電磁閥的製作方法

2023-12-10 19:04:17 3

專利名稱：電磁閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及控制閥領域，特別涉及一種用於暖通空調、製冷等控 制系統的電石茲閥。
背景技術：
暖通空調、製冷等涉及溫度控制、調節的系統中經常會用到電磁 閥，以便控制管路系統中介質的通斷。
請參考圖1,圖1為現有技術中一種典型電磁閥的結構示意圖。
現有寺支術中一種典型的電^茲閥1包括進口管11以及出口管12。 進口管11連通閥座13的進液口 ，而出口管12則連通閥座13的閥口 131。
電磁閥1的介質通道中設置密封塞14,密封塞14固定連接於芯 鐵15的末端，兩者通常是卡接；電磁鬧1關閉時密封塞14將閥口 131 封堵。
在芯鐵15遠離密封塞14的一端設有封頭18。在電磁閥關閉時， 芯鐵15與封頭18之間保持適當的距離，以便芯鐵15具有行程Ll, 芯鐵15與封頭18之間設置復位彈簧17;芯鐵15、復位彈簧17以及 封頭18均設置於套管16之中。
套管16的外側設置線圏19。當線圈19通電時，在電^f茲力的作用 下，芯鐵15克服復位彈簧17的彈力，向靠近封頭18的方向運動。由 於密封塞14與芯鐵15固定連接於一體，因此密封塞14遠離閥座13 的閥口 131,閥口 131被打開，電磁閥l開啟；介質可以從進口管11 通過閥座13的進口以及閥口 131流向出口管12。
當線圏19斷電時，上述電磁力消失，芯鐵15在復位彈簧17的 彈簧力及其自身重力的作用下，向靠近閥口 131的方向運動，最終恢 復其封閉閥口 131的位置，乂人而^f吏電^茲閥1關閉；介質的流通通道祐: 切斷。
近年來，隨著社會對環保的要求越來越高，製冷系統中曾經普遍使用的R12、 R22等製冷劑已逐漸被R410A等無氟利昂的環保製冷劑 替代。但是，R410A冷媒的蒸發壓力比R12、 R22大，冷媒工作時在 電磁閥的進出口端形成較大的壓力差，導致現有結構中線圈通電產生 的電磁力不足以帶動鐵芯移動，引起電磁閥開啟困難或動作不可靠。 因此，相對於在含氟冷媒系統中的電磁閥，在環保冷々某系統的電磁閥 需要更大的電磁力以克服更大的壓差力，以保證電磁閥可靠動作。現 有技術中通常採用增大鐵芯直徑的方法解決上述問題，但是，增加鐵 芯直徑的同時也使材料的成本相應的增加，進而提高了電磁閥整體的 成本。因此，如何在保證電磁閥能夠克服足夠大的壓差力的同時，實 現其小型化，並且降低其生產製造成本，是本領域技術人員目前需要 解決的技術問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種電磁閥，能夠克服足夠大的動作壓差 力，且具有較小的規格以及較低的生產製造成本。
為解決上述技術問題，本發明提供一種電磁閥，包括設有閥口的 閥座，所述閥座固定連接套管；所述套管的外部設有線圏，其內部設 有芯鐵和封頭，所述芯鐵和封頭之間設有復位彈簧；所述芯鐵的端部 設有密封塞，所述密封塞與所述封頭分別位於芯鐵的兩端；當電磁閥 關閉時，所述芯鐵和封頭之間保持適當的間距，且所述密封塞封堵所 述閥口；所述密封塞活動卡接於所述芯鐵端部的中心腔體中，且其在 所述芯鐵移動方向上具有一自由行程，所述自由行程小於電磁間開閉 過程中所述芯鐵的行程；所述芯鐵在電磁力的作用下向所述封頭移動 大於所述自由行程的距離時，所述芯鐵將所述密封塞拉離所述閥口 。
優選地，所述密封塞與所述芯鐵之間設置有壓緊彈簧，其預緊力 略大於所述密封塞的重力；所述芯鐵將所述密封塞拉離所述閥口後， 所述密封塞在所述壓緊彈簧的作用下移動至所述自由行程的末端，以 便其進一步遠離所述閥口 。
優選地，所述芯鐵的端部進一步設置開口壁；所述開口壁具有朝 向所述閥口的開口，其中固定連接有阻擋墊片；所述的阻擋墊片的內
5徑小於所述中心腔體的外徑，以便形成朝向所述中心腔體的阻擋面； 所述密封塞具有第一臺階面，其外徑大於所述阻擋墊片的^)徑；所述 芯鐵在電磁力的作用下向所述封頭移動等於自由行程的距離時，所述 阻擋面帶動所述第一臺階面，並繼而將所述密封塞拉離所述閥口 。
優選地，所述阻擋墊片卡接於所述開口壁之中。
優選地，所述密封塞進一步具有第二臺階面，其外徑大於所述第 一臺階面的外徑，且兩者的朝向相同；所述壓緊彈簧的兩端分別支撐 於所述第二臺階面以及所述阻擋墊片的阻擋面。
優選地，所述密封塞的自由行程為所述芯鐵行程的0.2至0.6倍。
優選地，所述密封塞由非金屬材料製成。
優選地，所述非金屬材料為聚四氟乙烯。
優選地，所述非金屬材料為添加了青銅粉或者玻璃纖維的聚四氟 乙烯。
相對上述背景技術，本發明所提供電磁閥的芯鐵與密封塞不再是 固定連接於一體，而採用了將所述密封塞可活動地卡接於所述芯鐵端 部的結構，且所述密封塞在所述芯鐵移動方向上具有一自由行程，該 自由行程小於電磁閥開閉過程中所述芯鐵的行程。所述芯鐵在電磁力 的作用下向所述封頭移動，當其向封頭方向移動的距離大於所述自由
行程時，所述芯4失將所述密封塞拉離所述閥口 ；所述密封塞脫離所述 閥口後，將隨著所述芯鐵繼續遠離所述閥口 ，並最終實現電^茲閥的開啟。
眾所周知，密封塞在其脫離閥口的瞬間所受到的阻力非常大，該 阻力是影響電磁閥線圈、芯鐵規格的重要因素。自啟動至接觸所述密 封塞的起步運動過程中，本發明所提供電磁閥的芯鐵與密封塞是相互 獨立且無相互作用力的兩個部件，因此上述起步運動過程中芯鐵所受 到的阻力很小，甚至可以忽略不計，這樣選用較小規格的線圈以及芯 鐵即可以順利地實現芯鐵的起步。在上述起步運動過程完成後，也即 芯鐵單獨朝向封頭移動等於所述自由行程的距離後，所述芯鐵接開始 拉動述密封塞，此時其方開始受到介質壓差所形成的阻力。而此時由於芯鐵與封頭的距離已經顯著縮小，兩者之間的吸合力大幅提高，因 此即使線圏、芯鐵的規格銀小，芯鐵與封頭之間的吸合力也能夠克服 介質壓差所形成的阻力，進而將密封塞拉離閥口。另一方面，芯鐵開 始拉動密封塞時所述芯鐵已經具有一定的初速度，其慣性也有助於密 封塞離開閥口 。
綜上所述，本發明所提供的電磁閥使用較小規格的線圏、芯鐵即 可以實現正常開閉，有利於實現電磁閥的小型化，並顯著降低生產成 本。


圖1為現有技術中一種典型電磁閥的結構示意圖2為本發明所提供電磁閥一種具體實施方式
的結構示意圖3為圖2所示電^f茲閥處於關閉狀態下密封件與閥口部位的局部
放大結構示意圖4為圖2所示電磁閥開啟瞬間密封件與閥口部位的局部放大結
構示意圖5為圖2所示電磁閥處於開啟狀態下密封件與閥口部位的局部 放大結構示意圖。
具體實施例方式
本發明核心是提供一種電磁閥，能夠克服足夠大的動作壓差力， 且具有較小的規格以及較低的生產製造成本。
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖 和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
請參考圖2，圖2為本發明所提供電磁閥一種具體實施方式
的結 構示意圖。
在一種具體實施方式
中，本發明所提供的電磁閥2包括進口管30、 出口管31以及分別與兩者連通的閥座21，閥座21具有閥口 211。
電磁閥2的介質通道中設置密封塞22,密封塞22設置於芯鐵23 的末端；電磁閥2關閉時密封塞22將閥口 211封堵。
在芯4失23遠離密封塞22的一端設有封頭24。在電^F茲閥2開啟或者關閉的過程中，芯鐵23具有一適當的行程L1。
芯鐵23與封頭24之間可以設置復位彈簧26;芯鐵23、復位彈 簧26以及封頭24均設置於套管25之中。當然，封頭24也可以部分 設於套管25之中。
請同時參考圖3，圖3為圖2所示電磁閥處於關閉狀態下的局部 結構示意圖。
密封塞22設置於芯鐵23的端部。具體地說，芯鐵23的端部具 有一中心腔體231,密封塞22設置於所述中心腔體231中。密封塞22 應當可活動地卡接於所述中心腔體231中，可以相對於芯鐵23產生適 當的位移，即密封塞22具有一 自由行程L2。所述自由行程L2的方向 應當與芯鐵23在電磁閥2啟閉時的移動方向相同；在圖2所示具體實 施例中，芯鐵23在電磁閥2啟閉時的移動方向以及自由行程L2的方 向均為豎直方向。
具體地，上述自由行程L2可以通過如下方式形成
在芯4失23的端部i殳置開口壁233,開口壁233中具有朝向閥口 211方向的開口，且其中固定阻擋墊片28,兩者可以採用常規的方式 固定連接於一體，比如焊接；但最好是將兩者卡接於一體首先將阻 擋墊片28放入所述開口壁233中，然後壓接所述開口壁233的開口端 部分,使阻擋墊片28穩定可靠地固定於所述芯鐵23的開口壁233中。
阻擋墊片28的中心軸應當大體與套管25的中心軸重合，在圖2 所示的具體實施方式
中，前述兩軸均處於豎直方向。圖3為圖2所示 電-茲閥處於關閉狀態下密封件與閥口部位的局部;故大結構示意圖。如 圖3所示，阻擋墊片28的內徑①A小於所述中心腔體231的內徑OB, 以便形成大體為環形的阻擋面281。
密封塞22卡接於所述中心腔體231中。具體地說，密封塞22具 有一大體為環形的第一臺階面221，第一臺階面221的外徑①C大於 上述阻擋面281的內徑①A，且第一臺階面221與阻擋面281大體相 平行地設置，由此即可將密封塞22卡接於所述中心腔體231中。
第一臺階面221到密封塞頂面223的距離，應當小於阻擋面281到中心腔體頂面232的距離，兩者的距離差即為密封塞22在所述中心 腔體231中的自由行程L2;顯然，自由行程L2的方向應當與電磁鐵 2開閉時芯《失23的運動方向相同；在圖2所示的具體實施方式
中，兩 者均為豎直方向，這樣密封塞22可在中心腔體231中在第一臺階面 221 i 艮阻擋面281接觸的這一位置與密封塞頂面223 ^^中心腔體頂面 232接觸的第二位置之間動作。
上文具體描述了形成自由行程L2的一種具體方式，應當指出， 在本發明所提供技術方案的啟示下，本領域的技術人員還應當可以想 到其他適宜的方式；本文不再贅述。
套管25的外側設置線圏27。當線圈27通電時，在電^f茲力的作用 下，芯鐵23克服復位彈簧26的彈力，將向靠近封頭24的方向運動。 在芯鐵23的起步階段，由於所述自由行程L2的存在，僅芯鐵23單 獨向靠近封頭24的方向運動；而在所述起步階段，密封塞22在介質 壓差的作用下保持靜止。
請同時參考圖4，圖4為圖2所示電; 茲閥開啟瞬間的密封件與閥 口部位的局部放大結構示意圖。
如前所述，在芯鐵23的起步階段，僅芯鐵23單獨地向靠近封頭 24的方向運動，而密封塞22在介質壓差的作用下保持靜止。
當芯鐵2 3移動的距離接近或等於所述自由行程L 2時，密封塞的 頂面223與所述中心腔體的頂面232之間形成一 間隙L3 ，此間隙L3 接近或等於密封塞22的自由行程L2。
此時芯鐵23接觸密封塞22,具體地說，是與芯鐵23固定連接於 一體的阻擋墊片28的阻擋面281,與密封塞22的第一臺階面221相 接觸。
隨著芯鐵23繼續向靠近封頭24的方向運動，芯鐵23會將密封 塞22帶離閥口211,由此開啟電磁閥2。
自啟動至接觸密封塞22的起步運動過程中，本發明所提供電磁 閥2的芯鐵23與密封塞22是相互獨立且無相互作用力的兩個部件， 因此上述起步運動過程中芯鐵23所受到的阻力很小，甚至可以忽略不
9計，這樣選用較小身見格的線圈27以及芯鐵23即可以順利地實現芯鐵 23的起步。在上述起步運動過程完成後，也即芯鐵23朝向封頭2、4移 動大致等於所述自由行程L2的距離後，芯鐵23將接觸密封塞24，此 時芯鐵23方開始受到介質壓差所形成的阻力。而此時由於芯鐵23與 封頭24的距離已經顯著縮小，這樣芯鐵23與封頭24的吸合力能大幅 提高，因此即使線圈27、芯鐵23的規格已經減小，但芯鐵23與封頭 24之間的吸合力能夠克服介質壓差所形成的阻力和復位彈簧26的彈 力，進而將密封塞22帶離閥口。另一方面，接觸密封塞22時所述芯 鐵23已經具有一定的初速度，其慣性也有助於帶動密封塞22離開閥 口 211。
線圈27斷電之後，芯鐵23在復位彈簧26的作用下帶動密封塞 22向離開封頭24的方向運動，最終恢復圖3所示的關閉狀態。
本發明所提供的電磁閥2使用較小規格的線圈27、芯鐵23即可 以實現正常開閉，有利於實現電磁閥2的小型化，並顯著降低其生產 成本。
然而，需要指出的是，上述具體實施方式
中雖然在保留作用效果 的情況下降低了電磁閥2的規格以及成本，但電磁閥2處於開啟狀態 下其閥口 211的開度可能不夠理想，影響電磁閥的流量。
為了保證閥口 211具有足夠的開度，可以進一步在密封塞22與芯 鐵23之間設置壓緊彈簧29。壓緊彈簧29的彈力應當略大於密封塞22 的重力。
芯鐵23將密封塞22拉離閥口 211後，密封塞22可以在壓緊彈簧 29的作用下移動至所述自由行程Ll的末端，以便其進一步遠離閥口 211。
具體地，壓緊彈簧29可以採用以下方式設置
如圖3所示，在密封塞22的外側進一步設置第二臺階面222,第 二臺階面222大體平行於第一臺階面221,兩者最好共軸且兩者的朝 向大體相同；第二臺階面222的外徑應略大於第一臺階面221的外徑 ①C,且第二臺階面222的外徑最好大體與所述中心腔體231的內徑
10①B相等。壓緊彈簧29的兩端分別支撐於第二臺階面222和阻擋墊片 28的阻擋面281。 、請同時參考圖5,圖5為圖2所示電磁閥處於開啟狀態下密封件 與閥口部位的局部放大結構示意圖。如前所述，芯鐵23將密封塞22拉離閥口 211後，電》茲閥2即被 開啟。當芯鐵23向封頭24移動的距離大於所述自由行程L2時，密封 塞22已經被拉離閥口 211,此時其上下兩側的介質壓差將不復存在， 因此其即可在壓緊彈簧29的作用下相對於芯鐵23產生一個附加位移， 所述附加位移的方向與芯鐵23的移動方向相同，且顯然應當等於所述 自由行程L2。發生所述附加位移之後，密封塞22頂面與中心腔體頂面232之 間的距離L3將不復存在，而在密封塞22的第一臺階面221與阻擋墊 片28的阻擋面281之間將恢復等於自由行程L2的間隙。此時，密封 塞22的總位移L4將等於芯鐵23的總位移，兩者也都等於芯鐵23的 -斤程Ll。電石茲閥2完成開啟後將處於圖5所示的狀態。上述壓緊彈簧29的設置，進一步保證了電-茲閥2開啟時閥口 211 具有較大的開度，進而保證了介質的流量。此外，應當合理地設置上述自由行程L2與電磁閥2開閉過程中 芯鐵23的行程Ll之間的比例關係，上述自由行程L2最好設置為芯 糹失23行禾呈L1的0.2至'j 0.6倍；如果上述比例關係小於0.2,則電不茲閥 動作性能改善的效果不明顯；而如果上述比例關係大於0.6,則需要 將密封塞22的外形高度加高，從而使所述中心腔體231的軸向深度加 深，這樣會增加製造成本，同時會導致電;F茲閥動作時對密封塞22第一 臺階面221的衝擊力過大，並進而縮短電磁閥的使用壽命。密封塞22最好由非金屬材料製成。由於與密封塞22相配合的閥 口 211通常採用金屬材料，因此由非金屬材料製得的密封塞22可以與 閥口 211更為緊密地配合，有利於提高電磁閥關閉時的密封性能。密封塞22可以進一步由聚四氟乙烯製得。聚四氟乙烯具有較高的耐腐蝕、耐老化的性能，且能夠避免大多數常見冷媒的侵蝕。因此，逸用聚四氟乙烯作為密封塞22的材料，可以顯著提高電磁閥的通用性，拓寬其應用範圍。密封塞22還可以通過其他複合材料製得，比如，添加了青銅粉 或玻璃纖維的聚四氟乙烯。如前所述，本發明所提供的電^f茲闊動作時， 密封塞22將受到阻擋墊片28的衝擊作用，因此，密封塞22應當具有 較高的機械性能。在聚四氟乙烯中添加青銅粉或者玻璃纖維可以顯著 提高材料的強度，因此，密封塞22不易受到損壞，電磁閥的使用壽命 因而得到延長。以上對本發明所提供的電f茲閥進行了詳細介紹。本文中應用了具是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前才是下，還可以對 本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求 的保護範圍內。
權利要求
1、一種電磁閥，包括設有閥口(211)的閥座(21)、與所述閥座(21)固定連接的套管(25)、設於所述套管(25)外部的線圈(27)、設於所述套管內的芯鐵(23)、封頭(24)以及設於所述芯鐵(23)和封頭(24)之間的復位彈簧(26)；所述芯鐵(23)的端部進一步設有密封塞(22)；當電磁閥關閉時，所述芯鐵(23)和封頭(24)之間保持適當的間距，且所述密封塞(22)封堵所述閥口(211)；其特徵在於，所述密封塞(22)活動卡接於所述芯鐵(23)端部的中心腔體(231)中，且其在所述芯鐵(23)移動方向上具有一自由行程(L2)，所述自由行程(L2)小於電磁閥開閉過程中所述芯鐵(23)的行程(L1)。
2、 如權利要求1所述的電磁閥，其特徵在於，所述密封塞(22) 與所述芯鐵(23)之間設置有壓緊彈簧(29),壓緊彈簧(29)的預緊 力略大於所述密封塞(22 )的重力；所述芯鐵(23 )將所述密封塞(22 ) 帶離所述閥口 (211)後，所述密封塞(22)在所述壓緊彈簧(29)的 作用下移動至所述自由行程(L2)的末端，以便其進一步遠離所述閥 口 ( 211 )。
3、 如權利要求2所述的電磁閥，其特徵在於，所述芯鐵(23) 的端部進一步設置開口壁(233 );所述開口壁(233 )具有朝向所述閥 口 (211)方向的開口，其中固定連接有阻擋墊片(28);所述的阻擋 墊片(28)的內徑小於所述中心腔體(231 )的外徑，以便形成朝向所 述中心腔體(231 )的阻擋面(281 );所述密封塞(22)具有第一臺階 面(221),其外徑大於所述阻擋墊片(28)的內徑；所述芯鐵(23) 在電磁力的作用下向所述封頭(24 )移動一定距離後，所述阻擋面(281 ) 帶動所述第一臺階面(221),並繼而將所述密封塞(22)帶離所述閥 口 ( 211 )。
4、 如權利要求3所述的電磁閥，其特徵在於，所述阻擋墊片(28) 卡接於所述開口壁(233 )之中。
5、 如權利要求3所述的電磁闊，其特徵在於，所述密封塞(22) 進一步具有第二臺階面(222),其外徑大於所述第一臺階面(221)的 外徑，且兩者的朝向相同；所述壓緊彈簧(29)的兩端分別支撐於所述第二臺階面(222 )以及所述阻擋墊片(28)的阻擋面(281)。
6、 如權利要求、1至5任一項所述的電；茲閥，其特徵在於，所述 密封塞(22)的自由行程(L2)為所述芯鐵行程(Ll)的0.2至0.6倍。
7、 如權利要求6所述的電磁閥，其特徵在於，所述密封塞由非 金屬材料製成。
8、 如權利要求7所述的電磁閥，其特徵在於，所述非金屬材料 為聚四氟乙烯。
9、 如權利要求7所述的電磁閥，其特徵在於，所述非金屬材料 為添加了青銅粉或者玻璃纖維的聚四氟乙烯。
全文摘要
本發明公開了一種電磁閥，其密封塞(22)活動卡接於芯鐵(23)端部的中心腔體(231)中，且其在所述芯鐵(23)移動方向上具有一自由行程(L2)，所述自由行程(L2)小於電磁閥開閉過程中所述芯鐵的行程(L1)。本發明所提供電磁閥的芯鐵與密封塞是相互獨立且無相互作用力的兩個部件，因此芯鐵在起步運動過程中所受到的阻力很小，使用較小規格的線圈、芯鐵即可以實現正常開閉，有利於實現電磁閥的小型化，並顯著降低生產成本。
文檔編號F16K27/02GK101520108SQ200810006389
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月29日 優先權日2008年2月29日
發明者嚴衛林, 王大闖 申請人:浙江三花股份有限公司