閥芯組件及使用該閥芯組件的電磁閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及閥芯組件及使用該閥芯組件的電磁閥，閥芯組件包括閥座及沿前后方向導向移動裝配于閥座上的閥芯，閥座上設置有第一、第二、第三過氣通道，閥芯具有朝前移動以封堵第三過氣通道、連通第一、第二過氣通道的第一工作位和朝后移動以封堵第一過氣通道、連通第二、第三過氣通道的第二工作位，閥芯與閥座之間設置有迫使閥芯朝第二工作位方向移動的彈簧，閥芯上開設有與所述第三過氣通道連通并用于在閥芯處于第二工作位時實現第二、第三過氣通道連通的第一環槽，所述第一環槽具有朝向相對的第一環槽前側承壓槽壁和第一環槽后側承壓槽壁。本實用新型提供了一種能夠降低電磁鐵所需作用力的閥芯組件及使用該閥芯組件的電磁閥。
【專利說明】閥芯組件及使用該閥芯組件的電磁閥
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電磁閥領域，尤其涉及一種閥芯組件及使用該閥芯組件的電磁閥。
【背景技術】
[0002]滑閥式電磁閥因操控方便而被人們廣泛的使用，現有的滑閥式電磁閥包括電磁鐵和閥芯組件，閥芯組件包括閥座，閥座具有導向方向沿前后方向延伸的閥腔，閥腔中導向移動裝配有閥芯，電磁鐵的動作輸出端上連接有與所述閥芯后端傳動連接的推桿，閥座上順序設置有第一過氣通道、第二過氣通道和第三過氣通道，第一過氣通道的延伸方向與閥腔的軸向延伸方向相同，第一過氣通道與閥芯后側的空間連通，閥芯在閥腔中往復運動的過程中具有朝后移動以封堵第三過氣通道、連通第一、第二過氣通道的第一工作位，閥芯還具有朝前移動以封堵第一過氣通道、連通第二、第三過氣通道的第二工作位。閥芯與閥座之間設置有迫使閥芯朝向第一工作位方向運動的彈簧。使用時高壓氣體由第三過氣通道進入電磁閥中，由第三過氣通道進入的氣體對閥芯施加一個迫使閥芯朝向第一工作位方向運動的氣壓力，不通電時，閥芯受彈簧和氣壓力的共同作用而處于第一工作位，第二過氣通道與第三過氣通道連通，第一過氣通道被閥芯封堵，通過第三過氣通道向與第二過氣通道連通的容器內充氣；通電時，電磁鐵向推桿施加朝前方向的作用力，推桿推動閥芯克服彈簧作用力和氣壓力而使閥芯向前移動至第二工作位，第三過氣通道被閥芯封堵，第一、第二過氣通道連通，從而達到使與第二過氣通道連通的容器泄壓的目的。現有的這種電磁閥存在的問題在于:在需要閥芯處于第二工作位即第一、第二過氣通道連通時，電磁鐵必須向推桿施加能夠克服彈簧作用力和氣壓力的作用力，才能使閥芯朝前移動，而往往由于氣壓力較大，這就需要電磁鐵能對推桿提供較大的作用力，對電磁鐵的要求較高，這就必須通過增加電磁鐵的重量和體積來實現，電磁鐵重量和體積的增加不僅增加了整個電磁閥的制作成本，增加了電磁閥的耗能即使用成本，同時還會增加整個電磁閥的結構尺寸，不利于電磁閥的小型化制作。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種能夠降低電磁鐵所需作用力的閥芯組件；本實用新型的目的還在于提供一種使用該閥芯組件的電磁閥。
[0004]為了解決上述問題，本實用新型中的閥芯組件的技術方案為:
[0005]閥芯組件，包括閥座，閥座的閥腔中沿前后方向導向移動裝配有閥芯，閥座上設置有第一過氣通道、第二過氣通道和第三過氣通道，閥芯具有朝前移動以封堵第三過氣通道、連通第一、第二過氣通道的第一工作位和朝后移動以封堵第一過氣通道、連通第二、第三過氣通道的第二工作位，閥芯與閥座之間設置有迫使閥芯朝第二工作位方向移動的彈簧，所述閥芯上開設有與所述第三過氣通道連通并用于在閥芯處于第二工作位時實現第二、第三過氣通道連通的第一環槽，所述第一環槽具有朝向相對的第一環槽前側承壓槽壁和第一環槽后側承壓槽壁。
[0006]在所述閥芯的軸向上所述第一環槽前側承壓槽壁和所述第一環槽后側承壓槽壁的承壓面積相同。
[0007]所述閥芯上還開設有與所述第一過氣通道連通并用于在閥芯處于第一工作位時實現第一、第二過氣通道連通的第二環槽，所述第二環槽具有朝向相對的第二環槽前側承壓槽壁和第二環槽后側承壓槽壁。
[0008]在所述閥芯的軸向上所述第二環槽前側承壓槽壁和所述第二環槽后側承壓槽壁的承壓面積相同。
[0009]所述第一環槽、第二環槽被一個設置于所述閥芯上的環形凸起隔開，所述第一環槽后側承壓槽壁、第二環槽前側承壓槽壁分別構成所述環形凸起的前端壁面和后端壁面，閥座上設有與所述第二過氣通道連通并供所述環形凸起沿徑向裝入的第三環槽，所述第一環槽后側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變小的錐形，所述第二環槽前側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變大的錐形，所述第三環槽的前端槽口沿用于與所述第一環槽后側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第一工作位時封堵所述第三過氣通道；所述第三環槽的后端槽口沿用于與所述第二環槽前側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第二工作位時封堵所述第一過氣通道。
[0010]所述閥座包括閥本體及裝配于所述閥本體上的套設于所述第一環槽外圍的閥套，所述第三環槽由所述閥本體和閥套圍成，閥腔包括設置于所述閥本體上的位于所述第三環槽后側的第一閥腔段和由所述閥套的內孔構成的第二閥腔段，所述第一閥腔段、第二閥腔段的腔徑相同。
[0011]本實用新型中電磁閥的技術方案為:
[0012]電磁閥，包括閥芯組件和電磁鐵，閥芯組件包括閥座，閥座的閥腔中沿前后方向導向移動裝配有閥芯，閥座上設置有第一過氣通道、第二過氣通道和第三過氣通道，閥芯具有朝前移動以封堵第三過氣通道、連通第一、第二過氣通道的第一工作位和朝后移動以封堵第一過氣通道、連通第二、第三過氣通道的第二工作位，閥芯與閥座之間設置有迫使閥芯朝第二工作位方向移動的彈簧，電磁鐵的動力輸出端通過推桿與閥芯傳動連接，所述閥芯上開設有與所述第三過氣通道連通并用于在閥芯處于第二工作位時實現第二、第三過氣通道連通的第一環槽，所述第一環槽具有朝向相對的第一環槽前側承壓槽壁和第一環槽后側承壓槽壁。
[0013]所述閥芯上還開設有與所述第一過氣通道連通并用于在閥芯處于第一工作位時實現第一、第二過氣通道連通的第二環槽，所述第二環槽具有朝向相對的第二環槽前側承壓槽壁和第二環槽后側承壓槽壁。
[0014]所述第一環槽、第二環槽被一個設置于所述閥芯上的環形凸起隔開，所述第一環槽后側承壓槽壁、第二環槽前側承壓槽壁分別構成所述環形凸起的前端壁面和后端壁面，閥座上設有與所述第二過氣通道連通并供所述環形凸起沿徑向裝入的第三環槽，所述第一環槽后側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變小的錐形，所述第二環槽前側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變大的錐形，所述第三環槽的前端槽口沿用于與所述第一環槽后側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第一工作位時封堵所述第三過氣通道；所述第三環槽的后端槽口沿用于與所述第二環槽前側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第二工作位時封堵所述第一過氣通道。
[0015]所述閥座包括閥本體及裝配于所述閥本體上的套設于所述第一環槽外圍的閥套，所述第三環槽由所述閥本體和閥套圍成，閥腔包括設置于所述閥本體上的位于所述第三環槽后側的第一閥腔段和由所述閥套的內孔構成的第二閥腔段，所述第一閥腔段、第二閥腔段的腔徑相同。
[0016]本實用新型的有益效果為:在未通電時，受彈簧作用力，閥芯處于第二工作位，第一過氣通道被封堵，第二、第三過氣通道通過第一環槽連通，此時高壓氣體可經第三過氣通道、第一環槽和第二過氣通道流向相應與第二過氣通道連通的容器，而由于高壓氣體在經第一環槽流向第二過氣通道時，高壓氣體對第一環槽的第一環槽前側承壓槽壁施加朝前的軸向推力和對第一環槽后側承壓槽壁施加朝后的軸向推力，這兩個軸向推力的方向相反，可以抵消，因此高壓氣體對閥芯的軸向作用力很小或者沒有，閥芯完全依靠彈簧保持于第二工作位，在需要泄壓時，電磁鐵通過推桿推動閥芯朝前移動，當閥芯處于第一工作位時第三過氣通道被封堵，第一、第二過氣通道連通實現泄壓，在閥芯朝前移動的過程中，電磁鐵只需克服彈簧的作用力即可，電磁鐵的所需作用力較小，因此可以選用小型號的電磁鐵，不僅降低了產品的制作出成本和體積而且還有助于降低產品使用時的耗能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型中電磁閥的一個實施例的結構示意圖；
[0018]圖2是圖1中閥芯組件的結構示意圖，同時也是本實用新型中閥芯組件的一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]電磁閥的實施例如圖1?2所示:包括閥芯組件和電磁鐵I,閥芯組件包括閥座3,閥座的閥腔中沿前后方向導向移動裝配有閥芯4，電磁鐵設置于閥座上，電磁鐵的動力輸出端通過推桿2與閥芯4傳動連接。閥座包括閥本體8及裝配于閥本體上的閥套10，閥座上順序設置有第一過氣通道17、第二過氣通道16和第三過氣通道15，閥芯4具有朝前移動以封堵第三過氣通道15、連通第一、第二過氣通道的第一工作位和朝后移動以封堵第一過氣通17道、連通第二、第三過氣通道的第二工作位，閥芯前端與閥座之間頂設有迫使閥芯4朝第二工作位方向移動的彈簧5。閥芯上前后間隔的開設有第一環槽13和第二環槽18，第一、第二環槽被一個設置于閥芯上的環形凸起14隔開，第一環槽13與第三過氣通道15連通，第一環槽13用于在閥芯處于第二工作位時實現第二、第三過氣通道連通；第二環槽18與第一過氣通道17連通，第二環槽18用于在閥芯處于第一工作位時實現第一、第二過氣通道連通。第一環槽具有朝向相對的第一環槽前側承壓槽壁12和第一環槽后側承壓槽壁11，其中第一環槽前側承壓槽壁12呈由后至前外徑逐漸變大的錐形，第一環槽后側承壓槽壁11呈由后至前外徑逐漸縮小的錐形，在閥芯的軸向上第一環槽前側承壓槽壁12與第一環槽后側承壓槽壁11的承壓面積相同，軸向上的承壓面積是指對應承壓槽壁與高壓氣體的總接觸面積在閥芯軸向上的投影面積；第二環槽18具有朝向相對的第二環槽前側承壓槽壁7和第二環槽后側承壓槽壁6，第二環槽前側承壓槽壁7呈由后至前外徑逐漸變小的錐形，第二環槽后側承壓槽壁6呈由后至前外徑逐漸變小的錐形，在閥芯的軸向上第二環槽前側承壓槽壁7與第二環槽后側承壓槽壁6的承壓面積相同，第一環槽后側承壓槽壁11和第二環槽前側承壓槽壁7分別構成環形凸起14的前端壁面和后端壁面，閥座上設有與第二過氣通道16連通并供環形凸起14沿徑向裝入的第三環槽9，第三環槽9閥本體8和閥套10圍成，閥套套設于第一環槽14的外圍，第三環槽9的前端槽口沿用于與第一環槽后側承壓槽壁11密封配合以實現閥芯在第一工作位時封堵第三過氣通道；第三環槽9的后端槽口沿用于與第二環槽前側承壓槽壁7密封配合以實現閥芯在第二工作位時封堵第一過氣通道。閥腔包括設置于閥本體上的位于第三環槽后側的第一閥腔段和由閥套的內孔構成的第二閥腔段，第一閥腔段、第二閥腔段的腔徑相同。
[0020]本實用新型的電磁閥可以實現多種工作模式:1、換向工作模式，氣體由第二過氣通道接入電磁閥，在斷電情況下，閥芯處于第二工作位(圖示位置)，第一過氣通道被封堵，第二、第三過氣通道連通，氣體從第三過氣通道吹出；當電磁閥通電時，推桿推動閥芯克服彈簧作用力朝前移動，閥芯處于第一工作位，第三過氣通道被封堵，第一、第二過氣通道連通，氣體經第一過氣通道吹出，整個過程中，電磁閥作為兩位三通換向閥使用。2、常閉泄壓:氣體從第一過氣通道接入電磁閥，在斷電情況下，閥芯處于第二工作位(圖示位置)，第一過氣通道封閉，閥門處于常閉狀態；當電磁閥通電時，推桿推動閥芯克服彈簧力朝前移動，閥芯處于第一工作位，第一、第二過氣通道連通，氣體從第二過氣通道吹出，斷電后，閥芯回到第一工作位，此時第二、第三過氣通道連通，第二過氣通道中的氣壓通過第三過氣通道釋放，整個動作過程中，電磁閥作為常閉泄壓閥使用。3、常開泄壓:氣體從第三過氣通道接入電磁閥，在斷電情況下，閥芯處于第二工作位(圖示位置)，第一過氣通道封閉，氣體從第二過氣通道吹出；當電磁閥通電時，推桿推動閥芯克服彈簧力朝前移動，閥芯處于第一工作位，第一、第二過氣通道連通，第二過氣通道中的氣體從第一過氣通道吹出釋放，整個動作過程中，電磁閥起到開關和泄壓的作用。第一環槽前側承壓槽壁、第一環槽后側承壓槽壁的軸向承壓面積相同，這使得在第三過氣通道接入氣體時，氣體對第一環槽前側承壓槽壁、后側承壓槽壁產生大小相等方向相反的作用力，這對作用力互相抵消，同樣的道理在第二過氣通道、第一過氣通道接氣時，氣體對閥芯的作用力均為0，這樣上述各工作模式中，閥芯在由第二工作位向第一工作位運動時，電磁鐵僅需克服彈簧的作用力即可，閥芯運動時只用考慮彈簧力和推桿的推力，保證了電磁閥工作的可靠性。另外根據線圈的工作原理，這樣的平衡結構可以大幅節省電磁閥本身損耗的電能，降低功耗。
[0021 ] 在本電磁閥的其它實施例中:第一環槽前側承壓槽壁與第一環槽后側承壓槽壁的軸向承壓面積可以不相同，此時氣體對閥芯的作用力不能完全抵消，但是也可以部分抵消，同樣能達到降低電磁鐵所需功率的目的，同樣道理第二環槽前側承壓槽壁與第二環槽后側承壓槽壁的軸向承壓面積可以不同，第一閥腔段、第二閥腔段的腔徑也可以不同；第一環槽、第二環槽的各承壓槽壁還可以是直壁結構，此時可以通過在第一環槽后側承壓槽壁、第二環槽前側承壓槽壁上設置密封唇口來實現與第三環槽對應槽口的密封；當不需要電磁閥具有常閉泄壓工作模式時，第二環槽也可以不設，此時可以在閥芯上設置用于在閥芯處于第一工作位時連通第一、第二過氣通道的氣體通道；第三環槽也可以不設，此時可以利用環形凸起的外周面或外周面上設置的密封圈密封第二過氣通道，此時閥套可以不設，閥腔完全設置于閥本體上。
[0022]閥芯組件的實施例如圖2所示:閥芯組件的具體結構與上述各電磁閥實施例中所述的閥芯組件相同，在此不再詳述。
【權利要求】
1.閥芯組件，包括閥座，閥座的閥腔中沿前后方向導向移動裝配有閥芯，閥座上設置有第一過氣通道、第二過氣通道和第三過氣通道，閥芯具有朝前移動以封堵第三過氣通道、連通第一、第二過氣通道的第一工作位和朝后移動以封堵第一過氣通道、連通第二、第三過氣通道的第二工作位，閥芯與閥座之間設置有迫使閥芯朝第二工作位方向移動的彈簧，其特征在于:所述閥芯上開設有與所述第三過氣通道連通并用于在閥芯處于第二工作位時實現第二、第三過氣通道連通的第一環槽，所述第一環槽具有朝向相對的第一環槽前側承壓槽壁和第一環槽后側承壓槽壁。
2.根據權利要求1所述的閥芯組件，其特征在于:在所述閥芯的軸向上所述第一環槽前側承壓槽壁和所述第一環槽后側承壓槽壁的承壓面積相同。
3.根據權利要求1所述的閥芯組件，其特征在于:所述閥芯上還開設有與所述第一過氣通道連通并用于在閥芯處于第一工作位時實現第一、第二過氣通道連通的第二環槽，所述第二環槽具有朝向相對的第二環槽前側承壓槽壁和第二環槽后側承壓槽壁。
4.根據權利要求3所述的閥芯組件，其特征在于:在所述閥芯的軸向上所述第二環槽前側承壓槽壁和所述第二環槽后側承壓槽壁的承壓面積相同。
5.根據權利要求3或4所述的閥芯組件，其特征在于:所述第一環槽、第二環槽被一個設置于所述閥芯上的環形凸起隔開，所述第一環槽后側承壓槽壁、第二環槽前側承壓槽壁分別構成所述環形凸起的前端壁面和后端壁面，閥座上設有與所述第二過氣通道連通并供所述環形凸起沿徑向裝入的第三環槽，所述第一環槽后側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變小的錐形，所述第二環槽前側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變大的錐形，所述第三環槽的前端槽口沿用于與所述第一環槽后側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第一工作位時封堵所述第三過氣通道；所述第三環槽的后端槽口沿用于與所述第二環槽前側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第二工作位時封堵所述第一過氣通道。
6.根據權利要求5所述的閥芯組件，其特征在于:所述閥座包括閥本體及裝配于所述閥本體上的套設于所述第一環槽外圍的閥套，所述第三環槽由所述閥本體和閥套圍成，閥腔包括設置于所述閥本體上的位于所述第三環槽后側的第一閥腔段和由所述閥套的內孔構成的第二閥腔段，所述第一閥腔段、第二閥腔段的腔徑相同。
7.電磁閥，包括閥芯組件和電磁鐵，閥芯組件包括閥座，閥座的閥腔中沿前后方向導向移動裝配有閥芯，閥座上設置有第一過氣通道、第二過氣通道和第三過氣通道，閥芯具有朝前移動以封堵第三過氣通道、連通第一、第二過氣通道的第一工作位和朝后移動以封堵第一過氣通道、連通第二、第三過氣通道的第二工作位，閥芯與閥座之間設置有迫使閥芯朝第二工作位方向移動的彈簧，電磁鐵的動力輸出端通過推桿與閥芯傳動連接，其特征在于:所述閥芯上開設有與所述第三過氣通道連通并用于在閥芯處于第二工作位時實現第二、第三過氣通道連通的第一環槽，所述第一環槽具有朝向相對的第一環槽前側承壓槽壁和第一環槽后側承壓槽壁。
8.根據權利要求7所述的電磁閥，其特征在于:所述閥芯上還開設有與所述第一過氣通道連通并用于在閥芯處于第一工作位時實現第一、第二過氣通道連通的第二環槽，所述第二環槽具有朝向相對的第二環槽前側承壓槽壁和第二環槽后側承壓槽壁。
9.根據權利要求8所述的電磁閥，其特征在于:所述第一環槽、第二環槽被一個設置于所述閥芯上的環形凸起隔開，所述第一環槽后側承壓槽壁、第二環槽前側承壓槽壁分別構成所述環形凸起的前端壁面和后端壁面，閥座上設有與所述第二過氣通道連通并供所述環形凸起沿徑向裝入的第三環槽，所述第一環槽后側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變小的錐形，所述第二環槽前側承壓槽壁呈由后至前外徑逐漸變大的錐形，所述第三環槽的前端槽口沿用于與所述第一環槽后側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第一工作位時封堵所述第三過氣通道；所述第三環槽的后端槽口沿用于與所述第二環槽前側承壓槽壁密封配合以實現閥芯在第二工作位時封堵所述第一過氣通道。
10.根據權利要求9所述的電磁閥，其特征在于:述閥座包括閥本體及裝配于所述閥本體上的套設于所述第一環槽外圍的閥套，所述第三環槽由所述閥本體和閥套圍成，閥腔包括設置于所述閥本體上的位于所述第三環槽后側的第一閥腔段和由所述閥套的內孔構成的第二閥腔段，所述第 一閥腔段、第二閥腔段的腔徑相同。
【文檔編號】F16K11/065GK203823107SQ201420267485
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】劉寶林, 陳留東, 李醫中, 張啟明, 莫延亮, 路超, 張瓊偉, 胡兆華 申請人:河南航天液壓氣動技術有限公司