一种电磁阀装置的制作方法

1.本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种电磁阀装置。


背景技术：

2.电磁阀能够借助电磁力的作用，实现流体流向、流量和流速等的主动控制，是液氦、液氮、液氧、液氢等低温制冷循环系统中不可或缺的基础原件。电磁阀的机械结构通常包括阀体和阀芯等部件。芯杆在阀体产生的电磁力的驱动下运动，控制流道的启闭，从而实现流体的通断。
3.然而，目前市场上常见的电磁阀主要是通过电磁铁的主动电磁力和弹簧的预紧弹力实现阀芯的移动和复位。该类电磁阀存在如下问题：
4.第一，电磁阀结构复杂，并易引起密封问题。
5.第二，电磁阀在使用一段时间后，弹性元件由于反复形变易出现应力疲劳，从而造成恢复力不足的问题，导致阀芯无法迅速复位，影响电磁阀的正常工作。
6.第三，普通弹簧具有低温脆性，因此低温环境下弹簧需要采用特制材料以适应特殊的低温工质。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种电磁阀装置，其旨在解决现有的电磁阀由于采用弹簧实现阀芯的移动和复位容易造成恢复力不足和在低温环境下失效导致不可靠的技术问题。
8.为达到上述目的，本发明提供的方案是：
9.一种电磁阀装置，包括壳体组件、第一阀体组件、第二阀体组件和阀芯组件，所述第一阀体组件设于所述壳体组件的一端，所述第二阀体组件设于所述壳体组件的另一端，且所述壳体组件、所述第一阀体组件和所述第二阀体组件围合形成阀腔，所述第一阀体组件包括第一磁铁和绕设在所述第一磁铁周侧并用于控制所述第一阀体组件的磁力的第一导电线圈，所述第二阀体组件包括第二磁铁和绕设在所述第二磁铁的周侧并用于控制所述第二阀体组件的磁力的第二导电线圈，且所述第二阀体组件上设有流道，所述阀腔通过所述流道与外界连通，所述阀芯组件设于所述阀腔内，并用于密封或敞开所述流道，所述第一导电线圈通电，所述第二导电线圈断电，所述第一阀体组件产生的磁力和第二阀体组件产生的磁力的合力指向所述第一阀体组件，所述阀芯组件与所述第一阀体组件相吸以使所述流道敞开，且所述第一导电线圈断电后，所述流道保持敞开；所述第二导电线圈通电，所述第一导电线圈断电，所述第一阀体组件产生的磁力和所述第二阀体组件产生的磁力的合力指向所述第二阀体组件，所述阀芯组件与所述第二阀体组件相吸以使所述流道密封，且所述第二导电线圈断电后，所述流道保持密封。
10.作为一种优选的实施方案，所述第一阀体组件还包括安装在所述壳体组件上的第一支架，所述第一磁铁和所述第一导电线圈均安装在所述第一支架朝向所述第二阀体组件的端面。
11.作为一种优选的实施方案，所述第二阀体组件还包括安装在所述壳体组件上的第二支架和压盖，所述第二支架安装在所述壳体组件上，所述压盖压合在所述第二支架上，并设于所述第二支架的内侧，所述第二支架与所述压盖之间形成有用于安装所述第二磁铁的磁铁槽，所述第二磁铁安装在所述磁铁槽内，所诉第二导电线圈安装在所述压盖朝向所述第一磁铁的一侧，所述流道开设在所述压盖上。
12.作为一种优选的实施方案，所述阀芯组件包括设于所述第一磁铁与所述第二磁铁之间的芯头和设于所述流道内并与所述芯头连接的芯杆，所述芯头具有磁性，且所述芯头呈平板状设置，所述芯头与所述第一阀体组件相吸，所述流道敞开；所述芯头与所述第二阀体组件相吸，所述流道密封。
13.作为一种优选的实施方案，所述芯头由纵向放置的硅钢叠片压制而成。
14.作为一种优选的实施方案，所述阀芯组件还包括套设在芯头外表面的阀芯保护套。
15.作为一种优选的实施方案，所述壳体组件包括第一壳体和与所述第一壳体可拆卸连接的第二壳体，且所述第一壳体和与所述第二壳体密封连接，所述第一阀体组件安装在所述第一壳体上，所述第二阀体组件安装在第二壳体上。
16.本发明提供的电磁阀装置具有以下优点：
17.第一，本发明的电磁阀装置通过控制阀芯组件的位置使得电磁阀装置具有常开、常关和变频往复三种工作状态。
18.第二，本发明的电磁阀装置的第一阀体组件和第二阀体组件均包括磁铁和导电线圈，使得电磁阀装置既能够在导电线圈不通电的情况下自保持常开或常闭状态，又能够通过给导电线圈通电改变阀芯组件的位置，从而在不使用弹簧的情况使得电磁阀装置能够具有常开、常关和变频往复三种工作状态，从而避免了由于弹簧在低温环境下的高频变形造成的性能不可靠、寿命受限等问题。此外，本发明的电磁阀装置通过通断电改变电磁阀装置的工作状态，响应速度快。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1是本发明实施例提供的电磁阀装置的结构示意图；
21.图2是图1的电磁阀装置的一实施例的磁路示意图；
22.图3是图1的电磁阀装置的另一实施例的磁路示意图。
23.附图标号说明：
24.10、壳体组件；11、第一壳体；12、第二壳体；13、阀腔；
25.20、第一阀体组件；21、第一磁铁；22、第一导电线圈；23、第一支架；
26.30、第二阀体组件；31、第二磁铁；32、第二导电线圈；33、第二支架；34、压盖；35、流道；36、磁铁槽；
27.40、阀芯组件；41、芯头；42、芯杆；43、阀芯保护套。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
31.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
32.如图1至图3所示，其为本发明的一种实施例电磁阀装置，用于实现流体流量或者方向的控制，该电磁阀装置不需要设置弹簧、波纹管和波纹簧片等需要反复变形的弹性件，避免了低温环境失效导致的不可靠问题。
33.请参阅图1，本发明实施例的电磁阀装置包括壳体组件10、第一阀体组件20、第二阀体组件30和阀芯组件40，第一阀体组件20设于壳体组件10的一端，第二阀体组件30设于壳体组件10的另一端，且壳体组件10、第一阀体组件20和第二阀体组件30围合形成阀腔13，第一阀体组件20包括第一磁铁21和绕设在第一磁铁21的周侧并用于控制第一阀体组件20的磁力大小与磁力方向的第一导电线圈22，第二阀体组件30包括第二磁铁31和绕设在第二磁铁31的周侧并用于控制第二阀体组件30的磁力大小与磁力方向的第二导电线圈32，且第二阀体组件30上设有流道35，阀腔13通过流道35与外界连通，阀芯组件40设于阀腔13内，并用于密封或敞开流道35，第一导电线圈22通电，第二导电线圈32断电，第一阀体组件20产生的磁力和第二阀体组件30产生的磁力的合力指向第一阀体组件20，阀芯组件40与第一阀体组件20相吸以使流道35敞开，电磁阀装置处于开状态，第一导电线圈22断电后，电磁阀装置保持开状态；第二导电线圈32通电，第一导电线圈22断电，第一阀体组件20产生的磁力和第二阀体组件30产生的磁力的合力指向第二阀体组件30，阀芯组件40与第二阀体组件30相吸以使流道35密封，电磁阀装置处于关状态，且第二导电线圈32断电后，电磁阀装置保持关状态。
34.具体地，第一磁铁21和第二磁铁31均为永磁铁。如图2和图3所示，第一磁铁21产生的磁感线方向和第一导电线圈22产生的磁感线方向一致，第二磁铁31产生的磁感线方向和第二导电线圈32产生的磁感线方向一致。
35.当电磁阀装置需要保持常开状态时，第二导电线圈32断电，给第一导电线圈22通电，使阀芯组件40靠近第一磁铁21，阀芯组件40受到第一磁铁21的吸引力，与第一磁铁21相
吸，此时，再让第一导电线圈22断电，电磁阀装置即可以实现常开自保持功能。
36.当电磁阀装置需要保持常关状态时，第一导电线圈22断电，给第二导电线圈32通电，使阀芯组件40靠近第二磁铁31，阀芯组件40受到第二磁铁31的吸引力，与第二磁铁31相吸，此时，再让第二导电线圈32断电，电磁阀装置即可以实现常关自保持功能。
37.第一导电线圈22和第二导电线圈32的通电状态分别以固定频率进行开启和断开时，阀芯组件40以该频率进行往复运动，此时电磁阀装置为变频往复状态。
38.第一导电线圈22和第二导电线圈32无需通电依然能保证电磁阀装置的常开或者常关状态，这有利于降低能耗，节省能源和减少产热。
39.可以理解地，第一磁铁21和第二磁铁31的总体积的大小应较为接近，第一磁铁21的磁极总面积和第二磁铁31的磁极总面积的大小应较为接近，这样能够保证第一磁铁21和第二磁铁31对阀芯组件的磁力作用不至于相差过大，因此，当电磁阀装置处于常开或者常关状态时，和一端磁铁相贴合的阀体组件不至于因受到另一端过大的磁力而导致该端磁铁和阀芯组件被动分开(此时两端线圈均处于断电状态)。
40.第一阀体组件20还包括安装在壳体组件10上的第一支架23，第一磁铁21和第一导电线圈22均安装在第一支架23朝向第二阀体组件30(第二支架33)的端面。第一支架23的设置能够集成第一磁铁21和第一导电线圈22后再装配到壳体组件10，装配更加方便。
41.具体地，第一支架23由非导磁材料制成。
42.第二阀体组件30还包括安装在壳体组件10上的第二支架33和压盖34，第二支架33安装在壳体组件10上，压盖34压合在第二支架33上，并设于第二支架33的内侧，第二支架33与压盖之间形成有用于安装第二磁铁31的磁铁槽36，第二磁铁31安装在磁铁槽36内，第二导电线圈32安装在压盖34朝向第一磁铁21的一侧，流道35开设在压盖34上，这样设计，有利于拆装第二磁铁31。
43.具体地，第二支架33和压盖34均由非导磁材料制成。
44.请参阅图1，阀芯组件40包括设于第一磁铁21与第二磁铁31之间的芯头41和设于流道35内并与芯头41连接的芯杆42，芯头41呈平板状设置，芯头41具有磁性，能够与第一阀体组件20或第二阀体组件30相吸。当芯头41与第一阀体组件20相吸时，流道35敞开，电磁阀装置处于开状态，当芯头41与第二阀体组件30相吸时，流道35密封，电磁阀装置处于关状态。本发明实施例的电磁阀装置设计了平板状的芯头41，利用芯头41两端面面受力，即通过平板实现受力，替代了市场上常见的芯杆42受力。相同线圈电流下，通过增大平板面积的设计可有效增大受力，加快响应速度。
45.进一步地，阀芯组件40还包括套设在芯头41外表面的阀芯保护套43。阀芯保护套43由聚酰亚胺制成，耐低温和撞击，通过阀芯保护套43将芯头41包裹起来，因此具有固定和保护芯头41的作用。此外，阀芯保护套43不导磁，因此还具有能够避免由于磁极和阀头的无空隙接触造成的磁力过大而导致的两者过度贴合，难以分开。
46.具体地，芯头41由纵向放置的硅钢叠片压制而成，阀芯保护套43包裹在硅钢外面，具有固定和保护硅钢叠片的作用。芯杆42采用非导磁材料制成。芯头41和芯杆42通过螺钉或者过盈装配等方式连接。
47.请参阅图1，壳体组件10包括第一壳体11和与第一壳体11可拆卸连接的第二壳体12，第一壳体11和与第二壳体12之间采用密封措施实现阀内气体和阀外的密封，具体的密
封方式不进行限制。第一阀体组件20安装在第一壳体11上，第二阀体组件30安装在第二壳体12上，第一壳体11和与第二壳体12均有非导磁材料制成，例如不锈钢材料。第一壳体11和第二壳体12可拆卸连接，使得第一阀体组件20和第二阀体组件30装卸更加便利。
48.本发明实施例的电磁阀装置具有以下优点：
49.第一，本发明实施例的电磁阀装置通过控制阀芯组件40的位置使得电磁阀装置具有常开、常关和变频往复三种工作状态。
50.第二，本发明实施例的电磁阀装置的第一阀体组件20和第二阀体组件30均包括磁铁和导电线圈，使得电磁阀装置既能够在导电线圈不通电的情况下自保持常开或常闭状态，又能够通过给导电线圈通电改变阀芯组件40的位置，从而在不使用弹簧的情况使得电磁阀装置能够具有常开、常关和变频往复三种工作状态，从而避免了由于弹簧在低温环境下的高频变形造成的性能不可靠、寿命受限等问题。此外，本发明实施例的电磁阀装置通过通断电改变电磁阀装置的工作状态，响应速度快。
51.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。