[发明专利]一种轻质快响应电磁阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，可用作各种液压、气动系统的控制阀。

背景技术

电磁阀用于各种液压、气动系统，作为控制元件其作用包括控制系统的启动、关机和流量调节等。在航天、航空领域，如运载器、飞行器和航天器的推进系统中，由于机动性和有效载荷的限制，对电磁阀的响应速度、结构重量以及消耗能量都提出了较高要求。小型化、快响应、低功耗成为航天、航空电磁阀发展的趋势。直流螺管式电磁阀因其结构简单，工作可靠性高，在航天、航空推进系统控制领域广泛应用。传统的直流螺管式电磁阀启动必须的电磁力取决于入口压力和出口密封面积的大小，其中一项参数增加将导致启动必须电磁吸力随之增加，从而必须加大电磁铁的结构才能满足吸力增加的要求。为解决电磁阀结构随入口压力和出口密封面积而增大的问题，本发明提出一种能够减小或消除入口压力和出口密封面积影响的直流螺管式电磁阀结构，使电磁阀的结构重量不增加或小幅增加就能够适应更高的工作压力和更大的出口通径。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有电磁阀提高其入口压力或增加出口直径都将使其结构重量随之大幅增加，无法满足特定系统对轻质小型化控制阀的需求，本发明提供一种轻质、小型化、快响应、低功耗电磁阀。

本发明的技术解决方案是：

一种轻质快响应电磁阀，其特殊之处在于：

包括线圈组件1、阀座基体2、阀芯3、弹簧4以及控制电路5，

所述阀座基体包括基座21、设置在基座上的出口通道22、入口通道24、轴向设置在基座21的出口通道22上的环形集液槽23，所述入口通道24与环形集液槽23连通，所述出口通道22上端面与环形集液槽23交界处设置阀座25，

所述阀芯3的中心设置有台阶孔31，所述台阶孔的小端312与出口通道22连通，所述阀芯3的下端面与阀座基体2上的出口通道22上端面的阀座25之间设置有第一道密封组件61，

所述线圈组件包括挡铁11、隔磁环12、下端头13、线圈、外壳15以及平衡杆16，所述挡铁11的中心设置有安装孔，所述平衡杆16的一端伸入安装孔内并与挡铁11固定连接，所述平衡杆16的另一端伸入阀芯3的台阶孔的大端311内且周向间隙配合，在配合处设置有第二道密封组件62，所述第二道密封组件的密封面积与第一道密封组件的密封面积相等，

所述平衡杆的下端面与阀芯3的台阶孔的大端形成弹簧腔，所述弹簧4位于弹簧腔内。

上述线圈包括主线圈141、加速线圈142以及设置在主线圈141和加速线圈142之间的绝缘层143。

上述线圈组件1还包括插座安装孔17以及设置在插座安装孔17内的插座18，所述插座安装孔17设置在挡铁11上，所述控制电路与通过插座18与线圈14连接。

上述控制电路与插座18的下端插针连接且位于插座安装孔17内，所述线圈通过控制电路5与插座18连接。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、传统的电磁阀结构仅有第一道密封组件61，电磁阀打开关闭过程中，入口介质在阀芯上端的作用面积为完整的上端面面积，入口介质在阀芯下端面的作用面积为阀芯下端面面积与第一道密封组件61的密封面积之差，使阀芯在轴向上受到的介质作用力不平衡，产生的合力方向向下，大小等于介质压强与第一道密封组件61密封面积的乘积，该不平衡力为阀芯开启过程的阻力；因此对于传统电磁阀，随着入口介质压强和出口密封面积的增加，阀芯开启过程的阻力将随之增加，必须增大电磁结构的体积与重量以产生更大的电磁吸力使阀芯打开。

本发明通过增加一处与第一道密封组件61等密封面积的第二道密封组件62，使电磁阀打开关闭过程中，作用在阀芯3上的介质作用力始终保持平衡，电磁吸力只需克服弹簧4的压力以及第二道密封组件62处的摩擦力即可实现电磁阀的开启，因此本发明电磁阀的电磁部分结构重量对入口压力和出口直径不敏感，即便在入口压力或出口直径增加的使用条件下，本发明电磁阀的电磁结构仍然可以实现轻质、小型化。

2、本发明轻质快响应电磁阀，在线圈14中增加了加速线圈142和主线圈141并增加了控制电路5；通过控制电路5控制两线圈的切换可以实现电磁阀的快速打开与关闭，并能够降低电磁阀长时开启时的功耗。

3、本发明轻质快响应电磁阀，将控制电路5进行小型化并安装于线圈组件1的插座安装孔17内，线圈14通过控制电路5与插座18连接，实现电磁阀控制系统的简化。

附图说明

图1是本发明一种轻质快响应电磁阀的结构示意图；