一种耐高温电磁阀的制作方法

1.本发明涉及一种电磁阀，具体涉及一种在高温高压气体环境下使用的电磁控制阀，属于电磁阀结构技术领域。


背景技术：

2.高温电磁阀通常用于各种高温、常压、高压场合，广泛应用于中高温热水、高温蒸汽、过热蒸汽及热风等管路的自动控制，用于窑炉设备、干燥设备、石油化工、燃气通风调节及电力矿业，并且在航空航天行业都有应用，是自动化控制工程、项目改造及设备配套的产品。现有的高温电磁阀在隔热材料上选择的都是石棉、电木等，耐温较低，且隔热方式都属于填充类隔热，与其他零件连接后依然导热系数很大，一旦长时间或高频次使用容易造成阀体内的密封失效或关键部件损坏，导致电磁阀失效。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种耐高温电磁阀，能够使电磁阀长时间在高温度气体下工作，避免了电磁阀因高温气体引起阀功能失效，可与各种高压气源，或高温气体直接对接使用。
4.一种耐高温电磁阀，包括主阀、先导阀、中间阀和电磁铁；
5.所述主阀具有一个高温气体入口和出口，主阀内部设置一个承受正反压力来封闭和打开高温气体入口的执行机构；
6.所述中间阀与主阀安装在一起，中间阀内的执行机构与主阀内的执行机构接触传递压力；
7.所述电磁铁和中间阀分别安装在先导阀上，所述先导阀与中间阀之间具有与大气相通的进气和排气通道，电磁铁对进气和排气通道的通断进行控制；
8.所述先导阀、主阀的阀体采用高硅氧材料加工，在阀体外部采用预紧力包覆高温合金钢壳体。
9.电磁阀在截止状态时，电磁铁不通电，先导阀与中间阀之间的进气通道打开，进气通道提供的正向压力与中间阀内执行机构的弹簧力之和大于主阀高温气体入口的反向压力，主阀的高温气体入口封闭；电磁阀在打开状态时，电磁铁通电，先导阀与中间阀之间的进气通道关闭而排气通道打开，主阀高温气体入口的反向压力大于排气通道通往大气的压力与中间阀内执行机构的弹簧力之和，向上运动后主阀的高温气体入口打开，高温气体通过主阀的高温气体出口向外供气。
10.进一步地，所述主阀包括主阀支撑套、底座、喷嘴、主阀阀体、主阀壳体、中钢球、推力柱和大钢球；中钢球、推力柱和大钢球组成主阀的执行机构，大钢球的加工材料采用高温合金；中钢球和推力柱的加工材料采用高硅氧；
11.所述主阀支撑套上具有两个螺纹接口和一个装配孔，两个螺纹接口位于主阀支撑套的下方和左侧，装配孔位于主阀支撑套的上方，两个螺纹接口分别安装底座和喷嘴，底座
上的通孔为高温气体入口，喷嘴上的通孔为高温气体出口，大钢球位于主阀支撑套的内部，大钢球通过内壁上的三道沿周向分布的导向凸条进行限位和导向；所述主阀阀体上部与中间阀连接处采用高硅氧隔热体，其外部套装有主阀壳体，主阀阀体上加工有贯穿上下端面的台阶通孔，主阀支撑套通过上端的外螺纹与主阀壳体固定连接，主阀支撑套的上端面与主阀阀体的下端面贴合，主阀支撑套上的装配孔内安装推力柱，主阀阀体台阶孔的小孔内安装中钢球，大孔是与中间阀壳体进行连接的连接螺纹孔。
12.进一步地，所述中间阀包括中间阀壳体、上端盖、活塞、弹簧和顶头；所述上端盖由大小两个圆柱段组成，内部具有一个轴向的通气孔，上端盖通过大圆柱段装配在中间阀壳体内部的上方，活塞装配在中间阀壳体内部的下方，上端盖和活塞的相对面上均加工有凹槽，所述弹簧的两端分别位于两个凹槽内，活塞的底面上加工一个安装孔，安装孔内固定连接顶头，活塞、弹簧和顶头为中间阀的执行机构。
13.进一步地，所述先导阀包括先导阀壳体、先导阀阀体、堵座、垫圈、球阀垫、活塞、弹簧、小钢球、管接头；所述先导阀阀体的内部具有一个安装孔，安装孔由内至外依次安装垫圈、球阀垫、小钢球、活塞和堵座，堵座通过先导阀壳体与先导阀阀体固定，所述堵座内装有弹簧，弹簧的一端自由穿过活塞的中心孔与小钢球接触；先导阀阀体上具有三个通孔与安装孔贯通，第一个通孔与安装孔的中心轴线同轴，第二个通孔位于活塞和球阀垫之间，第三个通孔位于活塞和堵座之间；所述管接头通过先导阀壳体固定连接在先导阀阀体上，管接头与第三个通孔贯通。
14.进一步地，所述电磁铁包括电磁铁壳体、固定帽、锁紧螺母和衔铁；所述电磁铁壳体与先导阀的先导阀阀体固定连接，固定帽通过锁紧螺母固定在电磁铁壳体的外圆周上，所述衔铁装配在电磁铁壳体的安装孔内，衔铁的前端伸入先导阀阀体上与安装孔的中心轴线同轴的通孔内并穿过垫圈与小钢球接触。
15.有益效果：
16.1、本发明的先导阀、中间阀和主阀组成了多级球阀，改进高温气动电磁阀的隔热结构性质，阀体隔热采用高硅氧材料，阀体隔热材料外部包覆有合金钢壳体使其产生预紧力作用，能够保证高硅氧在高温环境下不受拉应力破损变形，使高硅氧耐热材料能够发挥优异隔热性能，此外，由于先导阀与中间阀之间具有与大气相通的进气和排气通道，因此先导阀实质上形成一个两位三通阀，利用电磁铁的开闭就能实现主阀中高温气体出入口的通断，达到了通过小功率电信号控制大能量开关阀的效果。
17.2、本发明在主阀支撑套内壁上设置三道沿周向分布的导向凸条进行限位和导向，兼具主阀球体导向和大流量通过的性能，使电磁阀满足先导二级高压高温度大流量长时间工作，避免了高压高温下高硅氧拉伸强度低易失效的问题。
18.3、本发明主阀中的推力柱作为导向件与大钢球和中钢球进行点与平面接触，中钢球与中间阀的顶头再点与平面接触，使主阀动作时向上仅传递一个轴向力，保证了推块动作顺畅，多次点与平面接触降低了热传导效应，确保到密封圈处的温度降到满足需求。
19.4、本发明的先导阀上面所安装的管接头和堵座的螺纹安装均为先导阀主阀壳体承受主要受力，高硅氧承受次要力，保证了先导阀高硅氧体不受过大的力作用。
20.5、本发明的电磁铁在通电吸合后，先导阀打开释放高温气体到大气中，由于阀内气压降低其下部中间阀的差动活塞受差动面积的作用力，压缩复位弹簧将推力柱和大钢球
一起向上打开，本结构保障了中间阀的活塞和弹簧及密封件不受高温的影响，高温气体的热量直接从喷嘴排出。
附图说明
21.图1、2为本发明耐高温电磁阀的整体结构示意图；
22.图3为主阀支撑套的结构示意图。
23.其中，1
‑
主阀支撑套、2
‑
主阀阀体、3
‑
衔铁、4
‑
先导阀阀体、5
‑
先导阀壳体、6
‑
喷嘴、7
‑
中间阀壳体、8
‑
上端盖、9
‑
堵座、10
‑
电磁铁壳体、11
‑
固定帽、12
‑
锁紧螺母、13
‑
活塞ⅱ、14
‑
顶头、15
‑
推力柱、16
‑
球阀垫、17
‑
垫圈、18
‑
管接头、19～21
‑
橡胶密封圈、22
‑
23
‑
石墨密封圈、24～27
‑
橡胶密封圈、28
‑
中钢球、29
‑
大钢球、30
‑
主阀壳体、31
‑
导向凸条、32
‑
小钢球、33
‑
弹簧ⅰ、34
‑
活塞ⅰ、35
‑
弹簧ⅱ、36
‑
底座、37
‑
主阀、38
‑
中间阀、39
‑
先导阀、40
‑
电磁铁、41
‑
执行机构ⅰ、42
‑
执行机构ⅱ。
具体实施方式
24.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
25.如附图1和2所示，本发明提供了一种耐高温电磁阀，包括主阀37、中间阀38、先导阀39和电磁铁40；主阀37内部设置一个承受正反压力来封闭和打开高温气体入口的执行机构ⅰ41，中间阀38与主阀37安装在一起，中间阀38内的执行机构ⅱ42与主阀37内的执行机构ⅰ41通过多次点面接触传递压力；电磁铁40和中间阀38分别安装在先导阀39上，先导阀39与中间阀38之间具有与大气相通的进气和排气通道，电磁铁40对进气和排气通道的通断进行控制。
26.其中，主阀37包括主阀支撑套1、底座36、喷嘴6、主阀阀体2、主阀壳体30、中钢球28、推力柱15和大钢球29；中间阀38包括中间阀壳体7、预紧力连接件8、活塞ⅱ13、弹簧ⅱ35和顶头14；先导阀包括先导阀壳体5、先导阀阀体4、堵座9、垫圈17、球阀垫16、活塞34、弹簧ⅰ33、小钢球32、管接头18；电磁铁包括电磁铁壳体10、固定帽11、锁紧螺母12和衔铁3，动密封部件之间采用橡胶密封圈19、20、21、24、25、26、27，静密封部件之间采用石墨密封圈22、23。
27.在主阀37中，主阀支撑套1上具有两个螺纹接口和一个装配孔，两个螺纹接口位于主阀支撑套1的下方和左侧，装配孔位于主阀支撑套1的上方，两个螺纹接口分别安装底座36和喷嘴6，底座36上的通孔为高温气体入口，喷嘴6上的通孔为高温气体出口，大钢球29位于主阀支撑套1的内部，大钢球29通过内壁上的三道沿周向分布的导向凸条31进行限位和导向，导向凸条31的长度满足导向的行程，如附图3所示。主阀阀体2外部套装主阀壳体30，主阀阀体2上加工有贯穿上下端面的台阶通孔，主阀支撑套1通过上端的外螺纹与主阀壳体30固定连接，主阀支撑套1的上端面与主阀阀体2的下端面贴合，主阀支撑套1上端面的的密封槽内安装石墨密封圈23，主阀支撑套1上的装配孔内安装推力柱15，主阀阀体2台阶孔的小孔内安装中钢球28，台阶孔中的大孔是与中间阀壳体7进行连接的连接螺纹孔，中钢球28、推力柱15和大钢球29组成主阀的执行机构ⅰ41；其中，大钢球的材料29采用高温合金；中钢球28和推力柱15的材料采用高硅氧。
28.在中间阀38中，上端盖8由大小两个圆柱段组成，内部具有一个轴向的通气孔，上端盖8通过大圆柱段上的螺纹装配在中间阀壳体7内部的上方，大圆柱的螺纹密封槽内装有
橡胶密封圈25，活塞ⅱ13装配在中间阀壳体7内部，活塞ⅱ13同样也由大小两段圆柱体组成，外圆周面上的密封槽内分别安装橡胶密封圈20、21，上端盖8和活塞ⅱ13的相对面上均加工有凹槽，弹簧ⅱ35的两端分别位于两个凹槽内，活塞ⅱ13的底面上加工一个安装孔，安装孔内固定连接顶头14，活塞ⅱ13、弹簧ⅱ35和顶头14为中间阀38的执行机构ⅱ42。中间阀壳体7的外圆段上加工有螺纹，中间阀通过中间阀壳体7的外螺纹与主阀阀体2的台阶孔进行螺纹连接固定，中间阀壳体7与主阀阀体2接触的端面上安装石墨密封圈25。
29.在先导阀39中，先导阀阀体4的内部具有一个安装孔，安装孔由内至外依次安装垫圈17、球阀垫16、小钢球32、弹簧ⅰ33、活塞ⅰ34和堵座9，垫圈17和活塞ⅰ34上均装有橡胶密封圈19。堵座9通过先导阀壳体5与先导阀阀体4固定的同时将安装孔封闭，堵座9与先导阀阀体4配合的外圆面上安装有橡胶密封圈27。堵座9内装有弹簧ⅰ33，弹簧ⅰ33的一端自由穿过活塞ⅰ34的中心孔与小钢球32接触；从图1中看，先导阀阀体4上具有三个通孔分别与安装孔贯通，第一个通孔与安装孔的中心轴线同轴，第二个通孔位于活塞和球阀垫16之间，第三个通孔位于活塞和堵座9之间；管接头18通过先导阀壳体5固定连接在先导阀阀体4上，管接头18与第三个通孔贯通，即进气通道，此外，先导阀阀体上还有一个排气通道与安装孔贯通。中间阀通过上端盖8的小圆柱段与先导阀进行连接，上端盖8上的通气孔与先导阀阀体4上的第二个通孔贯通。
30.在电磁铁40中，电磁铁壳体10与先导阀的先导阀阀体4固定连接，固定帽11通过锁紧螺母12固定在电磁铁壳体10的外圆周面上，衔铁3装配在电磁铁壳体10的安装孔内，衔铁3的前端伸入先导阀阀体4上与安装孔的中心轴线同轴的通孔内并穿过垫圈17与小钢球32接触。
31.工作原理：电磁阀在初始状态时，电磁铁不通电，先导阀中的小钢球32在弹簧力的作用下始终处于左端位置，管接头18连接的气路通过活塞的中心孔后进入中间阀38中，即先导阀39与中间阀38之间的进气通道处于开启状态，气体压力进入中间阀38后，中间阀38的活塞ⅱ13向下运动，直接推动顶头14、中钢球28和推力柱15将大钢球29下压，大钢球29将底座36上的高温气体入口封闭，此时主阀37关闭。相反，电磁阀在工作状态时，电磁铁40通电，衔铁3向右移动并推动小钢球32和活塞ⅰ34压缩弹簧ⅰ33，活塞ⅰ34将进气通道封闭，排气通道处于开启状态，中间阀38内的气体通过排气通道释放到大气中，中间阀38上腔压力降低，当主阀37高温气体入口的反向压力大于排气通道通往大气的压力与中间阀38内的弹簧力之和时，大钢球29受高温压力气体的推动向上运动后主阀37的高温气体入口打开，高温气体经过导向凸条31处于完全打开的大流量状态向外供气。
32.为防止电磁铁40和先导阀39处温度过高，主阀37和中间阀38采用了高硅氧填充材料进行隔热，防止主阀阀体2处的高温迅速传导到电磁铁40和先导阀39。工作时温度较高燃气阀喷口处，温度为927℃左右,通过高硅氧材料隔热并转接其它部件之后，可连接其他不耐热的零部件，保证橡胶密封圈和漆包线等正常工作。
33.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。