具有两件运动阀元件的电磁阀.pdf

摘要
申请专利号：	CN200780050287.7	申请日：	2007.01.22
公开号：	CN101663523A	公开日：	2010.03.03
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F16K 31/10申请日:20070122\|\|\|公开
IPC分类号：	F16K31/10	主分类号：	F16K31/10
申请人：	IMI韦伯有限公司
发明人：	G·斯库达摩; C·巴尼什; P·埃利森
地址：	英国布里斯托尔
优先权：
专利代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司	代理人：	温大鹏
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内容摘要

公开了用于运转电磁阀的系统和方法。通过相对于第二阀元件(6、7)使第一阀元件(4)运动第一距离来运转电磁阀。并且之后相对所述第一阀元件(4)拉动所述第二阀元件(6、7)第二距离，其中所述第二阀元件(6、7)抵抗来自密封件(8)的阻力运动并且其中所述第二阀元件(6、7)的运动相对于孔口(10)打开一间隙。第二元件(6、7)之后在弹簧负载下运动第三距离从而相对于所述孔口(10)打开更大的间隙。

权利要求书

1：一种电磁阀，特征在于：阀底座(6、7)，其被构造成相对于阀孔口(10)在闭合位置、部分打开位置和完全打开位置之间运动；电枢(4)，其被构造成相对于所述阀底座(6、7)在第一位置和第二位置之间运动，并且其中所述电枢(4)被作用于所述阀底座(6、 7)的偏压力偏压朝向所述第一位置；磁路，当被激励时该磁路将所述电枢(4)从所述第一位置拉动到所述第二位置；一旦所述电枢(4)到达所述第二位置，所述磁路使用所述电枢(4) 将所述阀底座(6、7)从所述闭合位置拉动到所述部分打开位置；一旦所述阀底座(6、7)到达所述部分打开位置，所述偏压力使所述阀底座(6、7)运动到所述完全打开位置。
2：根据权利要求1所述的电磁阀，特征还在于：具有第一流体端口(P1)和第二流体端口(P2)的阀主体，其中所述第一流体端口(P1)连接于所述阀孔口(10)的第一侧并且所述第二流体端口(P2)连接于所述阀孔口(10)的第二侧；密封构件(8)，其被连接于所述阀底座(6、7)并且在所述阀底座(6、7)和所述阀主体之间形成密封，并且其中当所述阀底座(6、 7)处于所述闭合位置时所述密封构件(8)阻止在所述第一流体端口 (P1)和所述第二流体端口(P2)之间的流体流动。
3：根据权利要求2所述的电磁阀，其中所述电枢(4)被围绕于腔内，该腔连接于所述第一流体端口(P1)。
4：根据权利要求3所述的电磁阀，其中所述密封构件(8)的直径大约等于所述阀底座(7)的直径。
5：根据权利要求3所述的电磁阀，其中所述密封构件(8)的直径大于所述阀底座(7)的直径。
6：根据权利要求3所述的电磁阀，其中所述密封构件(8)的直径小于所述阀底座(7)的直径。
7：根据权利要求1所述的电磁阀，其中当所述电枢(4)处于所述第一位置时所述电枢(4)和所述磁路之间的间隙(5)处于第一尺寸，并且当所述电枢(4)处于所述第二位置时所述电枢(4)和所述磁路之间的间隙(5)处于第二尺寸，其中所述第一尺寸大于所述第二尺寸。
8：根据权利要求7所述的电磁阀，其中所述间隙(5)是在所述电枢(4)和所述磁路内的固定杆(3)之间。
9：根据权利要求8所述的电磁阀，其中当所述阀底座(6、7)处于所述部分打开位置时所述间隙(5)是零。
10：根据权利要求1所述的电磁阀，其中所述偏压力由回动弹簧 (9)产生。
11：根据权利要求1所述的电磁阀，特征还在于：主弹簧(11)，其被构造成当所述磁路未被激励时使所述电枢(4) 运动到所述第一位置并且使所述阀底座(6、7)运动到所述闭合位置。
12：一种运转电磁阀的方法，特征在于：使第一阀元件(4)相对第二阀元件(6、7)运动第一距离；相对于所述第一阀元件(4)拉动所述第二阀元件(6、7)第二距离，其中所述第二阀元件(6、7)抵抗来自密封件(8)的阻力而运动，并且所述第二阀元件(6、7)的运动相对于孔口(10)打开一间隙。 13根据权利要求12所述的运转电磁阀的方法，其中由作用于所述密封件(8)、来自于第一流体端口(P1)的压力产生的第一力大约等于由作用于密封所述孔口(10)的所述第二阀元件(6、7)上的底座(7)、来自所述第一流体端口(P1)的压力产生的第二力。 14.根据权利要求13所述的运转电磁阀的方法，其中所述第一阀元件(4)被来自所述第一流体端口(P1)的压力围绕。 15.根据权利要求12所述的运作电磁阀的方法，特征还在于：使所述第二阀元件(6、7)相对于所述第一阀元件(4)运动第三距离，其中所述第二阀元件(6、7)的运动还相对于所述孔口进一步打开所述间隙并且其中打开的间隙具有等于所述第二距离的长度，并且进一步打开的间隙具有等于所述第二距离加上所述第三距离的长度。 16.根据权利要求12所述的运转电磁阀的方法，特征还在于：使用来自磁路的力相对于所述第二阀元件(6、7)移动所述第一阀元件(4)；当通过减小所述第一阀元件(4)和所述磁路内的固定元件之间的距离而使得所述第一阀元件(4)相对于所述第二阀元件(6、7)运动时，增大由所述磁路产生的力。 17.根据权利要求12所述的运转电磁阀的方法，其中由作用于所述密封件(8)、来自于第一流体端口(P1)的压力产生的第一力大于由作用于密封所述孔口(10)的所述第二阀元件(6、7)上的底座(7)、来自所述第一流体端口(P1)的压力产生的第二力。 18.根据权利要求12所述的运转电磁阀的方法，其中由作用于所述密封件(8)、来自于第一流体端口(P1)的压力产生的第一力小于由作用于密封所述孔口(10)的所述第二阀元件(6、7)上的底座(7)、来自所述第一流体端口(P1)的压力产生的第二力。 19.一种电磁阀，特征在于：第一阀元件(6、7)，其被构造成相对于阀孔口(10)在闭合位置和打开位置之间运动；电枢(4)，其被构造成使用由磁路产生的力将所述第一阀元件(6、 7)从所述闭合位置拉动到所述打开位置；用于增大所述磁路的力的装置，其用于移动所述第一阀元件而不增加所述磁路中的磁线圈的功率。

说明书

具有两件运动阀元件的电磁阀
    背景技术

    代表性的直接作用的电磁阀使用包含密封件的电枢，该密封件被弹簧压抵于孔口。流体压力抵抗或随弹簧负载而作用在孔口区域上，从而具有泄漏或防止阀打开的趋势。一些电磁阀使用“平衡”电枢，其中孔口两端的压力被密封件两端的压力抵消，该密封件具有与孔口相同的等效直径。这导致电枢两端的负载显著减小，在处于较大压力差时尤为如此。平衡阀可以具有显著的密封摩擦力，阀需要克服该密封摩擦力来运转。摩擦力通常随阀端口之间的压力差的增加以及密封件直径的增加而增加。

    【附图说明】

    图1是在本发明的一个示例性实施例中的电磁阀的截面图。

    【具体实施方式】

    图1及下面的说明描述了具体示例以便教导本领域的技术人员怎样产生并使用本发明的最佳模式。为了讲授本发明的原理，简化或省略了一些常规方面。本领域的技术人员将从这些示例中意识到落入本发明范围的各种变型。本领域的技术人员将意识到下述特征可以以各种方式结合从而形成本发明的多种变型。因此，本发明不意图被限制于下述具体示例，而是仅被权利要求及其等价物所限制。

    图1是在本发明的一个示例性实施例中的电磁阀的截面图。电磁阀包括电磁线圈1、铁磁路2、固定杆3、运动电枢4、底座外壳6、底座7、密封件8、回动弹簧9、孔口10以及主弹簧11。在本发明的一些实施例中，底座外壳6和底座7可以一体成形为单件。电磁阀中的磁路包括电磁线圈1、铁磁路2、固定杆3和运动电枢4。作用在电枢4上的有效磁力随线圈功率的增加而增加，并且/或者随电枢4和固定杆3之间的间隙5的尺寸减小而增加。电枢4、底座外壳6、底座6、密封件8和回动弹簧包括电枢/底座子组件。主弹簧11保持电枢/底座子组件抵靠孔口10。通过端口P1和P2形成流体连接，其中端口被连接于孔口10的每一侧。

    在运转中，当线圈未被激励时，主弹簧11通过电枢4和底座外壳6作用于底座7使其保持抵靠孔口10。电枢4被全部容纳在端口P1的流体中。因为电枢4完全被来自端口P1的流体围绕，所以电枢不需要任何密封元件并且电枢4的任意部分两端均不存在压力差。来自端口1的流体在两个部位被密封以隔离于进入端口2。第一个部位是在底座保持件6和阀主体之间且在密封件8的位置处。第二个部位是在底座7和孔口10之间。在本发明的一个示例性实施例中，底座外壳6内的密封件8和孔口直径10紧密匹配从而减少或平衡由于底座外壳6两端的压力差而产生的净负载。在本发明的另一个示例性实施例中，密封件8的直径和孔口直径有意地不匹配从而当阀闭合时在底座外壳6和孔口10之间产生力。该力是由于密封件8和孔口10之间处于压力下的区域内的净差而产生的。可以通过使得密封件直径大于或小于孔口直径而改变该力的方向。净偏压力的方向可以被用于增加底座外壳6和孔口10之间的力，或者减小底座外壳6和孔口10之间的力。在本发明的一个示例性实施例中，保持小的孔口边缘半径从而最小化有效底座宽度，这有助于维持小的压力负载滞后。当线圈1被激励时，电枢4克服主弹簧11和回动弹簧9的合力被拉向杆3。在本发明的一个示例性实施例中，初始间隙5约为2mm。可以使用其他初始间隙尺寸。在没有密封件阻力的情况下行进了一段短距离后，电枢接触底座外壳6。在本发明的一个示例性实施例中，这个短的行进距离约为1mm或者是初始间隙5的一半。可以使用其他的短行进距离并且该短行进距离可以小于或大于初始间隙。一旦电枢4已经接触底座外壳6，则电枢4将拉动底座外壳6使之随着电枢4而动。为了移动底座外壳6，电枢4必须克服底座外壳6内的密封件8和阀的主体之间的摩擦。当初始移动底座外壳6时，也可能需要电枢4来克服净压力负载。通过由于间隙5减小而增大地电磁力以及通过运动电枢4的动量，可以克服这些附加力。通过使用较大的电磁力和运动电枢的动量来克服密封摩擦和任意压力差，则可以针对给定尺寸的电磁阀使用更小线圈或更小线圈功率。当底座外壳6和底座7运动离开孔口10时，在端口P1和P2之间可以具有流体流动。当电枢4和底座外壳6继续运动时，电枢将间隙5减小到零并且接触杆3。在这种情况下，还没有建立完全流动，因为底座7和孔口之间的空间约为1mm。回动弹簧9将继续使底座外壳6运动离开孔口直到底座外壳6的顶侧接触电枢4。一旦底座外壳6接触电枢4，则底座7和孔口10之间的间隙将是最大尺寸。

    当线圈1被激励时，打开阀的操作序列开始。被激励的线圈1导致电枢在接触底座外壳6的一端之前运动第一距离。一旦电枢4已经接触底座外壳6，则被激励的线圈1使得电枢4和底座外壳6运动第二距离直到电枢4接触固定杆3。回动弹簧9继续使底座外壳6运动第三距离直到底座外壳6接触电枢4的另一端。

    为了关闭阀，线圈1被去激励并且主弹簧11下推电枢4、底座外壳6和底座7以抵靠孔口10。