电磁阀的制作方法

本实用新型属于阀门领域，具体涉及一种电磁阀。

背景技术：

电磁阀是一种重要的阀门类型，其通过衔铁、线圈配合根据电流的通断来控制衔铁的运动，进而控制阀门的开闭。由于电磁阀具有响应快、控制灵敏等优点，在汽车行业具有广泛的应用。

现有技术中已有的一种电磁阀的结构包括阀头、衔铁、弹性复位元件，其中阀头和衔铁连接，通电时衔铁在电磁力作用下移动，进而带动阀头移动，从而实现线路的通断。为了对衔铁的运动进行引导，这种结构还设置了套设在衔铁外周的环形元件，在该环形元件与衔铁接触的内壁上设置有润滑层，以在对衔铁的运动进行引导时减小摩擦。

然而，上述结构中由于需要使衔铁和阀头连接，使得衔铁的外形加工要求提高，并且为了对衔铁进行导向需要设置具有润滑层的环形元件，从整体上导致了电磁阀的成本升高。

作为对上述电磁阀的改进，提出了将衔铁和阀头通过导向杆连接的结构，由于无需使阀头和衔铁直接连接，降低了对衔铁外形的加工要求，进而降低了加工成本。此外，由于导向杆的两端均设置在轴承中，而导向杆和衔铁通过过盈配合而固定连接在一起，因此无需设置润滑元件或润滑层，提高了耐磨性并降低了成本。

但是，在上述结构中，随着使用时间的增加，导向杆在上下轴承中运动会磨损轴承，从而造成运动时的晃动，这增加了运动过程中的摩擦。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了以下技术方案。

一种电磁阀，包括封装组件以及设置在所述封装组件的内腔中的阀芯组件、线圈组件和电磁增强件，所述阀芯组件包括阀头、衔铁、导向杆，所述阀头和所述衔铁通过所述导向杆相互连接，所述线圈组件由线轴和线圈组成，所述电磁增强件、所述衔铁以及所述导向杆位于所述线圈组件的径向内侧，其特征在于，所述电磁阀还包括在径向上设置在所述电磁增强件与所述衔铁之间的套筒件，所述套筒件与所述衔铁之间具有间隙。

通过设置套筒件，能够减小运动过程中的摩擦力和磨损，延长了电磁阀的使用寿命。

本实用新型的下述优选特征可以单独或以技术上可行的任意方式组合到上述技术方案中：

所述套筒件的壁上设置有从一个端面到另一端面的连续开口；

所述套筒件的厚度在0.15-0.3mm之间，优选为0.2mm；

在所述阀头上设置有橡胶制成的密封件；

所述套筒件由不导磁的不锈钢制成；

还包括外壳，所述电磁增强件位于所述外壳和所述套筒件之间；

所述封装组件包括主体部、法兰部和连接件；

还包括上轴承和下轴承，所述导向杆的两端分别设置在所述上轴承和所述下轴承内；

还包括上定子和下定子，所述下定子和所述外壳为一体件。

本实用新型的详细结构及其它优点将在下文进行说明。

附图说明

参考附图描述本实用新型的示例性实施例，其中：

图1是根据本实用新型一实施例的电磁阀的爆炸示意图。

图2是可应用图1所示电磁阀的燃料电池的结构及原理示意图。

附图仅是示意性的，而且并不一定按比例绘制，此外它们仅示出为了阐明本实用新型而必需的那些部分，其他部分被省略或仅仅提及。即，除附图中所示出的部件外，本实用新型还可以包括其他部件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

此外，在本文的描述中，靠近阀头的方向称为“下”，靠近连接端子的方向称为“上”。但是这种描述仅仅是示意性的，作为对下述的“上轴承”、“下轴承”和“上定子”、“下定子”等的相对位置关系的描述，而非作为对电磁阀的安装的限定，也不作为对各部件的具体结构或电磁阀的具体结构的任何限定。在实际安装时，也并非一定需要使在名称中带有“上”的部件位于名称中带有“下”的部件的上方。

图1示出了根据本实用新型一实施例的电磁阀的示意性爆炸图。从图1中可以看到，电磁阀包括由阀头1、衔铁2、导向杆3组成的可动阀芯组件，以及护罩13、下定子4、外壳5、上定子6、线圈组件7和封装组件8。封装组件8具有内腔，可动阀芯组件以及下定子4、外壳5、上定子6、线圈组件7等部分或完全地设置在该内腔中。从电磁阀的轴向来看，封装组件8包围外壳5，由线轴和绕在其上的线圈组成的线圈组件7设置在外壳5内部，护罩13包围阀头1。

封装组件8包括主体部81、法兰部82和连接件83，法兰部82和主体部81固定连接，例如采用螺纹连接的方式；主体部81上设置有适于与连接端子9连接的插接部，连接件83与该插接部结合，用于保护该连接端子9。法兰部82上设置有适于与电磁阀之外的部件连接的安装部。例如，该安装部可采用附图所示的安装孔，在安装孔内设置有孔套，该孔套优选为具有弹性的部件，从而为将电磁阀安装至所需位置的连接件提供便利。

下面描述阀芯组件。受电磁力及回复力的作用，阀芯组件能够在封装组件8的内腔中移动。线圈组件7通电后提供电磁力，而未用附图标记指示的弹性元件能够使阀芯组件复位。衔铁2优选为圆筒状，也可以是其它例如多边形筒体。阀头1和衔铁2通过导向杆3相互连接。由于通过导向杆使得阀头1和衔铁2连接而不需使得阀头1和衔铁2直接连接，降低了对衔铁的形状等加工特征的要求，例如可以采用普通的圆筒状衔铁，进而降低了衔铁的加工成本。

为了提高电磁阀的性能，在外壳5的内部压配有环形的电磁增强件10，衔铁2设置在该电磁增强件10的内部。电磁增强件10用导磁的软磁材料制成。同样地，在衔铁2上方设置有上定子6，在衔铁2下方设置有环状的下定子4，各定子可以由导磁材料制成。虽然下定子4和外壳5可以单独设置，但是作为优选的实施方式，下定子4和外壳5例如通过包覆成型或一体冲压成型的方式做成一体件。

为了对导向杆3进行导向，在导向杆3的两端设置有上轴承和下轴承11。作为优选的实施方式，导向杆3与衔铁2通过过盈配合而接合在一起，从而固定衔铁2和导向杆3。上轴承设置在上定子6内部，和上定子6过盈连接，而下轴承11和电磁增强件10过盈连接，从而固定上轴承和下轴承11。优选地，上轴承和下轴承采用铜基粉末冶金件制成，以提高零件的精度和耐磨性。由于通过轴承对导向杆进行导向从而实现对阀头和衔铁的运动的导向而不需例如通过套筒直接对衔铁进行导向，无需对衔铁的表面进行特殊处理，从而降低了对衔铁的表面质量要求，进而降低了衔铁的加工成本。

作为本实用新型的主要改进方面之一，在电磁增强件10内部设置有套筒件12。为了保证电磁阀的使用寿命，已经采用了如上所述的由铜基粉末冶金材料制成的上轴承和下轴承11对导向杆3进行导向，但是随着动作次数的增加，上轴承和下轴承11与导向杆3之间的摩擦会导致导向精度降低，从而使得导向杆3和衔铁2在轴向运动时会在径向上有一定的晃动。因此，在电磁增强件10内部设置套筒件12，以便增强对导向杆3和衔铁2的运动进行导向。

优选地，该套筒件12采用不导磁的不锈钢制成，例如采用奥氏体不锈钢。套筒件12的厚度较薄，优选为0.15mm-0.3mm，例如为0.2mm。当安装完成后，该套筒件12的内壁并不与衔铁2接触，即，套筒件12与衔铁2之间具有间隙。仅当电磁阀的上下轴承被磨损而导致衔铁2的运动精度降低时，套筒件12才对衔铁2和导向杆3的运动进行导向。为了便于安装，优选地将套筒件12设置为在其壁上具有从一个端面到另一端面的连续开口的弹性件，以将其压配到电磁增强件10的内部。所述开口可以设置成平行于套筒件12的轴向的直线开口，也可以设置成不与套筒件12的轴向平行的直线开口，即当套筒件12展开后为平行四边形而非矩形。

此外，为了增强磁力，外壳5优选为由导磁材料制成并且和线圈共同构成全封闭式的线圈结构。

为了保证密封性能，在封装组件8的法兰部82与护罩13之间设有用于密封的密封件，例如O型圈。在护罩13与阀头1之间设有密封件、例如V型环。

进一步地，线圈组件7的线轴可以通过注塑成型法制成。在线圈组件7的该线轴上设有多道环形筋、优选2道环形筋，从而防止塑料注塑时有塑料充进缝隙、导致阀失效。

本实用新型的电磁阀可以应用在多种场合，一个典型的应用是用在燃料电池系统中。图2示出了燃料电池的示意性结构以及工作原理。由图2可知，对于燃料电池来说，氢气作为燃料需要从氢气入口进入电极之中发生反应，对于未发生反应的多余氢气会从出口排出。本实用新型的电磁阀可作为排氢阀连接到多余氢气出口。由于氢气本身是可燃性气体，因此对于氢气的输送有极高的要求。为此，当将本实用新型的电磁阀应用到燃料电池的多余氢气输送管路中时，在电磁阀的阀头1优选地设置有由橡胶件制成的密封件，该密封件可以通过包覆成型的方式与阀头1设置成一体的结构。通过设置密封件，增强了密封性，减小了泄漏。此外，密封件优选地采用氟硅橡胶；氟硅橡胶有很强的耐化学腐蚀性能，能够满足-40℃～150℃的工作温度要求。此外，本实用新型的电磁阀也可以应用在例如涡轮增压发动机中作为压缩气体旁通阀。

本实用新型的电磁阀的工作过程为：当电磁阀断电时，阀头在重力和弹性部件的作用下压在未图示的阀座上，从而使通路关闭。当电磁阀通电时，由上定子、下定子、衔铁形成磁路，衔铁在线圈产生的电磁力作用下移动，进而通过导向杆带动阀头上移，使电磁阀打开从而打开通路。

以上的示意性实施例已经对本实用新型做出了清楚、完整的说明，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，通过对所公开的技术方案的修改可以设想各种其它的实施例。这些实施例应当被理解成落在本实用新型的基于权利要求和其任何等同技术方案所确定的范围之内。