自鎖電磁閥的制作方法

專利名稱:自鎖電磁閥的制作方法
本自鎖電磁閥是一種利用流體壓力不平衡進行自鎖的電磁閥，屬于操縱或控制流體的元件。
一般電磁閥的工作原理是當給閥門上的電磁線圈通電時，電磁線圈產生磁場使電磁鐵中的銜鐵運動，從而帶動閥芯運動，使閥門開啟或關閉;斷電之后，閥門在彈簧力和流體壓力作用下恢復到原始位置。所以一般結構的電磁閥在工作狀態時必須通電，由此帶來的問題是耗電多、電磁鐵發熱、受意外停電的影響。為了解決這些問題，必須在電磁閥或電磁鐵中設置某種機構，使電磁閥在通電工作后自行鎖住，然后即可斷電，斷電后電磁閥仍保持在工作狀態。目前，二位三通和二位四通電磁閥所使用的自鎖機構主要有機械裝置和永久磁鐵兩種，如EP-145-610-A號和US4534539號專利申請中所提供的電磁閥。為了解決自鎖問題，需要增加較多的零件，使結構復雜、成本提高。
本自鎖電磁閥的目的是解決電磁閥的自鎖問題，使之在不增加任何附加自鎖機構的條件下，達到在斷電的條件下，電磁閥能可靠地自鎖，使電磁閥保持良好的工作狀態。以達到簡化結構、節省電能和不受意外停電的影響。從而克服已有自鎖電磁閥的不足。
本自鎖電磁閥的原理是利用閥門內被控制的流體壓力在各個密封部位上所產生的不平衡力將閥瓣保持在工作位置，直至再一次給電磁鐵通電時，閥瓣才返回原始位置。
圖1是常閉式二位三通自鎖電磁閥的剖面圖。
圖2是閥芯部位的放大圖。
本自鎖電磁閥由下列部份組成雙位雙控螺管式電磁鐵〔1〕、銜鐵〔2〕、閥體〔3〕、閥瓣〔4〕、閥桿〔5〕、01密封件〔6〕、02密封件〔7〕、主閥座〔8〕、付閥座〔9〕、彈簧〔10〕、位置指示器〔11〕、電插頭〔12〕、〔13〕、電磁線圈〔19〕、〔20〕及應急手動裝置〔21〕。主閥座呈環狀，和閥體連在一起，也可是單件。
其工作原理如下閥門在原始狀態(關閉狀態)時，彈簧〔10〕使閥瓣〔4〕壓在主閥座〔8〕上，流體由閥體上的入口〔14〕進入入口腔〔17〕，流體壓力沿閥門軸線向左在主閥座〔8〕處作用在閥瓣〔4〕上，向右作用在裝有01密封件〔6〕的閥桿〔5〕上。由于在閥體〔3〕靠01密封件〔6〕處的孔徑d1大于主閥座〔8〕的孔徑d2，因此流體壓力往右作用在閥桿〔5〕所產生的軸向力比往左作用在閥瓣〔4〕上的軸向力大。并且，由于閥桿〔5〕與閥瓣〔4〕是機械地連在一起的，所以這一不平衡力拉著閥瓣〔4〕壓緊在主閥座〔8〕上，形成閥門在流體壓力下密封所需要的密封力。流體壓力越高，這一不平衡力愈大，密封性也越好。當給電磁線圈〔19〕通電，線圈產生的磁場吸力使銜鐵〔2〕往左運動，克服上述流體不平衡力和彈簧力，以及01密封件〔6〕的摩擦力，使閥瓣〔4〕離開主閥座〔8〕而壓在付閥座〔9〕上，電磁閥打開，并通過位置指示器〔11〕上的觸點向外輸出電訊號，指示閥門開啟。此時，流體由入口〔14〕經主閥座〔8〕進入內腔〔18〕由出口〔15〕流出。同理，由于付閥座〔9〕的孔徑d3設計得比孔徑d1大，大到作用在閥瓣〔4〕上向左端的不平衡力足以克服彈簧力，并在付閥座〔9〕上形成可靠的密封。可見，由于本電磁閥開啟后依靠流過它內腔的流體壓力來保持其開啟狀態，所以一旦閥門開啟，電磁線圈〔19〕即可斷電，只要通過閥門的流體壓力保持在額定的范圍內，電磁閥就一直保持在開啟狀態，流體壓力的額定值范圍由付閥座〔9〕的孔徑d3決定。如果需要電磁閥關閉，只要給電磁線圈〔20〕短時通電，電磁線圈在銜鐵〔2〕上所形成的拉力以及彈簧力克服流體作用在付閥座〔9〕上的不平衡力和01密封件〔6〕的摩擦力，使閥瓣〔4〕又壓到主閥座〔8〕上，閥門恢復到關閉狀態，位置指示器〔11〕回到原位，并發出閥門處于關閉位置的電訊號。此時，通向閥門出口〔15〕的流體由內腔〔18〕、付閥座〔9〕經排出口排出。可見，本電磁閥的流體入口通道是由入口〔14〕、經主閥座〔8〕到出口〔15〕。而流體排出通道則是由出口〔15〕經閥瓣〔4〕、付閥座〔9〕到排出口〔16〕。入口腔〔17〕與出口〔15〕之間在主閥座處可靠密封，出口〔15〕、內腔〔18〕與排出口〔16〕之間在付閥座處密封，入口腔〔17〕與電磁鐵〔1〕之間也有01密封件〔6〕可靠密封。本電磁閥設計了應急手動裝置〔21〕，它和閥桿〔5〕、閥瓣〔4〕以及主、付閥座〔8〕、〔9〕、銜鐵〔2〕、閥體〔3〕以及位置指示器〔11〕安裝在同一軸心線上。因此，在自鎖電磁閥電路發生故障的情況下仍能應急動作，此時，只要簡單地用手推或拉應急手動裝置〔21〕即可打開或關閉電磁閥。
圖3是閥瓣與閥桿連成一體的剖面圖。圖中閥瓣兩端有非金屬密封部位。閥瓣中段凸起部位起導向作用并有通道，流體可從其中通過。閥桿〔5〕中段凸起的部位上有環形密封槽。
圖4是圖3的左視圖。
圖5是付閥座的剖面圖。
圖6是常開式二位三通自鎖電磁閥的剖面圖。和圖1相比，只是閥瓣〔4〕裝配時兩端位置轉過180°。
本自鎖電磁閥，由于利用自身內部流體壓力不平衡進行自鎖，因此，不需要其他的附加自鎖機構，工作時電磁鐵溫升很小，且節省電能。又由于付閥座〔9〕上的密封孔徑d3可根據不同的控制壓力需要而設計出一系列的尺寸，它的外圈帶有螺紋，使該自鎖電磁閥的控制壓力可根據需要在很大的范圍內選擇，同時更換方便。
本自鎖電磁閥可用于氣動液壓系統控制單、雙向氣缸、氣動液壓閥等氣液執行機構及流體換向。也可以用作先導閥與任意一種二位四通換向閥組成二位四通換向自鎖電磁閥。
權利要求
1.一種由閥體、閥芯、密封件、電磁部份和指示部份構成的二位三通自鎖電磁閥，其特征在于付閥座[9]的孔徑d3與閥體[3]上靠01密封件[6]處的孔徑d1、主閥座[8]的孔徑d2三者之間的大小形成下列關系，d3＞d1＞d2；閥瓣[4]、閥桿[5]、主閥座[8]、付閥座[9]、銜鐵[2]與閥體[3]同一軸心線；銜鐵由雙位雙控螺管式電磁鐵[1]控制；閥體[3]上有入口[14]、出口[15]、排出口[16]，入口[14]經主閥座[8]到出口[15]構成流體進入通道，出口[15]經閥瓣[4]、付閥座[9]到排出口[16]構成流體排出通道；入口腔[17]與出口[15]之間在主閥座處可靠密封，出口[15]、內腔[18]與排出口[16]之間在付閥座處密封，入口腔[17]與電磁鐵[1]之間也有01密封件[6]可靠密封。
2.根據權利要求
1的二位三通自鎖電磁閥，其特征在于閥瓣〔4〕兩端有非金屬密封部位，中段有一起導向作用的凸起部位，此凸起部位上有通道，流體可從其中通過。
3.根據權利要求
1的二位三通自鎖電磁閥，其特征在于在銜鐵〔2〕的同一軸線上裝有應急手動裝置〔21〕。
4.根據權利要求
1的二位三通自鎖電磁閥，其特征在于閥桿〔5〕的中段凸起的部位上有環狀密封槽。
5.根據權利要求
1的二位三通自鎖電磁閥，它可以用于氣動液壓系統控制單、雙向氣缸、氣動液壓閥等氣液執行機構及流體換向，也可以用作先導閥。
專利摘要
一種自鎖電磁閥。它利用閥門內流體壓力在各個密封部位上所產生的不平衡力達到自鎖的目的，它的副閥座(9)的孔徑d
文檔編號F15B13/044GK87103657SQ87103657
公開日1987年11月4日 申請日期1987年5月23日
發明者吳孝隆 申請人:航天工業部第一研究院第一設計部