一种具有状态反馈功能的电磁阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具备状态反馈功能的电磁阀。所述电磁阀包括左、右电磁铁和阀体，在阀体内设有阀芯，其特征在于：在其中一个电磁铁的端面或分别在两个电磁铁的端面设有状态反馈装置；所述阀芯的两端分别与左、右电磁衔铁连接，并以整体轴的形式安装于阀体中，且与状态反馈装置连接端电磁铁的轴芯伸入状态反馈装置内；所述状态反馈装置包括壳体和电磁阀插头，在壳体内设有位置开关、连杆机构和固定套在轴心上的锥套，位置开关设在连杆机构和活动套上方，且一端固定在位置开关上，另一端与锥套的外表面触接。本实用新型兼具传统机械与电气控制两者特色，整体紧凑，安装方便，具有较强的适用性，适用于各种阀件状态监控场合。
【专利说明】一种具有状态反馈功能的电磁阀
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电磁阀，特别涉及一种具备状态反馈功能的电磁阀。
【背景技术】
[0002]电磁阀属于液压系统中比较常见，应用较为广泛的一种液压控制元件，其结构主要包括电磁线圈、衔铁、阀体及阀芯等，其工作原理为通过电磁线圈通电产生磁场驱动内部衔铁，进而带动与衔铁连接一体的电磁阀阀芯运动，来实现电磁阀各种机能状态下对应阀体上不同油口导通与断开的功能。
[0003]传统的电磁阀在工作介质达到其要求精度情况下能很好的实现其功能，但随着液压系统长期的运行，系统内部不可避免会产生杂质，同时电磁阀自身内部部件也会存在老化及受损，这些因素均会导致电磁阀阀芯自身的运动受阻，响应变慢，但液压系统中没有任何监控装置监测电磁阀的这一状态，无法将电磁阀中阀芯这一关键部位的实际工作状态反映出来，这对于液压系统而言相当致命，尤其是对于工作于核心位置的电磁阀，出现事故后果更为严重，例如水电行业调速器液压系统中的手/自动功能切换电磁阀和紧急停机功能的电磁阀以及化工行业中起安全卸载控制功能的电磁阀等，这些关键位置的电磁阀功能失效时会导致整个液压系统出现故障，同时影响其他相关的机械或者电气系统。
[0004]针对特殊场合对电磁阀阀芯运动状态实时监控的需求，国内外诸多企业以及研究单位均尝试在电磁阀结构基础上添加状态反馈监控装置，用于电磁阀工作过程中阀芯运动状态的实时监测和反馈。市面上大部分反馈装置的工作原理为将阀芯与电磁衔铁连接，通过有源位置开关将阀芯位置信号传输出去解读。这类反馈装置对于阀自身有较高的要求，同时适应能力稍弱，有源位置开关接收、传输信号存在局限，不能满足水电站监控系统和保护系统的控制要求，并且不能适应液控阀类及信号传输控制的兼容性需求。
【发明内容】
[0005]本实用新型根据现有技术的不足提供一种带状态反馈装置的电磁阀，该电磁阀解适用范围广，解决了阀芯位移状态与电气信号传输转换方式单一的问题，同时引入新型的状态反馈装置，采用直连结构反映电磁阀工作过程中阀芯的实际工作状态，提高状态反馈电磁阀的安全可靠性，有助于增强液压控制系统的稳固。
[0006]本实用新型提供的技术方案:所述一种具有状态反馈功能的电磁阀包括左、右电磁铁和内加工有油液流道的阀体,所述左、右电磁铁均由电磁线圈和电磁衔铁组成,在阀体内设有阀芯，其特征在于:在其中一个电磁铁的端面或分别在两个电磁铁的端面设有状态反馈装置，所述状态反馈装置通过锁紧螺母与电磁铁的端面连接，并将电磁线圈锁紧；所述阀芯为阶梯轴式的阀芯，其两端分别与左、右电磁衔铁连接，并和左、右电磁衔铁以整体轴的形式安装于阀体中，且与状态反馈装置连接端电磁铁的轴芯穿过锁紧螺母伸入状态反馈装置内；所述状态反馈装置包括壳体和电磁阀插头，在壳体内设有位置开关和用于控制位置开关状态改变的连杆机构，电磁阀插头与位置开关外的接线缆连接；在伸入壳体内的轴心上固定套设有锥套，位置开关通过插销固定在连杆机构和活动套的上方，且连杆机构的一端固定在位置开关上，另一端与锥套的外表面触接，并在锥套的移动下沿着锥形面升降，改变位置开关的状态。
[0007]本实用新型进一步的技术方案:在插入状态反馈装置内的轴心末端套设有按钮，且按钮的按压端设置状态反馈装置的壳体外侧。
[0008]本实用新型进一步的技术方案:在位置开关外设有移动壳体，位置开关固定在移动壳体内，移动外壳通过上、下两个插销插入外壳内壁的插槽内，在两个插销之间设有长螺杆,长螺杆插入外壳内穿过移动外壳，并与移动外壳螺纹连接。
[0009]本实用新型较优的技术方案:所述锥套为正向锥面或反向锥面或双向锥面，为正向锥面或反向锥面其纵向截面呈直角梯形，为双向锥面时，其纵向截面呈等腰梯形，所述连杆机构为一根活动连杆，其一端固定铰链在位置开关上，另一端设有滚轮，在活动套左右移动时，连杆机构的滚轮沿着锥形斜面上升或下降，带动活动连杆按压或松开控制按钮。
[0010]本实用新型较优的技术方案:所述锁紧螺母的一端套设在与状态反馈装置连接的电磁衔铁端面，并将卷设在电磁衔铁外的电磁线圈锁紧，另一端嵌入开设在状态反馈装置壳体上的凹槽内，并通过盘头螺钉固定拧紧。
[0011]本实用新型较优的技术方案:所述电磁阀插头设置在壳体的上方，并通过紧固螺栓固定连接。
[0012]本实用新型较优的技术方案:在阀芯与左、右电磁衔铁连接处配以O型密封圈进行接口密封。
[0013]本实用新型较优的技术方案:当其中一个电磁铁的端面设有状态反馈装置时，另一个电磁铁的端面由线圈盖帽紧锁压至与阀体的连接端面紧密贴合。
[0014]所述位置开关为无源位置开关，三根接线一处为公共接线，另外两处接线与公共接线的连通与断开功能由位置开关下方活动连杆是否压紧开关按钮这一动作来实现。
[0015]本实用新型的结构设计与工作原理兼具传统机械与电气控制两者特色，整体紧凑，安装布置方便，具备多种液压控制机能，具有较强的适用性。同时其内部阀芯与反馈机构采用直连结构，动作可靠，抗干扰能力强，机械——电气信号转换部位采用机械式行程开关，可提供无源开关信号，相比于传统状态反馈电磁阀，其结构有效避免了有源位置开关信号接收传输兼容性差以及反馈功能所针对阀型单一的弊端，适用于各种阀件状态监控场合，尤其在大型、特大型水电站调速系统控制领域及机组在线监测领域，表现出更强的适应能力。
[0016]与现有的状态反馈电磁阀相比，本实用新型具有以下优点:
[0017]1.电磁阀的阀芯与反馈机构采用直连结构，动作可靠，抗干扰能力强；
[0018]2.采用机械式行程开关，提供无源开关信号，应用范围广泛；特别适用于大型、特大型水电站调速系统控制领域以及机组在线监测领域；
[0019]3.结构紧凑，布置方便，具备多种液压控制机能，液压接口符合国际标准，互换性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型一端设有状态反馈装置的结构示意图；[0021]图2为本实用新型两端均设有状态反馈装置的结构示意图；
[0022]图3为本实用新型的内部结构示意图；
[0023]图4为本实用新型状态反馈装置中锥套为双面锥套的结构示意图；
[0024]图5为本实用新型状态反馈装置中锥套为单面锥套的结构示意图。
[0025]图中:1—线圈盖帽,2—左电磁铁，3—阀体,4一右电磁铁，5—状态反馈装置，6—左电磁衔铁，7一左电磁线圈，8一阀芯,9一右电磁线圈，10一右电磁衔铁，11 一盘头螺钉，12—锁紧螺母，13—长螺杆，14 一插销，15 —电磁阀插头，16—壳体，17—移动外壳，18—位置开关，19一密封盖,20一按钮,21一维套,22一轴心,23一连杆机构,24一滚轮,25一控制按钮。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本状态反馈电磁阀作进一步说明。图1、2、3中，所述一种具有状态反馈功能的电磁阀包括左、右电磁铁2、4和内加工有油液流道的阀体3，所述左、右电磁铁2、4均由电磁线圈和电磁衔铁组成，在阀体3内设有阀芯8，其特征在于:在其中一个电磁铁的端面或分别在两个电磁铁的端面设有状态反馈装置5，当在其中一个电磁铁端面设有状态反馈装置5时，如图1所示，电磁阀的一端通过状态反馈装置5将电磁线圈锁紧压至与阀体3的接触面紧密贴合，另一端通过线圈盖帽I紧锁压至与阀体3接触面紧密贴合；当在两个电磁铁端面设有状态反馈装置5时；如图2所示，电磁阀的两端分别通过状态反馈装置5将电磁线圈锁紧压至与阀体3的接触面紧密贴合；且所述状态反馈装置5通过锁紧螺母12与电磁铁的端面连接，锁紧螺母12的一端套设在与状态反馈装置5连接的电磁衔铁端面，并将卷设在电磁衔铁外的电磁线圈锁紧，另一端嵌入开设在状态反馈装置壳体16上的凹槽内，并通过盘头螺钉11固定拧紧。
[0027]如图3所示，所述阀芯8为阶梯轴式的阀芯，阀芯8在阀体中左右移动的位置是限定的，可以实现根据移动的距离在阀体内部开设定位槽，使阀芯8移动到一定的位置就定位，不会继续移动，阀芯8两端分别与左、右电磁衔铁6、10连接，并和左、右电磁衔铁6、10以整体轴的形式安装于阀体3中，阀芯8在收到电磁感应左右移动时可以带动整个电磁衔铁左右移动，在阀芯与左、右电磁衔铁6、10连接处配以O型密封圈进行接口密封，且与状态反馈装置5连接端电磁铁的轴芯22穿过锁紧螺母12伸入状态反馈装置5内。
[0028]如图4、图5所示，所述状态反馈装置5包括壳体16和电磁阀插头15，电磁阀插头15设置在壳体16的上方，并通过紧固螺栓固定连接，电磁阀插头15与位置开关外18的接线缆连接；所述壳体16为复杂外形零件，其内部开有安装部件所需孔、槽；在壳体16内设有位置开关18和用于控制位置开关状态改变的连杆机构23，在位置开关18外设有移动壳体17,位置开关18固定在移动壳体17内，移动外壳17通过上、下两个插销14插入外壳16内壁对应开设的插孔内，在两个插销14之间设有长螺杆13,长螺杆13插入外壳16内穿过移动外壳17，并与移动外壳17螺纹连接，将位置开关18和移动外壳固定在连杆机构23和活动套21的上方，并可以通过长螺杆13调整移动外壳17的位置，从而调整位置开关与锥套21的锥面相对位置，所述盖19配以O型圈安装于壳体16右侧开口处；所述连杆机构23为一根活动连杆，其一端固定铰链在位置开关18上，另一端设有滚轮24，在伸入壳体16内的轴心22上固定套设有锥套21，所述锥套21为正向锥面或反向锥面或双向锥面，为正向锥面或反向锥面其纵向截面呈直角梯形(如图5所示)，为双向锥面时，其纵向截面呈等腰梯形(如图4所示)，当电磁阀只需要判断两个不同状态时，便可使用只有一个锥面的锥套，当电磁阀需要判断三个不同状态时，便可使用两面锥套。连杆机构23设有滚轮的一端与锥套21的外侧的锥面触接，所述锥套21正向锥面，位置开关18下方活动连杆末端的滚轮贴于锥套21锥面与柱面连接处，滚轮处于锥套21锥面左侧；所述锥套21为反向锥面，位置开关18下方活动连杆末端的滚轮贴于锥套21锥面与柱面连接处，滚轮处于锥套21锥面右侧。在锥套21左右移动时，滚轮沿着锥形斜面和水平柱面上升或下降，带动活动连杆按压或松开控制按钮25，从而改变位置开关18的状态。
[0029]在插入状态反馈装置5内的轴心22末端套设有按钮20，且按钮20的按压端设置状态反馈装置5的壳体外侧，按钮20内端旋入轴心右端螺纹上，将锥套21压紧贴合于对应电磁衔铁右端伸出的阶梯轴轴肩处，锥套21与按钮20轴中心线与壳体16下方所开孔中心线同轴，锥套21与按钮20均处于壳体16下方所开的孔隙中。
[0030]所述位置开关18为无源位置开关，三根接线一处为公共接线，另外两处接线与公共接线的连通与断开功能由位置开关18下方活动连杆是否压紧开关按钮这一动作来实现。
[0031]本实用新型所述的状态反馈电磁阀工作过程如下(以状态反馈装置安装在右电磁铁4端面为例):
[0032]当状态反馈电磁阀的左电磁线圈7通电时，左电磁衔铁6受到线圈磁场作用产生向右推力，进而驱动与左电磁衔铁6内部细杆连接的阀芯8向右运动，继而带动右电磁衔铁IO及内部细杆的向右运动，同时推动套设在右电磁衔铁10内部细杆上的锥套21和按钮20向右运动，当电磁阀阀芯8运动到右侧定位机构位置时，电磁阀机能功能转换，位置开关18下方连杆机构23末端的滚轮沿锥套21锥面下滑至与锥面最低端平行的柱面，连杆机构23对位置开关20的控制按钮25的压力取消，此时控制按钮25恢复弹开，改变位置开关20的状态，同时与位置开关20三根接线连接的外部电气回路状态转换，并将这一阀芯位置变化信息传输出到后续的分析系统中。当状态反馈电磁阀的右电磁线圈9通电时，右电磁衔铁10受到线圈磁场作用产生向左推力，进而驱动与右电磁衔铁10内部细杆连接的阀芯8向左运动，带动右电磁衔铁部细杆以及套在右电磁衔铁的锥套21和按钮20向左运动，当电磁阀阀芯8运动到左边的定位机构位置时，电磁阀机能功能转换，位置开关18下方活动连杆末端的滚轮沿锥面推升至与锥面最高端平齐的柱面，此时连杆机构23对位置开关20的控制按钮25给一个压力，位置开关18的控制按钮25被按下，改变了位置开关18的状态，与位置开关三根接线连接的外部电气回路状态转换，将这一阀芯位置变化信息传输出到后续的分析系统中。
[0033]暂定状态反馈电磁阀处于正常工况时，电磁阀内部阀芯处于右侧的机能状态，若系统出现故障需要电磁阀机能转换，而电磁线圈失效时，此时可以按下状态反馈装置右侧的按钮20，利用手动功能将按钮20、锥套21、右电磁衔铁10、阀芯8以及左电磁衔铁6向左推动，将阀芯8推动到左侧定位机构位置，此时电磁阀机能转换，实现将液压系统关闭的功能，与锥套21贴合的位置开关18下方连杆末端的滚轮沿锥面推升至柱面，使位置开关18的开关按钮按下，位置开关状态转换，通过外部电气回路将这一信息传输出去。
【权利要求】
1. 一种具有状态反馈功能的电磁阀，包括左、右电磁铁(2、4 )和内加工有油液流道的阀体(3)，所述左、右电磁铁(2、4)均由电磁线圈和电磁衔铁组成，在阀体(3)内设有阀芯(8)，其特征在于:在其中一个电磁铁的端面或分别在两个电磁铁的端面设有状态反馈装置(5)，所述状态反馈装置(5)通过锁紧螺母(12)与电磁铁的端面连接，并将电磁线圈锁紧；所述阀芯(8)为阶梯轴式的阀芯，其两端分别与左、右电磁衔铁(6、10)连接，并和左、右电磁衔铁(6、10)以整体轴的形式安装于阀体(3)中，且与状态反馈装置(5)连接端电磁铁的轴芯(22)穿过锁紧螺母(12)伸入状态反馈装置(5)内；所述状态反馈装置(5)包括壳体(16)和电磁阀插头(15),在壳体(16)内设有位置开关(18)和用于控制位置开关状态改变的连杆机构(23),电磁阀插头(15)与位置开关外(18)的接线缆连接；在伸入壳体(16)内的轴心(22)上固定套设有锥套(21 )，位置开关(18)通过插销(14)固定在连杆机构(23)和活动套(21)的上方，且连杆机构(23)的一端固定在位置开关(18)上，另一端与锥套的外表面触接，并在锥套(21)的移动下沿着锥形面升降，改变位置开关(18)的状态。
2.根据权利要求1所述的具有状态反馈功能的电磁阀，其特征在于:在插入状态反馈装置(5 )内的轴心(22 )末端套设有按钮(20 )，且按钮(20 )的按压端设置状态反馈装置(5 )的壳体外侧。
3.根据权利要求1或2所述的具有状态反馈功能的电磁阀，其特征在于:在位置开关(18)外设有移动壳体(17)，位置开关(18)固定在移动壳体(17)内，移动外壳(17)通过上、下两个插销(14)插入外壳(16)内壁的插槽内，在两个插销(14)之间设有长螺杆(13)，长螺杆(13)插入外壳(16)内穿过移动外壳(17)，并与移动外壳(17)螺纹连接。
4.根据权利要求1或2所述的具有状态反馈功能的电磁阀，其特征在于:所述锥套(21)为正向锥面或反向锥面或双向锥面，为正向锥面或反向锥面其纵向截面呈直角梯形，为双向锥面时，其纵向截面呈等腰梯形，所述连杆机构(23)为一根活动连杆，其一端固定铰链在位置开关(18)上，另一端设有滚轮(24)，在活动套(21)左右移动时，连杆机构的滚轮(24 )沿着锥形斜面上升或下降，带动活动连杆按压或松开控制按钮(25 )。
5.根据权利要求1或2所述的具有状态反馈功能的电磁阀，其特征在于:所述锁紧螺母(12)的一端套设在与状态反馈装置(5)连接的电磁衔铁端面，并将卷设在电磁衔铁外的电磁线圈锁紧，另一端嵌入开设在状态反馈装置壳体(16)上的凹槽内，并通过盘头螺钉(11)固定抒紧。
6.根据权利要求1或2所述的具有状态反馈功能的电磁阀，其特征在于:所述电磁阀插头(15)设置在壳体(16)的上方，并通过紧固螺栓固定连接。
7.根据权利要求1或2所述的具有状态反馈功能的电磁阀，其特征在于:在阀芯与左、右电磁衔铁(6、10)连接处配以O型密封圈进行接口密封。
8.根据权利要求1或2所述的具有状态反馈功能的电磁阀，其特征在于:当其中一个电磁铁的端面设有状态反馈装置(5)时，另一个电磁铁的端面由线圈盖帽(I)紧锁压至与阀体(3)的连接端面紧密贴合。
【文档编号】F15B13/02GK203548400SQ201320775435
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】胡梦蛟, 郑伟, 吴肖宇, 徐威, 朱凯 申请人:长江三峡能事达电气股份有限公司