暖通空调、制冷等涉及
温度控制、调节的系统中经常会用到电磁 阀,以便控制管路系统中介质的通断。如无专
门说明,本文所述电磁 阀系指交流
常开电磁阀,即适用于交流电源系统并在断电时处于打开 状态的电磁阀。
请参考图1,图1为
现有技术中一种典型的交流常开电磁阀的结 构示意图。
现有技术中一种典型的电磁阀1包括进口管11以及出口管12, 两者与
阀座13固定连接且连通阀座13内部的阀腔。阀座13还固定连 接有
套管14,套管14中分别设有静
铁芯15以及动铁芯16,静铁芯 15与动铁芯16之间设置第一复位
弹簧19;套管14的外侧设有线圈 10。静铁芯15固定连接于套管14内部;动铁芯16活动连接于套管 14内部,且能够沿套管14的轴向相对于静铁芯15产生适当的位移。 动铁芯16直接或者间接连接封堵部件18,例如,动铁芯16可以通过
连杆17连接封堵部件18,封堵部件18与阀座13之间设置作用方向 与第一
复位弹簧19相反的第二复位弹簧(图中未添加
附图标记);这 样,封堵部件18可以随动铁芯16在套管14的轴向上产生适当的位移, 进而封堵或者打开电磁阀1的阀口。
具体地说,对于图1所示常开式电磁阀,当线圈10断电时,第 一复位弹簧19的弹
力大于所述第二复位弹簧的弹力,动铁芯16因此 带动连杆17以及封堵部件18向下运动并处于图1所示的
位置,电磁 阀1的阀口处于打开状态。当线圈10通电时,动铁芯16和静铁芯15 之间将产生吸引力,该吸引力与所述第二复位弹簧共同克服了第一复 位弹簧19的弹力,使动铁芯16带动连杆17以及封堵部件18向上运 动,从而将电磁阀1的阀口封堵,电磁阀1因此被关闭。
上述现有技术中的电磁阀1存在较大的不足,其中较为突出的是 电磁阀1在交流电源系统中会产生较大的高频振动噪音;同时,由于 连杆17贯穿电磁阀1的阀口,这导致所述阀口的有效通流面积相对较 小,即电磁阀1的容量因而也相对较小。
众所周知,动铁芯16与静铁芯15之间的吸引力与线圈10中通 过的
电流以及两者之间的距离有关。显然,在交流电通过零点位置时 动铁芯16与静铁芯15之间的吸引力较小;此时,如果动铁芯16与静 铁芯15之间存在间隙,则两者之间的吸引力将进一步减小。
在理想状态下,封堵部件18与阀口之间的距离应等于动铁芯16 与静铁芯15之间的距离,这样,线圈10通电后动铁芯16与封堵部件 18将同步移动,在封堵部件18
接触阀口的同时动铁芯16能够恰好与 静铁芯15紧密贴合。然而由于加工误差的存在,封堵部件18与阀口 之间的距离很难恰好等于动铁芯16与静铁芯15之间的距离。如果封 堵部件18与所述阀口之间的距离小于动铁芯16与静铁芯15之间的距 离,这将造成线圈10通电后动铁芯16与静铁芯15不能完全贴合,两 者之间必然存在一定的间隙,从而产生高频振动噪音;如果封堵部件 18与所述阀口之间的距离大于动铁芯16与静铁芯15之间的距离,在 线圈10通电后动铁芯16首先与静铁芯15贴合,此时封堵部件18与 阀口之间尚未紧密接触,从而无法完全封堵所述阀口。
通常情况下封堵部件18与阀口之间的距离略小于动铁芯16与静 铁芯15之间的距离,这样在交流电通过零点位置时动铁芯16与静铁 芯15之间的吸引力将进一步下降,导致其不足以克服第一复位弹簧 19的弹力,随着电流的周期性
波动将产生高频振动噪音。可见,如何 避免电磁阀在通过交流电时产生高频振动噪音,是本领域的技术人员 目前需要解决的技术问题。
本发明的目的是提供一种电磁阀,通过交流电时在其封堵部件封 堵阀口的同时动铁芯和静铁芯可以紧密贴合,从而可以避免通过交流 电时电磁阀产生高频振动噪音。
为解决上述技术问题,本发明提供一种交流常开电磁阀,包括套 管、固定安装于所述套管中的静铁芯以及活动安装于所述套管中的动 铁芯;所述动铁芯能够在电磁力的带动下沿所述套管的轴向靠近所述 静铁芯,进而带动封堵部件封堵或者打开交流常开电磁阀的阀口;所 述封堵部件与所述动铁芯弹性连接,以便在所述封堵部件运动至其行 程终点而静止后,所述动铁芯仍能够沿原方向运动直至贴合所述静铁 芯。
优选地,所述动铁芯通过传动弹簧带动所述封堵部件封堵或者打 开交流常开电磁阀的阀口。
优选地,所述封堵部件连接于连杆的一端;所述传动弹簧设置于 所述动铁芯与所述连杆之间,所述动铁芯通过所述传动弹簧以及所述 连杆带动所述封堵部件封堵或者打开交流常开电磁阀的阀口。
优选地,所述传动弹簧以及所述连杆的末端均设置于所述动铁芯 的中心孔中,且所述连杆的末端可活动地卡接于所述中心孔中,以便 在电磁力消失时所述动铁芯能够带动所述连杆反向运动。
优选地,所述连杆的末端具有沿其径向延伸的外凸部,所述中心 孔的开口部位设置内径小于所述外凸部的卡套。
优选地,所述动铁芯与所述封堵部件分别位于所述静铁芯的两 侧,所述连杆可活动地贯穿所述静铁芯。
优选地,所述封堵部件与所述动铁芯位于交流常开电磁阀阀口的 同侧。
优选地,所述传动弹簧具体为
螺旋弹簧。
本发明所提供的交流常开电磁阀,其封堵部件与动铁芯弹性连 接,这样,一方面,线圈通电时所述动铁芯的动作能够顺利传递至所 述封堵部件,电磁阀可以正常工作;另一方面,线圈通电时所述动铁 芯与所述封堵部件的位移量可以不一致,所述动铁芯的位移通常大于 所述封堵部件的位移,因此当所述封堵部件抵触所述阀口而静止后, 所述动铁芯可以继续靠近所述静铁芯,并最终与所述静铁芯紧密贴合。 因此,即使所述封堵部件到阀口的距离与所述动铁芯到所述静铁芯的 距离相差较大,本发明所提供的电磁阀也能够在封堵部件封堵阀口的 同时,使动铁芯紧密贴合静铁芯。这样,所述动铁芯到所述静铁芯之 间几乎不存在距离,即使是在交流电通过零点时两者之间的吸引力仍 然可以克服复位弹簧的弹力,因此所述动铁芯可以相对于所述静铁芯 静止,从而有效避免了高频振动噪音的产生。
本发明核心是提供一种交流常开电磁阀,其线圈通过交流电时动 铁芯和静铁芯可以紧密贴合,从而可以避免通过交流电时电磁阀产生 高频振动噪音。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图 和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2至图4,图2为本发明一种具体实施方式所提供交流 常开电磁阀处于断电状态的结构示意图;图3为图2所示交流常开电 磁阀处于通电状态的结构示意图;图4为图3中A部位的局部放大图。
在一种具体实施方式中,本发明所提供的电磁阀2包括具有阀腔 的阀座22,进口管211、出口管212与阀座22固定连接并与所述阀腔 连通;所述阀腔中具有阀口,进口管211和出口管212位于所述阀口 的两侧。
当然,电磁阀2的连接方式并非局限于进口管以及出口管这种具 体结构形式,也可以采
用例如进口接头或者出口接头等其他具体连接 方式。
阀座22还固定连接有套管23,套管23内部固定安装有静铁芯 24;同时,套管23内部活动安装有动铁芯25,动铁芯25能够沿套管 23的轴向产生位移。
套管23的外侧设有线圈(图中未添加附图标记),所述线圈通电 时可以在动铁芯25与静铁芯24之间产生电磁力,因此动铁芯25将被 吸引而靠近静铁芯24。
动铁芯25弹性连接位于电磁阀2阀口附近的封堵部件29,两者 可以直接连接,也可以通过其他部件间接连接。因此,动铁芯25在电 磁力的作用下沿套管23的轴向移动时,可以带动封堵部件29随之移 动,进而将所述阀口封堵或者打开所述阀口。由于动铁芯25与封堵部 件29弹性连接,电磁阀2通电时两者所产生位移时可以不必完全相等, 也即在动铁芯25、静铁芯24作为一个整体相对于阀座22产生位移的 同时,两者之间也可以产生适当位移。
图2所示电磁阀2为常开式电磁阀,线圈断电时电磁阀2处于开 启状态,线圈通电时电磁阀2处于关闭状态。可以在此
基础上改变封 堵部件29的位置使其与动铁芯25分别位于所述阀口两侧,这时所得 到的电磁阀在线圈通电时其阀口将打开,成为
常闭式电磁阀。此外, 在图2的基础上改变静铁芯24与动铁芯25的相对位置关系也可以使 电磁阀2成为常闭式电磁阀。
本发明所提供的技术方案可以应用于上述各种的电磁阀,电磁阀 的具体形式不能用于限制本发明的保护范围。本
说明书主要以图2所 示常开式电磁阀为例进行说明。
如前所述,动铁芯25与封堵部件29可以直接连接也可以通过其 他部件间接连接,两者之间只要弹性连接即可。图2示出了两者通过 连杆26以及传动弹簧271间接连接的情形:封堵部件29位于连杆26 及传动弹簧271与复位弹簧272之间,封堵部件29的一端连接连杆 26以及传动弹簧271,另一端由复位弹簧272
支撑。
传动弹簧271具体可以是螺旋弹簧。当所述线圈通电时,电磁力 克服复位弹簧272的弹力,动铁芯25在电磁力的带动下靠近静铁芯 24(动铁芯25同时也向阀口靠近),传动弹簧271受到压缩并推动连 杆26向所述阀口移动,连杆26进而将封堵部件29推向所述阀口,最 终由封堵部件29将所述阀口封堵,电磁阀2被关闭。电磁阀2被关闭 时的状态如图3所示。
当所述线圈断电时,在复位弹簧272的作用下封堵部件29以及 连杆26远离所述阀口,连杆26可以通过传动弹簧271推动动铁芯25 远离静铁芯24,电磁阀2被打开。
如图2所示,电磁阀2处于打开状态(即断电)时,封堵部件29 与电磁阀2阀口之间具有第一距离L1,动铁芯25与静铁芯24之间具 有第二距离L2。由于加工
精度的限制,上述两个距离难以恰好相等; 为了确保所述阀口能被完全封堵,上述第一距离L1通常小于第二距 离L2。在现有技术中,由于动铁芯与封堵部件是固定连接,上述两个 距离的差异决定了阀口被封堵部件封堵的同时,动铁芯经常难以紧密 贴合静铁芯,从而导致高频振动噪音的出现。然而,由于本发明中动 铁芯25与封堵部件29之间是弹性连接,一方面动铁芯25的动作可以 顺利传递至封堵部件29,电磁阀2可以正常工作;另一方面动铁芯25 与封堵部件29的位移量可以不一致,动铁芯25的位移通常大于封堵 部件29的位移,因此当封堵部件29抵触所述阀口而静止后,动铁芯 25可以继续靠近静铁芯24,并最终与静铁芯24紧密贴合。由于动铁 芯25与静铁芯24之间几乎不存在间隙,即使是在交流电通过零点时 动铁芯25与静铁芯24之间的吸引力仍然可以克服复位弹簧272的弹 力,因此动铁芯25可以相对于静铁芯24静止,从而有效避免了高频 振动噪音的产生。
上文所述封堵部件29具体为
钢球,当然,封堵部件29并不局限 于钢球,也可以具有其它结构形式,例如锥塞结构、圆台形结构等。 可以对上文所述电磁阀2进行改进。
如前所述,动铁芯25与封堵部件29通过连杆26以及传动弹簧 271弹性连接。可以在动铁芯25中开设沿其轴向延伸的中心孔,并将 连杆26远离封堵部件29的端部卡接于所述中心孔中。
例如,可以在连杆26远离封堵部件29的端部设置外凸部261, 外凸部261沿连杆26的径向(即图中的横向)凸出。所述中心孔的开 口部位设置卡套28,卡套28固定连接于所述中心孔的内壁,且该卡 套28的内径小于外凸部261,从而将连杆26的外凸部261卡于动铁 芯25的中心孔中。传动弹簧271的两端支撑于动铁芯25中心孔的内 壁以及连杆26的外凸部261之间。
当电磁阀2断电时,在复位弹簧272以及传动弹簧271的共同作 用下动铁芯25将远离静铁芯24,并由与动铁芯25固定连接的卡套28 带动连杆26的外凸部261,进而带动连杆26以及封堵部件29远离电 磁阀2的阀口;在传动弹簧271的作用下卡套28与外凸部261可以紧 密贴合。
当电磁阀2通电时,如图4所示,动铁芯25向静铁芯24移动并 最终与之紧密贴合,从而使动铁芯25与套管23之间出现等于第二距 离L2的间隙。由于动铁芯25与连杆26之间是通过传动弹簧271弹 性连接,在动铁芯25向静铁芯24移动距离L2的过程中,连杆26以 及封堵部件29可以仅移动第一距离L1;这样,第二距离L2以及第一 距离L1之差将导致传动弹簧271受到压缩,进而产生形变,从而在 卡套28与连杆26的外凸部261之间产生第三距离L3,第三距离L3 等于第二距离L2与第一距离L1之差。
可以进一步设定铁芯25与静铁芯24的相对位置。如图2以及图 3所示,动铁芯25与封堵部件29可以分别位于静铁芯24的两侧,这 样,可以在静铁芯24中设置将其轴向贯通的中心通孔,连杆26可以 略为松动地贯穿所述中心通孔。当然,动铁芯25与封堵部件27位于 静铁芯24的同一侧也是可以的,此时两者的位置关系与图1所示现有 技术的电磁阀相同)。
此外,类似于图1所示现有技术,封堵部件29与动铁芯25可以 分别位于电磁阀2阀口的两侧。但是,这种情况下连杆26需要穿越所 述阀口,所述阀口的有效流通面积将减小;为了确保连杆26具有足够 的强度,其横截面积不能过小,所述阀口的有效流通面积通常受到较 为显著的影响。
因此,可以将封堵部件29与动铁芯25设置于电磁阀2阀口的同 一侧,这样,连杆26不必穿越电磁阀2阀口,所述阀口的流通面积可 以得到有效保障,电磁阀2可以具有较大的容量。
如前所述,图2以及图3所示电磁阀2为常开式电磁阀,在此基 础上改变封堵部件29的位置使其与动铁芯25分别位于所述阀口两侧, 这时所得到的电磁阀将成为常闭式电磁阀。此外,在图2以及图3所 示电磁阀2的基础上改变静铁芯24与动铁芯25的相对位置关系也可 以使电磁阀2成为常闭式电磁阀。
以上对本发明所提供的电磁阀进行了详细介绍。本文中应用了具 体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上
实施例的说明只 是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术 领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对 本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明
权利要求 的保护范围内。