当该阀构件处于其停止位置时，弹性地挤压该阀元件以从所述空腔开口突出以便与该阀座密封啮合的第二弹簧，

其中，该电磁线圈的断电使得所述第一弹簧将所述阀构件和所述阀元件向所述阀座挤压，以使当所述阀元件接触所述阀座并停止时，所述第一弹簧使所述阀构件产生进一步的移动直到所述阀构件接触所述挡块，该挡块阻止所述阀构件移动以从而防止所述阀构件的冲击力被传递到所述阀元件；并且

其中，该电磁线圈的启动使该阀构件从该挡块和该阀座移开，并随后使该阀构件上的所述圆环接合该阀元件上的所述第一肩部，并对该阀元件提供冲击力，以将该阀元件从该阀座拉开。

2.根据权利要求1所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀具有前表面，并且其中该入口和该出口位于该前表面上。

3.根据权利要求2所述的用电磁线圈操作的阀，其中该入口包括至少一个开口，并且其中该出口包括多个开口，环绕在包括该入口的该至少一个开口周围。

4.根据权利要求2所述的用电磁线圈操作的阀，其中该出口包括至少一个开口，并且其中该入口包括多个开口，环绕在包括该出口的该至少一个开口周围。

5.根据权利要求1所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀元件由聚合物材料构成。

6.根据权利要求1所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀元件由氟化烃聚合物构成。

7.根据权利要求1所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀构件包括空腔，并且其中该阀元件安装在该空腔中，并在该阀构件啮合该挡块之前，该阀元件啮合该阀座。

8.一种用电磁线圈操作的阀，包括：

入口；

出口；

在该入口与该出口之间的流程中的阀座；

阀构件，该阀构件包括具有空腔开口的端部和圆环；

挡块；

第一弹簧，用于将该阀构件弹性地挤压到与该挡块相邻接的关闭位置；

电磁线圈，用于将该阀构件从其与该挡块相邻接的关闭位置移动到离开该挡块的打开位置；

安装在所述阀构件中的所述空腔开口内并且在该空腔开口内往复运动的阀元件，该阀元件上具有第一肩部，该肩部使得该阀元件通过该圆环被保持在该阀构件内；和

第二弹簧，用于当该阀构件处于其关闭位置时，将该阀元件弹性地挤压到从所述阀构件突出，以密封地啮合该阀座，

其中，该电磁线圈的断电使得所述第一弹簧将所述阀构件和所述阀元件向所述阀座挤压，以使当所述阀元件接触所述阀座并停止时，所述第一弹簧使所述阀构件产生进一步的移动直到所述阀构件接触所述挡块，该挡块阻止所述阀构件移动以从而防止所述阀构件的冲击力被传递到所述阀元件；并且

其中，该电磁线圈的启动使该阀构件从该挡块和该阀座移开，并随后使该阀构件上的所述圆环接合该阀元件上的所述第一肩部，并对该阀元件提供冲击力，以将该阀元件从该阀座拉开。

9.根据权利要求8所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀具有前表面，并且其中该入口和该出口位于该前表面上。

10.根据权利要求9所述的用电磁线圈操作的阀，其中该入口包括至少一个开口，并且其中该出口包括多个开口，环绕在包括该入口的该至少一个开口周围。

11.根据权利要求9所述的用电磁线圈操作的阀，其中该出口包括至少一个开口，并且其中该入口包括多个开口，环绕在包括该出口的该至少一个开口周围。

12.根据权利要求8所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀元件由聚合物材料构成。

13.根据权利要求8所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀元件由氟化烃聚合物构成。

14.根据权利要求8所述的用电磁线圈操作的阀，其中该阀构件包括空腔，并且其中该阀元件安装在该空腔中，并在该阀构件啮合挡块之前，该阀元件啮合该阀座。

15.一种用电磁线圈操作的阀，包括：

入口；

出口；

在该入口与该出口之间的流程中的阀座；

阀元件，用于啮合所述阀座，在该阀元件上具有第一肩部；

阀构件，其被安装为在对准、而垂直于该阀座的平面的方向上滑动；该阀构件在一端具有空腔开口以及与该空腔开口相邻接的圆环，并且在该阀构件上具有第二肩部；

挡块，用于啮合该阀构件上的该第二肩部，以限制该阀构件向阀座的运动；

第一弹簧，用于将该阀构件弹性地挤压到该第二肩部紧靠该挡块的关闭位置；

电磁线圈，用于将该阀构件从与该挡块相邻接的关闭位置移动到离开该挡块的打开位置；

所述阀元件安装在该阀构件的所述空腔开口中并在该空腔开口中往复运动，该阀元件的所述第一肩部使得该阀元件通过该圆环被保持在该阀构件中的所述空腔开口内；和

第二弹簧，用于当该阀构件处于其关闭位置时，将该阀元件向该阀构件的末端弹性地挤压到从该空腔开口突出并密封地啮合该阀座，

其中，该电磁线圈的断电使得所述第一弹簧将所述阀构件和所述阀元件向所述阀座挤压，以使当所述阀元件接触所述阀座并停止时，所述第一弹簧使所述阀构件产生进一步的移动直到所述阀构件接触所述挡块，该挡块阻止所述阀构件移动以从而防止所述阀构件的冲击力被传递到所述阀元件；并且

其中，该电磁线圈的启动使该阀构件从该挡块和该阀座移开，并随后使该阀构件上的所述圆环接合该阀元件上的所述第一肩部，并对该阀元件提供冲击力，以将该阀元件从该阀座拉开。

16.一种用电磁线圈操作的阀，该阀具有入口、出口、处于该入口与该出口之间的流程中的阀座、被弹性地向该阀座挤压的阀构件、以及用于逆着该弹性挤压而移动该阀构件以打开和关闭该阀的电磁线圈，其特征在于：

在该阀构件上的空腔开口内的阀元件，用于密封地啮合该阀座以关闭该阀，该阀元件上具有第一肩部，该第一肩部使得该阀元件通过该阀构件上的圆环被保持在该阀构件中的所述空腔开口内；

用于在关闭位置啮合该阀构件的挡块；以及

用于在该阀构件处于其停止位置时将该阀元件弹性地挤压到所述空腔开口突出并挤压到所述阀座上的第一弹簧，

其中，该电磁线圈的断电使得所述第一弹簧将所述阀构件和所述阀元件向所述阀座挤压，以使当所述阀元件接触所述阀座并停止时，所述第一弹簧使所述阀构件产生进一步的移动直到所述阀构件接触所述挡块，该挡块阻止所述阀构件移动以从而防止所述阀构件的冲击力被传递到所述阀元件；并且

其中，该电磁线圈的启动使该阀构件从该挡块和该阀座移开，并随后使该阀构件上的所述圆环接合该阀元件上的所述第一肩部，并对该阀元件提供冲击力，以将该阀元件从该阀座拉开。

17.一种用电磁线圈操作的阀，包括：

入口；

出口；在该入口与该出口之间的流程中的阀座；

阀构件，其被安装为在对准、而垂直于该阀座的平面的方向上滑动；该阀构件在一端具有空腔开口以及邻近该空腔开口的圆环；

在该阀构件的空腔中的弹簧挤压阀元件，该阀元件从所述空腔开口突出，用于啮合并密封该阀座，该阀元件上具有第一肩部，该第一肩部使得该阀元件通过该圆环被保持在该阀构件的所述空腔开口内；

用于将该阀构件和该阀元件向该阀座挤压的第一弹簧；

挡块，在该阀元件接触该阀座之后，啮合该阀构件上的第二肩部，以限制该阀构件向该阀座的运动；

电磁线圈，用于有选择地将该阀构件和相结合的阀元件移开该阀座，

其中，该电磁线圈的断电使得所述第一弹簧将所述阀构件和所述阀元件向所述阀座挤压，以使当所述阀元件接触所述阀座并停止时，所述第一弹簧使所述阀构件产生进一步的移动直到所述阀构件接触所述挡块，该挡块阻止所述阀构件移动以从而防止所述阀构件的冲击力被传递到所述阀元件；并且

其中，该电磁线圈的启动使该阀构件从该挡块和该阀座移开，并随后使该阀构件上的所述圆环接合该阀元件上的所述第一肩部，并对该阀元件提供冲击力，以将该阀元件从该阀座拉开。

18.一种用电磁线圈操作的阀，包括：

入口；

出口；在该入口与该出口之间的流程中的阀座；

阀构件，其被安装为在对准、而垂直于该阀座的平面的方向上滑动，该阀构件包括具有空腔开口的端部和圆环；

用于密封地啮合该阀座的阀元件，该阀元件上具有第一肩部，该第一肩部使得该阀元件通过该圆环被保持在该阀构件中的所述空腔开口内；该阀元件弹性地安装在该阀构件上，以允许该阀元件在该阀构件内相对运动，以使该阀元件从该空腔开口突出；

用于将该阀构件和该阀元件向该阀座挤压的第一弹簧；

挡块，在该阀元件接触该阀座之后啮合该阀构件，以限制该阀构件向该阀座的运动；

电磁线圈，用于有选择地将该阀构件和相结合的阀元件移开该阀座，

其中，该电磁线圈的断电使得所述第一弹簧将所述阀构件和所述阀元件向所述阀座挤压，以使当所述阀元件接触所述阀座并停止时，所述第一弹簧使所述阀构件产生进一步的移动直到所述阀构件接触所述挡块，该挡块阻止所述阀构件移动以从而防止所述阀构件的冲击力被传递到所述阀元件；并且

其中，该电磁线圈的启动使该阀构件从该挡块和该阀座移开，并随后使该阀构件上的所述圆环接合该阀元件上的所述第一肩部，并对该阀元件提供冲击力，以将该阀元件从该阀座拉开。

19.一种用电磁线圈致动的阀，包括：

具有入口和出口的阀套；

在该入口与该出口之间的流程中的阀座；

用于啮合所述阀座的阀元件；

电磁线圈致动的活动构件，用于啮合该阀元件并把该阀元件移开该阀座，该活动构件包括具有空腔开口的端部并在该活动构件上具有圆环；

将该阀元件弹性地挤压到该阀座的第一弹簧，以使该阀元件从该空腔开口突出，该阀元件上具有第一肩部，该第一肩部使得该阀元件通过所述圆环被保持在该活动构件中的空腔开口内；

用于在关闭位置啮合该活动构件的挡块；

第二弹簧，用于当该电磁线圈没有致动时，将该活动构件挤压到该挡块上，在该位置上，该活动构件上的所述圆环不啮合该阀元件的肩部并且该阀元件被挤压到该阀座上，

其中，该电磁线圈的断电使得所述第二弹簧将所述活动构件和所述阀元件向所述阀座挤压，以使当所述阀元件接触所述阀座并停止时，所述第二弹簧使所述活动构件产生进一步的移动直到所述活动构件接触所述挡块，该挡块阻止所述活动构件移动以从而防止所述活动构件的冲击力被传递到所述阀元件；并且

其中，该电磁线圈的启动使该活动构件从该挡块和该阀座移开，并随后使该活动构件上的所述圆环接合该阀元件上的所述第一肩部，并对该阀元件提供冲击力，以将该阀元件从该阀座拉开。

20.根据权利要求19所述的用电磁线圈致动的阀，其中该电磁线圈致动在该活动构件啮合该阀元件之前，建立了该活动构件的运动，以提供将该阀元件从该阀座分离开的冲击力。

21.根据权利要求19所述的用电磁线圈致动的阀，其中该第二弹簧在该活动构件啮合该挡块之前，以该阀元件密封啮合该阀座并从该活动构件脱离的方式，使该活动构件和该阀元件向该阀座移动。

22.根据权利要求20所述的用电磁线圈致动的阀，其中该第二弹簧在该活动构件啮合该挡块之前，以从该阀元件脱离的方式移动该活动构件，从而防止该活动构件对该阀元件的任何冲击力。

23.根据权利要求22所述的用电磁线圈致动的阀，其中该阀元件以允许该阀元件相对于该活动构件运动的方式，安装于该活动构件内。

24.根据权利要求23所述的用电磁线圈致动的阀，其中该阀元件由聚合物材料构成。

25.根据权利要求23所述的用电磁线圈致动的阀，其中该阀元件由氟化烃聚合物构成。

26.根据权利要求19所述的用电磁线圈致动的阀，其中该活动构件包括空腔，并且其中该阀元件安装在该空腔内，并在该活动构件啮合该挡块之前，该阀元件啮合该阀座。

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