比例控制阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种比例控制阀，包括阀体和线圈，所述阀体上设有进气口、出气口、以及与所述进气口和所述出气口相连的腔，所述腔内置有动铁芯的一部分，所述线圈内置有定铁芯和所述动铁芯的其它部分，所述定铁芯内设有用于设定进气压力的调节部件，所述调节部件与所述动铁芯之间设有弹簧；所述线圈在工作时根据与之连接的脉冲信号控制所述定铁芯与所述动铁芯之间的磁力以平衡所述动铁芯的位移，使所述弹簧与所述设定的进气压力达到平衡。本实用新型通过电子脉冲控制磁力大小、进而控制流量输出，达到按比例控制流量输出的目的。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种比例控制阀，特别是一种通过电磁转换控制流量输出的比例 控制阀。 比例控制阀
【背景技术】
[0002] 目前汽车行业使用的控制阀，只有开关控制。当处于开状态时，流量输出为最大； 当处于关状态时，流量输出为零。这种比例控制阀的缺点是不能根据实际需求控制流量的 输出，即不能按比例输出流量。而汽车行业的尾气排放控制需要满足汽车尾气标准（参见 GB17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方 法》），在此情况下就不适用这种控制阀。
[0003] 现有技术中虽然也存在一些比例控制阀，但是这些阀大部分是机械控制的，以应 用于油田的液压控制阀居多。这也不适用于汽车行业的尾气排放标准。 实用新型内容
[0004] 为解决上述问题，本实用新型提供了一种比例控制阀，通过外部提供的电子脉冲 控制磁力大小、进而控制流量输出，达到按比例控制流量输出的目的。
[0005] 本实用新型实施例提供的比例控制阀，包括阀体和线圈，所述阀体上设有进气口、 出气口、以及与所述进气口和所述出气口相连的腔，所述腔内置有动铁芯的一部分，所述线 圈内置有定铁芯和所述动铁芯的其它部分，所述定铁芯内设有用于设定进气压力的调节部 件，所述调节部件与所述动铁芯之间设有弹簧；所述线圈在工作时根据与之连接的脉冲信 号控制所述定铁芯与所述动铁芯之间的磁力以平衡所述动铁芯的位移，使所述弹簧与所述 设定的进气压力达到平衡。
[0006] 上述比例控制阀还包括设置在所述动铁芯上的断路环，所述断路环设置在所述动 铁芯与所述弹簧连接的一端，所述弹簧穿过所述断路环与所述动铁芯接触。
[0007] 上述定铁芯和所述动铁芯为导磁材质，所述断路环为不导磁材质。
[0008] 上述调节部件为调节螺钉，所述调节螺钉具有调节端和底端，所述调节螺钉的底 端与所述弹簧的一端接触，所述弹簧的另一端与所述动铁芯的一端接触。
[0009] 上述调节螺钉的调节端暴露在所述线圈的外部。
[0010] 上述比例控制阀还包括用于支撑所述定铁芯的电磁壳，所述电磁壳的一部分位于 所述阀体的所述腔内，所述电磁壳的其它部分位于所述线圈内，且所述电磁壳位于所述动 铁芯的外围。
[0011] 上述比例控制阀还包括位于所述阀体与所述线圈之间的盖板，所述盖板压住所述 电磁壳且所述盖板固定在所述阀体上。
[0012] 上述动铁芯的外表面设有第一环形槽，所述第一环形槽内装有导向环。
[0013] 上述比例控制阀还包括将所述定铁芯与所述线圈固定的卡簧。
[0014] 上述定铁芯的外部设有第二环形槽，所述卡簧位于所述定铁芯的第二环形槽内 部，并且位于所述线圈的外表面。
[0015] 上述比例控制阀还包括连接所述进气口与所述腔的进气通道，以及连接所述出气 口与所述腔的出气通道。
[0016] 上述动铁芯和所述进气通道与所述腔的连接口之间设有密封垫。
[0017] 上述定铁芯与所述电磁壳之间衔接第一密封圈后通过滚压方式连接。
[0018] 上述电磁壳的外部设有第二密封圈，所述第二密封圈位于所述阀体的所述腔内、 且与所述盖板接触。
[0019] 上述进气口内置有植入式接头。
[0020] 上述线圈外部设有接线端，所述比例控制阀还包括与所述线圈外部的接线端连接 的接插件，通过该接插件所述线圈与所述脉冲信号相连。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型带来的有益技术效果是：本实用新型通过外部提供 的电子脉冲控制线圈的电流，通过线圈电流的变化控制定铁芯与动铁芯之间的磁力，进而 由磁力大小控制最终的流量输出，这种结构设计能够达到按比例控制流量输出的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是根据本实用新型实施例的比例控制阀示意图；
[0023] 图2是图1所示的比例控制阀的爆炸图；
[0024] 图3是图1所示的电磁壳组件的爆炸图；
[0025] 图4是图1所示的动铁芯组件的爆炸图；
[0026] 图5是根据本实用新型实施例的卡簧结构示意图。
[0027] 图号说明：1_阀体，2_盖板，3_电磁壳，4_第二密封圈，5_动铁芯，6_线圈，7_卡 簧，8-第三密封圈，9-调节螺钉，10-弹簧，11-第一密封圈，12-螺栓，13-钢球，14-植入式 接头，15-导向环，16-接插件，17-端子，18-定铁芯，19-断路环，20-密封垫，21-腔，22-进 气口，23-出气口，24-进气通道，25-出气通道，181-第二环形槽，71-夹持部，72-头部， 73-第一腿部，74-第二腿部。
【具体实施方式】
[0028] 为了使本【技术领域】的人员能更好地理解本发明，并使本发明的上述目的、特征能 够更加明显易懂，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。这些实施例仅用于说明本 实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
[0029] 如图1和图2所示，本实施例提供的比例控制阀，包括阀体1和线圈6,所述阀体1 上设有进气口 22、出气口 23、以及分别与所述进气口和所述出气口相连的腔21，所述腔21 内置有动铁芯5的一部分，所述线圈6内置有定铁芯18和所述动铁芯5的其它部分，所述定 铁芯18内设有调节螺钉9,所述调节螺钉9与所述动铁芯5之间设有弹簧10,所述动铁芯5 与所述弹簧10连接的一端设有断路环19,所述弹簧10穿过所述断路环19与所述动铁芯5 接触；工作时，所述线圈6与脉冲信号相连，所述线圈根据脉冲信号控制所述定铁芯与所述 动铁芯之间的磁力。产生脉冲信号的器件位于线圈外部，可以由单独的部件产生（比如可 以由脉宽调制器产生，也可以由其它发生器产生），也可以集成在电子控制单元E⑶中；本 实施方式仅以脉冲信号由外部脉宽调制器产生为例，其中脉宽调制器与电子控制单元ECU 相联，ECU控制脉宽调制器输出相应的电子脉冲。另外，本实施例通过调节螺钉9设定进气 压力，如果不是螺钉而是其它部件，只要能够起到调节进气压力的作用，都在本实用新型的 保护范围之内；需要说明的是，该比例控制阀的各个组成部件在装配前，已根据用户对进气 压力的需求选定了螺钉，也就是说在该比例控制阀工作时调节螺钉是固定的，不能再起调 节作用。之所以命名为调节部件，是因为它可事先根据用户对进气压力的需求而选定。
[0030] 本实用新型提供的比例控制阀为常闭阀，在失电状态下，可根据实际需求设定该 比例控制阀的最大耐压量，例如本实施例设定比例控制阀最大可耐11公斤压力。工作时， 电子控制单元ECU控制脉宽调制器输出相应的电子脉冲，由脉宽调制器输出电子脉冲给与 之相连的线圈，线圈得电，根据电子脉冲的数量，产生强度不同的电流，此时线圈产生的电 磁力使动铁芯克服弹簧力而提升，这时出气口会产生一定的气体，当线圈的电流不断增大 时，出气口的流量也随着变大，从而达到按比例控制流量输出的目的。
[0031] 如图2和图4所示，本实施例的动铁芯组件包括动铁芯5、断路环19和密封垫20。 如图2和图3所不，本实施例的电磁壳组件包括电磁壳3和定铁芯18。
[0032] 定铁芯18和动铁芯5为导磁材质，断路环19为不导磁材质。在线圈得电时，定铁 芯把动铁芯吸起至贴合；在线圈失电的瞬间，由于定铁芯和动铁芯会产生剩磁，所以定铁芯 和动铁芯有可能一直被吸住，故采用断路环来阻止定铁芯和动铁芯之间的吸附。
[0033] 根据实际情况，所述比例控制阀还包括连接所述进气口 22与所述腔21的进气通 道24,以及连接所述出气口 23与所述腔21的出气通道25。
[0034] 所述动铁芯5和所述进气通道24与所述腔21的连接口之间设有密封垫20。
[0035] 所述进气口 22内置有植入式接头14,植入式接头14连接阀体1。植入式接头的 作用是方便用户将此比例控制阀连接外部管道，如果没有植入式接头，不影响此比例控制 阀的功能，只是需要用户自己配置后才能与外部管道连接。
[0036] 本实施例中，提供了一种优选实施方式，可以将所述进气通道24与所述腔21的连 接口的直径设为1mm，该连接口被密封垫20封住。将连接口的直径设为1mm，一是满足客户 要求，二是提高出气口流量的精度。需要说明的是，本优选实施例提供的实施方案仅用于示 例说明，不用做对本申请的限制。
[0037] 图2中向下箭头为进气口，流体通过2mm孔径进入1mm孔径，密封垫20通过弹簧 力平衡PS力（P为进气压力，S为孔径1mm的面积）。
[0038] 如图1和图2所示，本实施例中进气通道在阀体1上有一工艺孔，用钢球13将工 艺孔堵住，可以实现避免漏气的效果。需要说明的是，只要实现堵住不漏气的技术效果，其 它实施方式只要能够达到该技术效果，都是可以实施的，并不限制仅采用钢球13的实施方 式。
[0039] 调节螺钉具有调节端和底端，所述弹簧10的一端接触所述调节螺钉9的底端，所 述弹簧10的另一端接触所述动铁芯5的上端。调节螺钉9的调节端暴露在线圈6的外部。 通过调节螺钉9设定进气压力，使进气压力和弹簧达到某种平衡。
[0040] 为了支撑定铁芯18,所述比例控制阀还包括电磁壳3,电磁壳3的材料可以为不导 磁不锈钢，它把磁性集中到定铁芯上。电磁壳3的一部分位于所述阀体1的腔21内，所述 电磁壳3的其它部分位于所述线圈6内，且所述电磁壳3位于所述动铁芯5的外围。
[0041] 所述比例控制阀还包括位于所述阀体1与所述线圈6之间的盖板2,所述盖板2压 住所述电磁壳3且所述盖板2固定在所述阀体1上，图2所示为用螺栓12将盖板2固定在 阀体1上。盖板的作用是固定电磁壳。
[0042] 为了防止动铁芯5在电磁壳3中左右晃动，所述动铁芯5的外表面设有第一环形 槽，所述第一环形槽内装有导向环15。安装导向环的作用就是为了使动铁芯定位。本实施 例在动铁芯5的外表面设有两个所述第一环形槽，因此装有两个导向环15,这样能够很好 地定位动铁芯。
[0043] 所述比例控制阀还包括将所述定铁芯与所述线圈固定的卡簧7。如图5所示，卡簧 7包含夹持部71、头部72、第一腿部73和第二腿部74,所述夹持部为U形，所述第一腿部73 和所述第二腿部74分别是所述U形的末端延伸，所述头部72是所述U形的头端延伸。
[0044] 所述定铁芯的外部设有第二环形槽181，装配时，所述卡簧7的U形夹持部71卡在 所述定铁芯18的第二环形槽181内，并且位于所述线圈6的外表面。
[0045] 需要说明的是，卡簧也可以是其它形状，例如只包含圆形夹持部；只要能够卡在定 铁芯的第二环形槽内、起到固定作用的任何部件都行。
[0046] 所述定铁芯与所述电磁壳之间衔接第一密封圈后通过滚压方式连接，最高可耐35 公斤压力不产生泄露。
[0047] 所述电磁壳的外部设有第二密封圈4,所述第二密封圈4位于所述阀体1的腔21 内、且与所述盖板2接触。第二密封圈4让阀体密封腔气体不外泄。
[0048] 所述线圈外部设有接线端，所述比例控制阀还包括与所述线圈外部的接线端连接 的接插件16,通过该接插件所述线圈与外部脉宽调制器相连。所述线圈6采用飞线方式连 接所述接插件的端子17,端子17压入接插件16中。
[0049] 阀体1的出气口设有第三密封圈8,图2中所示的阀体为剖视图，因此第三密封圈 8只显示了一半。第三密封圈8提供客户底部安装方式。
[0050] 上述密封垫采用低温材质，可以耐_40°C。
[0051] 所有密封圈和密封垫都是起更好的密封作用。
[0052] 需要说明的是，阀体1的外形可以根据实际需求而变。
[0053] 本实用新型提供的比例控制阀，通过外部电子控制单元ECU控制脉宽调制器输出 相应的电子脉冲，根据电子脉冲的数量，能够按比例调整出多种出气压力。
[0054] 尽管在此已详细描述本实用新型的实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限 于这里详细描述和示出的【具体实施方式】，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由 本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围 内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
[0055] 值得说明的是，虽然本实用新型是为解决满足汽车行业的尾气排放标准而设计， 但是本实用新型所公开的内容并不局限应用于汽车行业，它亦可适用于任何其它工业领域 (包含电子、机械，等）需要用比例流量控制阀的情况。
【权利要求】
1. 比例控制阀，其特征在于，包括阀体和线圈，所述阀体上设有进气口、出气口、以及与 所述进气口和所述出气口相连的腔，所述腔内置有动铁芯的一部分，所述线圈内置有定铁 芯和所述动铁芯的其它部分，所述定铁芯内设有用于设定进气压力的调节部件，所述调节 部件与所述动铁芯之间设有弹簧；所述线圈在工作时根据与之连接的脉冲信号控制所述定 铁芯与所述动铁芯之间的磁力以平衡所述动铁芯的位移，使所述弹簧与所述设定的进气压 力达到平衡。
2. 根据权利要求1所述的比例控制阀，其特征在于，所述比例控制阀还包括设置在所 述动铁芯上的断路环，所述断路环设置在所述动铁芯与所述弹簧连接的一端，所述弹簧穿 过所述断路环与所述动铁芯接触。
3. 根据权利要求2所述的比例控制阀，其特征在于，所述定铁芯和所述动铁芯为导磁 材质，所述断路环为不导磁材质。
4. 根据权利要求1所述的比例控制阀，其特征在于，所述调节部件为调节螺钉，所述调 节螺钉具有调节端和底端，所述调节螺钉的底端与所述弹簧的一端接触，所述弹簧的另一 端与所述动铁芯的一端接触。
5. 根据权利要求4所述的比例控制阀，其特征在于，所述调节螺钉的调节端暴露在所 述线圈的外部。
6. 根据权利要求1所述的比例控制阀，其特征在于，所述比例控制阀还包括用于支撑 所述定铁芯的电磁壳，所述电磁壳的一部分位于所述阀体的所述腔内，所述电磁壳的其它 部分位于所述线圈内，且所述电磁壳位于所述动铁芯的外围。
7. 根据权利要求6所述的比例控制阀，其特征在于，所述比例控制阀还包括位于所述 阀体与所述线圈之间的盖板，所述盖板压住所述电磁壳且所述盖板固定在所述阀体上。
8. 根据权利要求6所述的比例控制阀，其特征在于，所述动铁芯的外表面设有第一环 形槽，所述第一环形槽内装有导向环。
9. 根据权利要求1所述的比例控制阀，其特征在于，所述比例控制阀还包括将所述定 铁芯与所述线圈固定的卡簧。
10. 根据权利要求9所述的比例控制阀，其特征在于，所述定铁芯的外部设有第二环形 槽，所述卡簧位于所述定铁芯的第二环形槽内部，并且位于所述线圈的外表面。
11. 根据权利要求1所述的比例控制阀，其特征在于，所述比例控制阀还包括连接所述 进气口与所述腔的进气通道，以及连接所述出气口与所述腔的出气通道。
12. 根据权利要求11所述的比例控制阀，其特征在于，所述动铁芯和所述进气通道与 所述腔的连接口之间设有密封垫。
13. 根据权利要求6所述的比例控制阀，其特征在于，所述定铁芯与所述电磁壳之间衔 接第一密封圈后通过滚压方式连接。
14. 根据权利要求7所述的比例控制阀，其特征在于，所述电磁壳的外部设有第二密封 圈，所述第二密封圈位于所述阀体的所述腔内、且与所述盖板接触。
15. 根据权利要求1所述的比例控制阀，其特征在于，所述进气口内置有植入式接头。
16. 根据权利要求1所述的比例控制阀，其特征在于，所述线圈外部设有接线端，所述 比例控制阀还包括与所述线圈外部的接线端连接的接插件，通过该接插件所述线圈与所述 脉冲信号相连。
【文档编号】F16K31/06GK203892677SQ201420212923
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】刘龙波 申请人:世格流体控制（上海）有限公司