一种直动式用于超低温介质的电磁阀的制作方法

1.本实用新型涉及电磁阀领域，特别是涉及一种直动式用于超低温介质的电磁阀。


背景技术：

2.电磁阀门是管道流体输送系统中应用最广泛最重要的执行机构和控制元件，控制系统中不可缺少的设备。电磁阀控制部分按其对主阀的控制形式可分为直动式和先导式两种，主阀阀芯的换向由电磁铁动铁芯直接推动或拖动的控制形式，称为直动式；直动式电磁阀利用电磁效应直接进行控制，因此响应速度快，结构简单，无最小启动压力限制，阀口抗污染和抗干扰能力强，重复性好，动作稳定可靠，体积小，重量轻。
3.管道流体输送系统中，常常需要输送超低温介质，如液氮、液氨、液氧等；现有的电磁阀，当超低温介质从介质进口流入电磁阀腔体后，超低温介质会迅速影响执行机构，使其电流下降，电磁力减弱，导致电磁阀易失效；并且超低温介质也对电磁阀的瞬时开启速度以及密封性能提出了更高的要求，现有的电磁阀结构较紧凑，阀芯行程短瞬时开启速度较慢，开启不可靠，需采用大功率线圈，增加额外成本；而且阀芯的密封面不能自动调节密封，导致阀芯与导阀口的密封性差，易造成泄露；另外现有的电磁阀线圈组件缺少密封结构，在输送超低温介质时，外部产生的冷凝水可能会进入线圈内部，破坏电磁阀，影响使用寿命。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本实用新型所要解决的问题是提供一种直动式用于超低温介质的电磁阀，以克服现有电磁阀不适用超低温介质运输的缺陷。
6.(二)技术方案
7.为解决所述技术问题，本实用新型提供一种直动式用于超低温介质的电磁阀，包括：
8.阀体，其上设置有阀腔以及与所述阀腔连通的介质进口和介质出口，所述阀腔的底部设置有用于连通所述介质出口的导阀口；
9.加长连接管，其下端螺纹连接在所述阀腔内，上端与隔磁管组件螺纹连接，其内设置有与所述阀腔连通的介质流道；
10.阀杆组件，包括滑动安装在所述隔磁管组件内的活动铁芯、置于所述阀腔内用于开闭所述导阀口的阀口密封组件以及穿设在介质流道内的连杆，所述连杆的上端与所述活动铁芯活动连接，其下端与所述阀口密封组件连接。
11.进一步的，所述阀口密封组件包括与所述连杆下端固定连接的密封座，所述密封座的下端设置有阀口密封件，所述阀口密封件的下端设置有与所述导阀口适配密封的锥形密封部；关闭时，所述密封座可在所述连杆的带动下进行摆动，使所述锥形密封部与所述导阀口自动调节达到最佳密封位置。
12.进一步的，所述密封座的外侧滑动套装有压簧座，所述加长连接管内壁设置有用
于限位压簧座的限位凸台；所述密封座的下端设置有压簧凸缘，所述压簧座与所述压簧凸缘之间抵置有压簧，所述压簧始终使所述阀口密封件有朝向所述导阀口运动的趋势。所述压簧座上设置有导流孔，所述介质流道通过所述导流孔与所述阀腔相连通；关闭状态下，所述介质流道的压强大于所述阀腔的压强，使所述阀口密封件紧紧关闭所述导阀口。
13.进一步的，所述活动铁芯下端设置有活动腔，所述连杆的上端固定有限位套，所述限位套宽松置于所述活动腔内使所述连杆可进行摆动以及上下滑动；所述连杆上外套有定位套，所述定位套与所述活动铁芯固定用以防止所述限位套从所述活动腔内脱出；关闭状态下，所述活动铁芯与所述限位套相抵靠，所述限位套与所述定位套呈间隔设置；开启时，所述活动铁芯向上运动，当所述定位套抵靠所述限位套后，其瞬间带动所述连杆向上运动，从而所述阀口密封组件打开所述导阀口。
14.进一步的，所述锥形密封部的密封面角度为60度，所述导阀口呈锥形且其密封面角度为90度。
15.进一步的，所述阀腔的底部通过过盈配合的方式固定安装有阀口镶件，所述导阀口设置在所述阀口镶件上。
16.进一步的，所述加长连接管的上端与所述隔磁管组件之间安装有第一密封圈，所述加长连接管的下端与所述阀体之间安装有第二密封圈。
17.进一步的，所述隔磁管组件的外侧安装有电磁线圈组件，所述电磁线圈组件通过平垫片和固定螺母与所述隔磁管组件固定；所述隔磁管组件与所述电磁线圈组件之间安装有下密封垫，所述平垫片与所述隔磁管组件之间安装有上密封垫，所述固定螺母与所述平垫片之间安装有o型圈。
18.进一步的，所述密封座的上端设置有上安装槽，所述连杆的端部置于所述上安装槽内并通过第一固定销进行固定；所述密封座的下端设置有下安装槽，所述阀口密封件的端部置于所述下安装槽内并通过第二固定销进行固定。
19.(三)有益效果
20.本实用新型提供的一种直动式用于超低温介质的电磁阀，与现有技术相比具有以下优点：
21.1)在电磁阀中段增设加长连接管，在介质流道和其外壁的作用下，使超低温介质与金属接触的表面积增大，使介质气化速度加快，对线圈造成的影响大大减弱，使线圈保持高效的运作；其次，加长连接管内仅有连杆，打破常规电磁阀结构越紧凑越好的现况，加长连接管内腔空间留的比较大，方便超低温介质与空气对流，使其温度升高，削弱其对线圈的影响；并且，加长连接管结构也方便电磁阀在低温介质开关控制管路中的安装和使用，方便线圈电源线的连接；
22.2)连杆采用摆钟式的设计以及采用锥形密封部，当活动铁芯上下运动时，在不能保证绝对中心运动的情况下，摆钟式的设计能够使阀口密封件在进入导阀口后会自动摆动调整至最佳密封位置，以保证电磁阀密封的可靠性，避免泄露；
23.3)小通径超大行程的设计，使电磁阀可借助活动铁芯的加速度进行开启；在开启时，活动铁芯首先向上运动获得一定速度后，瞬间带动阀口密封件脱离导阀口，增大开启的瞬时速度，反应更迅速，开启更可靠；也大大减少了活动铁芯和固定铁芯工作吸合时所需的电磁力，减少电磁阀工作时所需线圈的功率，而线圈功率的降低，可以降低线圈的成本；
24.4)线圈采用三道防水密封，在线圈组件底部加入下密封件，上面加入上密封件，固定螺母处加入o型圈，使冷凝水无法进入线圈内部，保证线圈可以有效的长时间运作。
附图说明
25.图1为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀的结构示意图；
26.图2为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀阀体的结构示意图；
27.图3为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀加长连接管的结构示意图；
28.图4为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀阀杆组件的结构示意图；
29.图5为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀活动铁芯与连杆活动连接的结构示意图；
30.图6为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀阀口密封组件的结构示意图；
31.图7为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀锥形密封部加工时的结构示意图；
32.图8为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀阀口密封件与导阀口密封连接的结构示意图；
33.图9为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀隔磁管组件与电磁线圈组件连接的结构示意图；
34.图10为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀活动铁芯开启行程的结构示意图；
35.图11为本实用新型一种直动式用于超低温介质的电磁阀开启后的结构示意图；
36.图中各个附图标记的对应的部件名称是：1、阀体；101、阀腔；102、介质进口；103、介质出口；104、导阀口；105、阀口镶件；2、加长连接管；201、介质流道；202、限位凸台；3、隔磁管组件；4、阀杆组件；41、活动铁芯；42、阀口密封组件；43、连杆；411、活动腔；412、限位套；413、定位套；421、密封座；422、阀口密封件；423、压簧座；424、压簧；425、第一固定销；426、第二固定销；4211、压簧凸缘；4221、锥形密封部；4231、导流孔；501、第一密封圈；502、第二密封圈；6、电磁线圈组件；601、平垫片；602、固定螺母；603、下密封垫；604、上密封垫；605、o型圈；y、机加工设备夹具；
37.l1、活动铁芯的总行程；l2、活动铁芯的初始行程；l、电磁阀实际开度。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
39.参阅图1至图11，本实用新型提供了一种直动式用于超低温介质的电磁阀，包括阀体1、加长连接管2、隔磁管组件3和阀杆组件4。
40.参阅图1和图2，阀体1的上端中部设置有阀腔101以及位于两侧分别与阀腔101连通的介质进口102和介质出口103，阀腔101的底部设置有用于连通介质出口103的导阀口104，通过开关导阀口104实现电磁阀的开启和关闭。阀腔101的底部通过过盈配合的方式固
定安装有阀口镶件105，导阀口104设置在阀口镶件105上。此结构，采用过盈配合的加工方式，保证阀口镶件与阀体硬密封且达到零泄漏。在组装阀口镶件105时，由于过盈配合很难实现绝对同心，可将阀口镶件置于液氮(-209.86℃)容器内一段时间，使阀口镶件体积产生微变后取出，用塑料头挤压阀口镶件进入阀体中心腔内，此方法既保证阀口镶件不会损坏，又保证导阀口绝对平整，密封性能可靠。
41.参阅图1和图3，加长连接管2的下端螺纹连接在阀腔101内，加长连接管2的上端与隔磁管组件3螺纹连接，安装方便；加长连接管2内设置有与阀腔101连通的介质流道201。此结构，采用牛顿冷却定律，在电磁阀中段增设加长连接管，使介质进入电磁阀腔体后，在介质流道201和其外壁的作用下，使超低温与金属接触的表面积增大，使介质气化速度加快，对线圈造成的影响大大减弱，使线圈保持高效的运作。另外，加长连接管结构也方便电磁阀在低温介质开关控制管路中的安装和使用；因超低温介质流动的管路中，为了介质保温，管路外设有保温层，电磁阀安装在超低温管路时，加长连接管高度高于保温层，安装完成后，电磁阀线圈组件位于保温层外，方便线圈电源线的连接。
42.参阅图1和图4，阀杆组件4包括滑动安装在隔磁管组件3内的活动铁芯41、置于阀腔101内用于开闭导阀口104的阀口密封组件42以及穿设在介质流道201内的连杆43，连杆43的上端与活动铁芯41活动连接，连杆43下端与阀口密封组件42连接。此结构，加长连接管内仅具有连杆，打破常规电磁阀结构越紧凑越好的现况，加长连接管内腔空间留的比较大，方便超低温介质与空气对流，使其温度升高，削弱其对线圈的影响。
43.参阅图4和图6，阀口密封组件42包括与连杆43下端固定连接的密封座421，密封座421的下端设置有阀口密封件422，阀口密封件422的下端设置有与导阀口104适配密封的锥形密封部4221；电磁阀关闭时，密封座421可在连杆43的带动下进行摆动，使锥形密封部4221与导阀口104自动调节达到最佳密封位置。此结构，连杆采用摆钟式的设计以及采用锥形密封部，当活动铁芯上下运动时，由于加工误差的存在，在不能保证绝对中心运动时，摆钟式的设计能够使阀口密封件在进入导阀口后会自动摆动调整至最佳密封点，以保证电磁阀密封的可靠性。
44.参阅图4和图6，密封座421的外侧滑动套装有压簧座423，加长连接管2内壁设置有用于限位压簧座423的限位凸台202；密封座421的下端设置有压簧凸缘4211，压簧座423与压簧凸缘4211之间抵置有压簧424，压簧424始终使阀口密封件422有朝向导阀口104运动的趋势。此结构，在压簧和压簧座的作用下，使阀口密封组件42与导阀口保持同一中心，并且弹簧力可适时调节力值，同时采用弹簧离密封处最近的设计，使弹簧力发挥最佳力值，利于密封位置的自动调节。
45.参阅图8，锥形密封部4221的密封面角度为60度，导阀口104呈锥形且其密封面角度为90度。由于硬密封的特性，本电磁阀采用不同角度的线性密封方式，导阀口密封面采用90度的角度，而阀口密封件设计成60度的角度，当两两配合后会产生一个夹角，此夹角为最终的一个交点，也就是最佳密封位置。
46.参阅图4和图6，压簧座423上设置有导流孔4231，介质流道201通过导流孔4231与阀腔101相连通；在电磁阀关闭状态下，由于面积比差，介质流道201的压强大于阀腔101的压强，使阀口密封件422紧紧关闭导阀口104，阀门关闭更可靠，防止泄露。
47.参阅图6，密封座421的上端设置有上安装槽，连杆43的端部置于上安装槽内并通
过第一固定销425进行固定；密封座421的下端设置有下安装槽，阀口密封件422的端部置于下安装槽内并通过第二固定销426进行固定，连接稳固，安装便捷。
48.参阅图7，本电磁阀采用工程塑料进行硬密封(阀口密封件422材质为工程塑料)，对阀口密封组件上下移动的同心度要求极高；本电磁阀，将组合后的阀口密封组件进行同心加工，即将阀口密封组件42一端的连杆装夹于机加工设备夹具y内，在高速旋转时，用刀具将阀口密封件422进行二次加工，用车削加研磨的方式来完成锥形密封部4221的加工，保证阀口密封件与连杆始终保持同一中心位置。
49.参阅图4和图5，活动铁芯41下端设置有活动腔411，连杆43的上端固定有限位套412，限位套412宽松置于活动腔411内使连杆43可进行摆动以及上下滑动，即限位套412与活动腔411内壁具有间隙，保证连杆43可进行自转、摆动和上下滑动；连杆43上外套有定位套413，定位套413与连杆43也具有间隙，定位套413与活动铁芯41固定用以防止限位套412从活动腔411内脱出。
50.参阅图10和图11，电磁阀关闭状态下，活动铁芯41在重力作用下与限位套412相抵靠，此时限位套412与定位套413呈间隔设置。当电磁阀开启时，电磁线圈通过产生电磁力，活动铁芯41在电磁力的作用下先向上运动，获取一定的速度，初始运动行程为l2；活动铁芯41运动至定位套413抵靠限位套412后，活动铁芯41瞬间带动连杆43克服压簧弹力向上运动，从而阀口密封组件42打开导阀口104；在开启过程中，活动铁芯41的总行程为l1，电磁阀实际开度为l，即l1-l2＝l。此结构，采用小通径超大行程的设计，增大开启的瞬时速度，反应更迅速，开启更可靠；也大大减少了活动铁芯和固定铁芯工作吸合时所需的电磁力，减少电磁阀工作时所需线圈的功率，而线圈功率的降低，可以降低线圈的成本。
51.参阅图1，加长连接管2的上端与隔磁管组件3之间安装有第一密封圈501，加长连接管2的下端与阀体1之间安装有第二密封圈502，有利于提高密封性能。参阅图1和图9，隔磁管组件3的外侧安装有电磁线圈组件6，隔磁管组件3和电磁线圈组件6均为现有技术，具体结构不再赘述。电磁线圈组件6通过平垫片601和固定螺母602与隔磁管组件3固定，隔磁管组件3与电磁线圈组件6之间安装有下密封垫603，平垫片601与隔磁管组件3之间安装有上密封垫604，固定螺母602与平垫片601之间安装有o型圈605。当电磁阀通入如液氮等超低温介质后，整个电磁阀外部气化后瞬间会结霜，当电磁阀长时间工作，线圈产生温度后，会融化成冷凝水；本电磁阀采用线圈三道防水密封，使冷凝水无法进入线圈内部，保证线圈可以有效的长时间运作。
52.本实施例提供的一种直动式用于超低温介质的电磁阀，通过增设加长连接管、改变阀杆开启方式以及提升阀口密封件和电磁线圈的密封性能，使其能够适用于超低温介质的输送，其结构简单，装配快捷，维护方便，可广泛应用在石油化工、暖通空调、消防、船舶重工、环保及其他各工业的管路装置中。
53.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于，包括：阀体(1)，其上设置有阀腔(101)以及与所述阀腔(101)连通的介质进口(102)和介质出口(103)，所述阀腔(101)的底部设置有用于连通所述介质出口(103)的导阀口(104)；加长连接管(2)，其下端螺纹连接在所述阀腔(101)内，上端与隔磁管组件(3)螺纹连接，其内设置有与所述阀腔(101)连通的介质流道(201)；阀杆组件(4)，包括滑动安装在所述隔磁管组件(3)内的活动铁芯(41)、置于所述阀腔(101)内用于开闭所述导阀口(104)的阀口密封组件(42)以及穿设在所述介质流道(201)内的连杆(43)；所述连杆(43)的上端与所述活动铁芯(41)活动连接，其下端与所述阀口密封组件(42)连接；所述阀口密封组件(42)包括与所述连杆(43)下端固定连接的密封座(421)，所述密封座(421)的下端设置有阀口密封件(422)，所述密封座(421)的外侧套装有压簧(424)，所述压簧(424)始终使所述阀口密封件(422)有朝向所述导阀口(104)运动的趋势。2.如权利要求1所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述阀口密封件(422)的下端设置有与所述导阀口(104)适配密封的锥形密封部(4221)；关闭时，所述密封座(421)可在所述连杆(43)的带动下进行摆动，使所述锥形密封部(4221)与所述导阀口(104)自动调节达到最佳密封位置。3.如权利要求1所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述密封座(421)的外侧滑动套装有压簧座(423)，所述加长连接管(2)内壁设置有用于限位压簧座(423)的限位凸台(202)；所述密封座(421)的下端设置有压簧凸缘(4211)，所述压簧座(423)与所述压簧凸缘(4211)之间抵置有压簧(424)。4.如权利要求3所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述压簧座(423)上设置有导流孔(4231)，所述介质流道(201)通过所述导流孔(4231)与所述阀腔(101)相连通；关闭状态下，所述介质流道(201)的压强大于所述阀腔(101)的压强，使所述阀口密封件(422)紧紧关闭所述导阀口(104)。5.如权利要求1所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述活动铁芯(41)下端设置有活动腔(411)，所述连杆(43)的上端固定有限位套(412)，所述限位套(412)宽松置于所述活动腔(411)内使所述连杆(43)可进行摆动以及上下滑动；所述连杆(43)上外套有定位套(413)，所述定位套(413)与所述活动铁芯(41)固定用以防止所述限位套(412)从所述活动腔(411)内脱出；关闭状态下，所述活动铁芯(41)与所述限位套(412)相抵靠，所述限位套(412)与所述定位套(413)呈间隔设置；开启时，所述活动铁芯(41)向上运动，当所述定位套(413)抵靠所述限位套(412)后，其瞬间带动所述连杆(43)向上运动，从而所述阀口密封组件(42)打开所述导阀口(104)。6.如权利要求2所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述锥形密封部(4221)的密封面角度为60度，所述导阀口(104)呈锥形且其密封面角度为90度。7.如权利要求1所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述阀腔(101)的底部通过过盈配合的方式固定安装有阀口镶件(105)，所述导阀口(104)设置在所述阀口镶件(105)上。8.如权利要求1所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述加长连接管(2)的上端与所述隔磁管组件(3)之间安装有第一密封圈(501)，所述加长连接管(2)的下端
与所述阀体(1)之间安装有第二密封圈(502)。9.如权利要求1所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述隔磁管组件(3)的外侧安装有电磁线圈组件(6)，所述电磁线圈组件(6)通过平垫片(601)和固定螺母(602)与所述隔磁管组件(3)固定；所述隔磁管组件(3)与所述电磁线圈组件(6)之间安装有下密封垫(603)，所述平垫片(601)与所述隔磁管组件(3)之间安装有上密封垫(604)，所述固定螺母(602)与所述平垫片(601)之间安装有o型圈(605)。10.如权利要求2所述的直动式用于超低温介质的电磁阀，其特征在于：所述密封座(421)的上端设置有上安装槽，所述连杆(43)的端部置于所述上安装槽内并通过第一固定销(425)进行固定；所述密封座(421)的下端设置有下安装槽，所述阀口密封件(422)的端部置于所述下安装槽内并通过第二固定销(426)进行固定。

技术总结
本实用新型提供了一种直动式用于超低温介质的电磁阀，包括阀体、加长连接管和阀杆组件，阀体上设置有阀腔以及与所述阀腔连通的介质进口和介质出口，所述阀腔的底部设置有用于连通所述介质出口的导阀口；加长连接管下端螺纹连接在所述阀腔内，其上端与隔磁管组件螺纹连接，其内设置有与所述阀腔连通的介质流道；阀杆组件包括滑动安装在所述隔磁管组件内的活动铁芯、置于所述阀腔内用于开闭所述导阀口的阀口密封组件以及穿设在介质流道内的连杆，所述连杆的上端与所述活动铁芯活动连接，其下端与所述阀口密封组件连接；本实用新型提供的一种直动式用于超低温介质的电磁阀，克服了现有电磁阀不适用超低温介质的缺陷。有电磁阀不适用超低温介质的缺陷。有电磁阀不适用超低温介质的缺陷。


技术研发人员：毛杉海 顾国云 郑年泽
受保护的技术使用者：余姚市三力信电磁阀有限公司
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/8/5