一種具有狀態反饋功能的電磁閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具備狀態反饋功能的電磁閥。所述電磁閥包括左、右電磁鐵和閥體，在閥體內設有閥芯，其特征在于：在其中一個電磁鐵的端面或分別在兩個電磁鐵的端面設有狀態反饋裝置；所述閥芯的兩端分別與左、右電磁銜鐵連接，并以整體軸的形式安裝于閥體中，且與狀態反饋裝置連接端電磁鐵的軸芯伸入狀態反饋裝置內；所述狀態反饋裝置包括殼體和電磁閥插頭，在殼體內設有位置開關、連桿機構和固定套在軸心上的錐套，位置開關設在連桿機構和活動套上方，且一端固定在位置開關上，另一端與錐套的外表面觸接。本實用新型兼具傳統機械與電氣控制兩者特色，整體緊湊，安裝方便，具有較強的適用性，適用于各種閥件狀態監控場合。
【專利說明】一種具有狀態反饋功能的電磁閥
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電磁閥，特別涉及一種具備狀態反饋功能的電磁閥。
【背景技術】
[0002]電磁閥屬于液壓系統中比較常見，應用較為廣泛的一種液壓控制元件，其結構主要包括電磁線圈、銜鐵、閥體及閥芯等，其工作原理為通過電磁線圈通電產生磁場驅動內部銜鐵，進而帶動與銜鐵連接一體的電磁閥閥芯運動，來實現電磁閥各種機能狀態下對應閥體上不同油口導通與斷開的功能。
[0003]傳統的電磁閥在工作介質達到其要求精度情況下能很好的實現其功能，但隨著液壓系統長期的運行，系統內部不可避免會產生雜質，同時電磁閥自身內部部件也會存在老化及受損，這些因素均會導致電磁閥閥芯自身的運動受阻，響應變慢，但液壓系統中沒有任何監控裝置監測電磁閥的這一狀態，無法將電磁閥中閥芯這一關鍵部位的實際工作狀態反映出來，這對于液壓系統而言相當致命，尤其是對于工作于核心位置的電磁閥，出現事故后果更為嚴重，例如水電行業調速器液壓系統中的手/自動功能切換電磁閥和緊急停機功能的電磁閥以及化工行業中起安全卸載控制功能的電磁閥等，這些關鍵位置的電磁閥功能失效時會導致整個液壓系統出現故障，同時影響其他相關的機械或者電氣系統。
[0004]針對特殊場合對電磁閥閥芯運動狀態實時監控的需求，國內外諸多企業以及研究單位均嘗試在電磁閥結構基礎上添加狀態反饋監控裝置，用于電磁閥工作過程中閥芯運動狀態的實時監測和反饋。市面上大部分反饋裝置的工作原理為將閥芯與電磁銜鐵連接，通過有源位置開關將閥芯位置信號傳輸出去解讀。這類反饋裝置對于閥自身有較高的要求，同時適應能力稍弱，有源位置開關接收、傳輸信號存在局限，不能滿足水電站監控系統和保護系統的控制要求，并且不能適應液控閥類及信號傳輸控制的兼容性需求。
【發明內容】
[0005]本實用新型根據現有技術的不足提供一種帶狀態反饋裝置的電磁閥，該電磁閥解適用范圍廣，解決了閥芯位移狀態與電氣信號傳輸轉換方式單一的問題，同時引入新型的狀態反饋裝置，采用直連結構反映電磁閥工作過程中閥芯的實際工作狀態，提高狀態反饋電磁閥的安全可靠性，有助于增強液壓控制系統的穩固。
[0006]本實用新型提供的技術方案:所述一種具有狀態反饋功能的電磁閥包括左、右電磁鐵和內加工有油液流道的閥體,所述左、右電磁鐵均由電磁線圈和電磁銜鐵組成,在閥體內設有閥芯，其特征在于:在其中一個電磁鐵的端面或分別在兩個電磁鐵的端面設有狀態反饋裝置，所述狀態反饋裝置通過鎖緊螺母與電磁鐵的端面連接，并將電磁線圈鎖緊；所述閥芯為階梯軸式的閥芯，其兩端分別與左、右電磁銜鐵連接，并和左、右電磁銜鐵以整體軸的形式安裝于閥體中，且與狀態反饋裝置連接端電磁鐵的軸芯穿過鎖緊螺母伸入狀態反饋裝置內；所述狀態反饋裝置包括殼體和電磁閥插頭，在殼體內設有位置開關和用于控制位置開關狀態改變的連桿機構，電磁閥插頭與位置開關外的接線纜連接；在伸入殼體內的軸心上固定套設有錐套，位置開關通過插銷固定在連桿機構和活動套的上方，且連桿機構的一端固定在位置開關上，另一端與錐套的外表面觸接，并在錐套的移動下沿著錐形面升降，改變位置開關的狀態。
[0007]本實用新型進一步的技術方案:在插入狀態反饋裝置內的軸心末端套設有按鈕，且按鈕的按壓端設置狀態反饋裝置的殼體外側。
[0008]本實用新型進一步的技術方案:在位置開關外設有移動殼體，位置開關固定在移動殼體內，移動外殼通過上、下兩個插銷插入外殼內壁的插槽內，在兩個插銷之間設有長螺桿,長螺桿插入外殼內穿過移動外殼，并與移動外殼螺紋連接。
[0009]本實用新型較優的技術方案:所述錐套為正向錐面或反向錐面或雙向錐面，為正向錐面或反向錐面其縱向截面呈直角梯形，為雙向錐面時，其縱向截面呈等腰梯形，所述連桿機構為一根活動連桿，其一端固定鉸鏈在位置開關上，另一端設有滾輪，在活動套左右移動時，連桿機構的滾輪沿著錐形斜面上升或下降，帶動活動連桿按壓或松開控制按鈕。
[0010]本實用新型較優的技術方案:所述鎖緊螺母的一端套設在與狀態反饋裝置連接的電磁銜鐵端面，并將卷設在電磁銜鐵外的電磁線圈鎖緊，另一端嵌入開設在狀態反饋裝置殼體上的凹槽內，并通過盤頭螺釘固定擰緊。
[0011]本實用新型較優的技術方案:所述電磁閥插頭設置在殼體的上方，并通過緊固螺栓固定連接。
[0012]本實用新型較優的技術方案:在閥芯與左、右電磁銜鐵連接處配以O型密封圈進行接口密封。
[0013]本實用新型較優的技術方案:當其中一個電磁鐵的端面設有狀態反饋裝置時，另一個電磁鐵的端面由線圈蓋帽緊鎖壓至與閥體的連接端面緊密貼合。
[0014]所述位置開關為無源位置開關，三根接線一處為公共接線，另外兩處接線與公共接線的連通與斷開功能由位置開關下方活動連桿是否壓緊開關按鈕這一動作來實現。
[0015]本實用新型的結構設計與工作原理兼具傳統機械與電氣控制兩者特色，整體緊湊，安裝布置方便，具備多種液壓控制機能，具有較強的適用性。同時其內部閥芯與反饋機構采用直連結構，動作可靠，抗干擾能力強，機械——電氣信號轉換部位采用機械式行程開關，可提供無源開關信號，相比于傳統狀態反饋電磁閥，其結構有效避免了有源位置開關信號接收傳輸兼容性差以及反饋功能所針對閥型單一的弊端，適用于各種閥件狀態監控場合，尤其在大型、特大型水電站調速系統控制領域及機組在線監測領域，表現出更強的適應能力。
[0016]與現有的狀態反饋電磁閥相比，本實用新型具有以下優點:
[0017]1.電磁閥的閥芯與反饋機構采用直連結構，動作可靠，抗干擾能力強；
[0018]2.采用機械式行程開關，提供無源開關信號，應用范圍廣泛；特別適用于大型、特大型水電站調速系統控制領域以及機組在線監測領域；
[0019]3.結構緊湊，布置方便，具備多種液壓控制機能，液壓接口符合國際標準，互換性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型一端設有狀態反饋裝置的結構示意圖；[0021]圖2為本實用新型兩端均設有狀態反饋裝置的結構示意圖；
[0022]圖3為本實用新型的內部結構示意圖；
[0023]圖4為本實用新型狀態反饋裝置中錐套為雙面錐套的結構示意圖；
[0024]圖5為本實用新型狀態反饋裝置中錐套為單面錐套的結構示意圖。
[0025]圖中:1—線圈蓋帽,2—左電磁鐵，3—閥體,4一右電磁鐵，5—狀態反饋裝置，6—左電磁銜鐵，7一左電磁線圈，8一閥芯,9一右電磁線圈，10一右電磁銜鐵，11 一盤頭螺釘，12—鎖緊螺母，13—長螺桿，14 一插銷，15 —電磁閥插頭，16—殼體，17—移動外殼，18—位置開關，19一密封蓋,20一按鈕,21一維套,22一軸心,23一連桿機構,24一滾輪,25一控制按鈕。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和【具體實施方式】對本狀態反饋電磁閥作進一步說明。圖1、2、3中，所述一種具有狀態反饋功能的電磁閥包括左、右電磁鐵2、4和內加工有油液流道的閥體3，所述左、右電磁鐵2、4均由電磁線圈和電磁銜鐵組成，在閥體3內設有閥芯8，其特征在于:在其中一個電磁鐵的端面或分別在兩個電磁鐵的端面設有狀態反饋裝置5，當在其中一個電磁鐵端面設有狀態反饋裝置5時，如圖1所示，電磁閥的一端通過狀態反饋裝置5將電磁線圈鎖緊壓至與閥體3的接觸面緊密貼合，另一端通過線圈蓋帽I緊鎖壓至與閥體3接觸面緊密貼合；當在兩個電磁鐵端面設有狀態反饋裝置5時；如圖2所示，電磁閥的兩端分別通過狀態反饋裝置5將電磁線圈鎖緊壓至與閥體3的接觸面緊密貼合；且所述狀態反饋裝置5通過鎖緊螺母12與電磁鐵的端面連接，鎖緊螺母12的一端套設在與狀態反饋裝置5連接的電磁銜鐵端面，并將卷設在電磁銜鐵外的電磁線圈鎖緊，另一端嵌入開設在狀態反饋裝置殼體16上的凹槽內，并通過盤頭螺釘11固定擰緊。
[0027]如圖3所示，所述閥芯8為階梯軸式的閥芯，閥芯8在閥體中左右移動的位置是限定的，可以實現根據移動的距離在閥體內部開設定位槽，使閥芯8移動到一定的位置就定位，不會繼續移動，閥芯8兩端分別與左、右電磁銜鐵6、10連接，并和左、右電磁銜鐵6、10以整體軸的形式安裝于閥體3中，閥芯8在收到電磁感應左右移動時可以帶動整個電磁銜鐵左右移動，在閥芯與左、右電磁銜鐵6、10連接處配以O型密封圈進行接口密封，且與狀態反饋裝置5連接端電磁鐵的軸芯22穿過鎖緊螺母12伸入狀態反饋裝置5內。
[0028]如圖4、圖5所示，所述狀態反饋裝置5包括殼體16和電磁閥插頭15，電磁閥插頭15設置在殼體16的上方，并通過緊固螺栓固定連接，電磁閥插頭15與位置開關外18的接線纜連接；所述殼體16為復雜外形零件，其內部開有安裝部件所需孔、槽；在殼體16內設有位置開關18和用于控制位置開關狀態改變的連桿機構23，在位置開關18外設有移動殼體17,位置開關18固定在移動殼體17內，移動外殼17通過上、下兩個插銷14插入外殼16內壁對應開設的插孔內，在兩個插銷14之間設有長螺桿13,長螺桿13插入外殼16內穿過移動外殼17，并與移動外殼17螺紋連接，將位置開關18和移動外殼固定在連桿機構23和活動套21的上方，并可以通過長螺桿13調整移動外殼17的位置，從而調整位置開關與錐套21的錐面相對位置，所述蓋19配以O型圈安裝于殼體16右側開口處；所述連桿機構23為一根活動連桿，其一端固定鉸鏈在位置開關18上，另一端設有滾輪24，在伸入殼體16內的軸心22上固定套設有錐套21，所述錐套21為正向錐面或反向錐面或雙向錐面，為正向錐面或反向錐面其縱向截面呈直角梯形(如圖5所示)，為雙向錐面時，其縱向截面呈等腰梯形(如圖4所示)，當電磁閥只需要判斷兩個不同狀態時，便可使用只有一個錐面的錐套，當電磁閥需要判斷三個不同狀態時，便可使用兩面錐套。連桿機構23設有滾輪的一端與錐套21的外側的錐面觸接，所述錐套21正向錐面，位置開關18下方活動連桿末端的滾輪貼于錐套21錐面與柱面連接處，滾輪處于錐套21錐面左側；所述錐套21為反向錐面，位置開關18下方活動連桿末端的滾輪貼于錐套21錐面與柱面連接處，滾輪處于錐套21錐面右側。在錐套21左右移動時，滾輪沿著錐形斜面和水平柱面上升或下降，帶動活動連桿按壓或松開控制按鈕25，從而改變位置開關18的狀態。
[0029]在插入狀態反饋裝置5內的軸心22末端套設有按鈕20，且按鈕20的按壓端設置狀態反饋裝置5的殼體外側，按鈕20內端旋入軸心右端螺紋上，將錐套21壓緊貼合于對應電磁銜鐵右端伸出的階梯軸軸肩處，錐套21與按鈕20軸中心線與殼體16下方所開孔中心線同軸，錐套21與按鈕20均處于殼體16下方所開的孔隙中。
[0030]所述位置開關18為無源位置開關，三根接線一處為公共接線，另外兩處接線與公共接線的連通與斷開功能由位置開關18下方活動連桿是否壓緊開關按鈕這一動作來實現。
[0031]本實用新型所述的狀態反饋電磁閥工作過程如下(以狀態反饋裝置安裝在右電磁鐵4端面為例):
[0032]當狀態反饋電磁閥的左電磁線圈7通電時，左電磁銜鐵6受到線圈磁場作用產生向右推力，進而驅動與左電磁銜鐵6內部細桿連接的閥芯8向右運動，繼而帶動右電磁銜鐵IO及內部細桿的向右運動，同時推動套設在右電磁銜鐵10內部細桿上的錐套21和按鈕20向右運動，當電磁閥閥芯8運動到右側定位機構位置時，電磁閥機能功能轉換，位置開關18下方連桿機構23末端的滾輪沿錐套21錐面下滑至與錐面最低端平行的柱面，連桿機構23對位置開關20的控制按鈕25的壓力取消，此時控制按鈕25恢復彈開，改變位置開關20的狀態，同時與位置開關20三根接線連接的外部電氣回路狀態轉換，并將這一閥芯位置變化信息傳輸出到后續的分析系統中。當狀態反饋電磁閥的右電磁線圈9通電時，右電磁銜鐵10受到線圈磁場作用產生向左推力，進而驅動與右電磁銜鐵10內部細桿連接的閥芯8向左運動，帶動右電磁銜鐵部細桿以及套在右電磁銜鐵的錐套21和按鈕20向左運動，當電磁閥閥芯8運動到左邊的定位機構位置時，電磁閥機能功能轉換，位置開關18下方活動連桿末端的滾輪沿錐面推升至與錐面最高端平齊的柱面，此時連桿機構23對位置開關20的控制按鈕25給一個壓力，位置開關18的控制按鈕25被按下，改變了位置開關18的狀態，與位置開關三根接線連接的外部電氣回路狀態轉換，將這一閥芯位置變化信息傳輸出到后續的分析系統中。
[0033]暫定狀態反饋電磁閥處于正常工況時，電磁閥內部閥芯處于右側的機能狀態，若系統出現故障需要電磁閥機能轉換，而電磁線圈失效時，此時可以按下狀態反饋裝置右側的按鈕20，利用手動功能將按鈕20、錐套21、右電磁銜鐵10、閥芯8以及左電磁銜鐵6向左推動，將閥芯8推動到左側定位機構位置，此時電磁閥機能轉換，實現將液壓系統關閉的功能，與錐套21貼合的位置開關18下方連桿末端的滾輪沿錐面推升至柱面，使位置開關18的開關按鈕按下，位置開關狀態轉換，通過外部電氣回路將這一信息傳輸出去。
【權利要求】
1. 一種具有狀態反饋功能的電磁閥，包括左、右電磁鐵(2、4 )和內加工有油液流道的閥體(3)，所述左、右電磁鐵(2、4)均由電磁線圈和電磁銜鐵組成，在閥體(3)內設有閥芯(8)，其特征在于:在其中一個電磁鐵的端面或分別在兩個電磁鐵的端面設有狀態反饋裝置(5)，所述狀態反饋裝置(5)通過鎖緊螺母(12)與電磁鐵的端面連接，并將電磁線圈鎖緊；所述閥芯(8)為階梯軸式的閥芯，其兩端分別與左、右電磁銜鐵(6、10)連接，并和左、右電磁銜鐵(6、10)以整體軸的形式安裝于閥體(3)中，且與狀態反饋裝置(5)連接端電磁鐵的軸芯(22)穿過鎖緊螺母(12)伸入狀態反饋裝置(5)內；所述狀態反饋裝置(5)包括殼體(16)和電磁閥插頭(15),在殼體(16)內設有位置開關(18)和用于控制位置開關狀態改變的連桿機構(23),電磁閥插頭(15)與位置開關外(18)的接線纜連接；在伸入殼體(16)內的軸心(22)上固定套設有錐套(21 )，位置開關(18)通過插銷(14)固定在連桿機構(23)和活動套(21)的上方，且連桿機構(23)的一端固定在位置開關(18)上，另一端與錐套的外表面觸接，并在錐套(21)的移動下沿著錐形面升降，改變位置開關(18)的狀態。
2.根據權利要求1所述的具有狀態反饋功能的電磁閥，其特征在于:在插入狀態反饋裝置(5 )內的軸心(22 )末端套設有按鈕(20 )，且按鈕(20 )的按壓端設置狀態反饋裝置(5 )的殼體外側。
3.根據權利要求1或2所述的具有狀態反饋功能的電磁閥，其特征在于:在位置開關(18)外設有移動殼體(17)，位置開關(18)固定在移動殼體(17)內，移動外殼(17)通過上、下兩個插銷(14)插入外殼(16)內壁的插槽內，在兩個插銷(14)之間設有長螺桿(13)，長螺桿(13)插入外殼(16)內穿過移動外殼(17)，并與移動外殼(17)螺紋連接。
4.根據權利要求1或2所述的具有狀態反饋功能的電磁閥，其特征在于:所述錐套(21)為正向錐面或反向錐面或雙向錐面，為正向錐面或反向錐面其縱向截面呈直角梯形，為雙向錐面時，其縱向截面呈等腰梯形，所述連桿機構(23)為一根活動連桿，其一端固定鉸鏈在位置開關(18)上，另一端設有滾輪(24)，在活動套(21)左右移動時，連桿機構的滾輪(24 )沿著錐形斜面上升或下降，帶動活動連桿按壓或松開控制按鈕(25 )。
5.根據權利要求1或2所述的具有狀態反饋功能的電磁閥，其特征在于:所述鎖緊螺母(12)的一端套設在與狀態反饋裝置(5)連接的電磁銜鐵端面，并將卷設在電磁銜鐵外的電磁線圈鎖緊，另一端嵌入開設在狀態反饋裝置殼體(16)上的凹槽內，并通過盤頭螺釘(11)固定抒緊。
6.根據權利要求1或2所述的具有狀態反饋功能的電磁閥，其特征在于:所述電磁閥插頭(15)設置在殼體(16)的上方，并通過緊固螺栓固定連接。
7.根據權利要求1或2所述的具有狀態反饋功能的電磁閥，其特征在于:在閥芯與左、右電磁銜鐵(6、10)連接處配以O型密封圈進行接口密封。
8.根據權利要求1或2所述的具有狀態反饋功能的電磁閥，其特征在于:當其中一個電磁鐵的端面設有狀態反饋裝置(5)時，另一個電磁鐵的端面由線圈蓋帽(I)緊鎖壓至與閥體(3)的連接端面緊密貼合。
【文檔編號】F15B13/02GK203548400SQ201320775435
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】胡夢蛟, 鄭偉, 吳肖宇, 徐威, 朱凱 申請人:長江三峽能事達電氣股份有限公司