具有电磁阀的家用器具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种包括电磁阀(101)的家用器具，所述电磁阀包括具有先导孔(105)的隔膜(103)，还包括用于关闭所述先导孔(105)的控制栓(107)和用于将力施加于所述控制栓(107)的弹簧装置(109)。所述电磁阀(101)的所述控制栓(107)包括用于伸入所述先导孔(105)中的销(113)。
【专利说明】
具有电磁阀的家用器具
技术领域
[0001] 本发明设及一种包括电磁阀的家用器具，所述电磁阀包括隔膜。
【背景技术】
[0002] 具有隔膜的电磁阀能够在家用器具中用于接通或关断压力管路中的流动。
[0003] 例如，公开物EP685672A1描述了 一种具有例如用于切换给水器的电磁阀的洗衣 机，所述阀包括隔膜与具有低弹性常数的弹黃。尽管能够使用运种电磁阀接通或关断水流， 但是对流率的精细式控制是不可能的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种具有电磁阀的家用器具，所述电磁阀能够用于控制流率 或压力。
[0005] 所述目的通过具有根据独立权利要求的特征的主题来实现。本发明的有利的实施 例变型是附图、说明书W及从属权利要求的主题。
[0006] 根据本发明的一个方面，该目的通过一种家用器具来实现，所述家用器具具有带 有先导孔的隔膜、用于关闭所述先导孔的控制栓和用于将力施加于所述控制栓的弹黃装 置，所述控制栓具有用于穿入所述先导孔中的销。由此实现的技术优点例如是，通过先导孔 实现了对流动的更好控制。水的流率可根据电磁线圈中的输入电流或输入电压来控制。
[0007] 家用器具被理解为用于家务管理的器具。其可W是大型家用器具，例如洗衣机、干 衣机、洗碗机、或诸如冰箱、冷冻机或组合式冷藏冷冻机的制冷器具。然而，它也可W是小型 家用器具，诸如热水器、全自动咖啡机或厨房机。
[000引在该家用器具的一个有益的实施例中，所述销与先导孔相比具有更小的直径。由 此实现的技术优点例如是，销能够布置在先导孔内。
[0009] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销的长度大于所述先导孔的直径。由 此实现的技术优点例如是，销可深入地伸入先导孔中，且能够精确且精细地控制通过电磁 阀的流动。
[0010] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销和所述先导孔的横截面是圆形的。 由此实现的技术优点例如是，围绕销设置了均匀的流动条件。
[0011] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销的长度大于所述隔膜的厚度。同样 地，由此实现的技术优点例如是，销可深入地伸入先导孔中，且能够精确且精细地控制通过 电磁阀的流动。
[0012] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销的长度等于所述先导孔的深度。同 样地，由此实现的技术优点例如是，销可深入地伸入先导孔中，且能够精确且精细地控制通 过电磁阀的流动。
[0013] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销的长度是所述销的直径的至少五 倍。同样地，由此实现的技术优点例如是，销可深入地伸入先导孔中，且能够精确且精细地 控制通过电磁阀的流动。
[0014] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销由塑料制成。由此实现的技术优点 例如是，销可W W简单的方式制造且具有高强度。
[0015] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销通过用于密封所述先导孔的密封头 形成。由此实现的技术优点例如是，形成了销的更简单且更稳定的结构。
[0016] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销与所述密封头一体地形成。由此实 现的技术优点例如是，销可与密封头一起在一个加工过程中制造。
[0017] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述销布置在所述密封头的中屯、。由此实 现的技术优点例如是，均匀的流动条件围绕密封头形成。
[0018] 在该家用器具的另一有益的实施例中，圆周间隙形成在所述销与所述先导孔的内 侧之间。由此实现的技术优点例如是，当销抬升时在间隙中产生层流。
[0019] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述隔膜包括隔膜保持器，所述先导孔形 成在所述隔膜保持器中。由此实现的技术优点例如是，降低了隔膜磨损。
[0020] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述弹黃装置具有第一弹性常数和第二弹 性常数，所述第一弹性常数用于在所述先导孔处于关闭状态时将所述控制栓推到所述先导 孔上，所述第二弹性常数用于在所述先导孔处于打开状态时将所述控制栓保持在平衡位 置。由此实现的技术优点例如是，控制栓能够W较小的力保持在先导孔上，且能够通过小的 电力来驱动。相比之下，控制栓W大的力被保持在平衡位置。
[0021] 在该家用器具的另一有益的实施例中，所述弹黃装置包括具有第一弹性常数的第 一弹黃和具有第二弹性常数的第二弹黃。由此实现的技术优点例如是，所述弹黃装置能够 借助于两个不同的弹黃W简单的方式实现。
【附图说明】
[0022] 本发明的示例性实施例在下文被更具体地描述并在附图中示出，在附图中：
[0023] 图1示出家用器具的示意性视图；
[0024] 图2A与图2B示出电磁阀的剖视图；
[0025] 图3示出具有弹黃装置的电磁阀的剖视图，所述弹黃装置具有两个弹性常数；
[0026] 图4示出弹黃装置的示意性视图；W及
[0027] 图5示出具有弹黃装置和销的电磁阀的剖视图，所述弹黃装置具有两个弹性常数。
【具体实施方式】
[00%]图1示出家用器具100的示意性视图。家用器具100例如是洗衣机，所述洗衣机具有 至洗涂剂容器133的水供应，所述洗涂剂容器133包括多个腔室。根据至洗涂剂容器133的压 力管路内的流率，水被引导至位于洗涂剂容器内的单独的腔室中的一个内。电磁阀用于控 制压力管路内的流率。所述电磁阀是由电磁体致动的阀。在先导控制电磁阀的情况下，操作 压力的压力差被用于打开与关闭阀。先导控制电磁阀的驱动机构具有先导控制功能，主密 封元件、例如隔膜或活塞上的负载通过所述先导控制功能被释放。
[0029]图2A示出关闭状态下的电磁阀101及其部件的剖视图。电磁阀101包括入口腔室 125、具有隔膜保持器123与隔膜开口 129的隔膜103、中间腔室121W及控制栓107,所述控制 栓107的移动由线圈117控制并且所述控制栓107包括密封头115。密封头115由橡胶或其他 软质材料制成，W确保先导孔105关闭并且密封。密封头115与控制栓107-体地连接。电磁 阀101还包括出口腔室127、隔膜支撑部131W及弹黃135,当电磁阀101关闭时，所述弹黃135 使得先导孔105关闭。
[0030] 在关闭状态下，控制栓107的密封头115接触隔膜保持器123。该接触使得先导孔 105被关闭。当流体进入入口腔室125时，入口腔室125首先被填充。流体中的一部分经由隔 膜开口 129到达中间腔室121。运导致，中间腔室121内的压力增大并且隔膜103被压在隔膜 支撑部131上，因此封闭了入口腔室125与出口腔室127之间的连通。电磁阀101可W W各种 放置方式使用，例如倒置地使用。电磁阀101被设计成使得电磁阀101在任何放置方式下都 可关闭。
[0031] 当线圈117启用时，控制栓107连同密封头115移动远离隔膜保持器123并且压缩弹 黃135。先导孔105因此被打开，使得流体能够流入中间腔室121内，然后通过先导孔105渗入 出口腔室127内。中间腔室121内的压力因此被释放。
[0032] 只要中间腔室121内的压力低于入口腔室125内的压力，隔膜103就被抬升，使得将 入口腔室125连接至出口腔室127的开口敞开。然后，流体直接从入口腔室125流至出口腔室 127 内。
[0033] 图2B示出处于打开状态的电磁阀101及其部件的剖视图。当线圈117停用时，弹黃 135向隔膜保持器123的方向推压控制栓107,使得先导孔105关闭。于是，中间腔室121内的 压力增大并且隔膜103被压在隔膜支撑部131上。电磁阀101被关闭。流率或出口压力取决于 入口压力W及隔膜103与隔膜支撑部131之间的开口。运个开口越大，流体的出口流率越大 或流体的出口压力越大。出口压力被限制为入口压力减去系统损耗。
[0034] 隔膜103与隔膜支撑部131之间的开口取决于入口腔室125内的压力与中间腔室 121内的压力。中间腔室121内的压力能够使用简化的公式估算：
[0035]
[0036] 其中，Pl是入口腔室125内的压力，P5是中间腔室121内的压力，Pll是出口腔室127 内的压力，R4是隔膜开口 129处的总流阻，W及RlO是先导孔105处的流阻。根据上述简化的 公式，如果Pl是常数，Pll同样是常数（可能是0)，W及R4同样是常数，那么P5主要取决于 RIOdRIO取决于先导孔105的形状与材料。RlO也根据密封头115与先导孔105之间的距离而 变化。运个距离越大，RlO就越低。运个距离越小，RlO就越高。所W，出口流率根据密封头115 相对于先导孔105的位置而变化。因此可通过控制密封头115的位置来形成比例阀。因此，由 线圈117产生并施加在控制栓107上的拉力能够控制出口腔室127内的流体的出口流率或出 口压力。线圈117的拉力由施加至所述线圈上的电流或电压控制。当下述力互相平衡时，就 达到了密封头115的平衡位置:控制栓的质量沿控制栓107的轴线的重力向量X、弹黃135的 压力、拉控制栓107的线圈力、W及中间腔室121内的压力。
[0037] 比例阀具有弹黃135,所述弹黃135具有比打开/关闭电磁阀的弹性常数更高的弹 性常数。打开/关闭电磁阀内的弹黃135用于确保对阀的正确关闭。因此打开/关闭电磁阀的 控制栓107的平衡位置是不稳定的。如果弹黃的弹性常数太低，那么当控制栓107开始被线 圈力撤回时，由于压力值P5突然下降，就产生控制栓107的位置不稳定。该压力下降使得系 统W非线性系统的方式反应，其中，现有的向上力不再对抗压力P5的向下力(或至少不在相 同的程度）。控制栓107因此被拉动，直到它接触壳体119或弹黃135被完全压缩，从而使得电 磁阀完全打开。
[0038] 在弹黃135具有更高弹性常数的情况下，提供更大的线圈力，W便开始打开电磁阀 101。由于电磁阀101关闭，P5处于它的最高值并且弹黃135具有高弹性常数。当电磁阀101开 始打开时，由于P5突然下降，控制栓107的位置同样受到非线性影响。尽管如此，弹黃135具 有高到足W能够再抵偿该力并将控制栓107保持在平衡位置的弹性常数。由于弹黃135具有 高弹性常数，因此在运种情况下线圈117提供更高的拉力。运通过具有更大尺寸且W更大电 功率供给的线圈117来实现。
[0039] 图3示出电磁阀101的剖视图，所述电磁阀101包括具有两个弹性常数的弹黃装置 109。弹黃装置10則尋两个不同的弹黃109-1和109-2结合。弹黃109-2具有更高的弹性常数并 且比弹黃109-1短。弹黃109-1W相对较低的弹性常数使得电磁阀101能够被正确关闭。只要 线圈117启用，控制栓107就被向上拉。只要压力P5下降，控制栓107就通过具有更高弹性常 数的弹黃109-2保持在平衡位置。在该非线性系统内，由于最高压力P5不与弹黃109-2的较 高弹性常数同时存在，所W线圈117可被实施成占据较小的空间。
[0040] 如果弹黃109-2被压缩，那么压力P5已经通过控制栓107的初步移动被降低。两个 弹黃109-1与弹黃109-2可W串联或并联布置。电磁阀101在不供电状态下是常闭的(NC)。
[0041] 图4示出弹黃装置109的示意性视图。在运个弹黃装置109中，使用单个弹黃111，所 述弹黃111包括具有第一弹性常数的第一弹黃部分111-1与具有第二弹性常数111-2的第二 弹黃部分111-2。弹黃111通过形成弹黃部分111-1与弹黃部分111-2的两种不同的线圈间距 和/或直径来实现。具有较低弹性常数的部分111-1首先被压缩。
[0042] 当第一弹黃部分109-1几乎被完全压缩时，第二弹黃部分109-2随后被压缩。因此 可实现与具有不同的弹性常数并且并联或串联布置的两个单独的弹黃相同的效果。
[0043] 图5示出具有弹黃装置109与销113的电磁阀101的剖视图，所述弹黃装置109具有 两个弹性常数。流阻RlO根据控制栓107与先导孔105之间的距离而变化。为了降低流阻RlO 对控制栓107的位置的灵敏度，销113从密封头115伸出。固定至密封头115和/或控制栓107 的所述销113降低了流阻RlO对控制栓107的位置的灵敏度。销113具有比先导孔105的直径 更小的直径，W及比先导孔105的直径更长的长度。销113的长度还大于隔膜103的厚度，并 与先导孔105的深度相等。
[0044] 销113因此能够深入地伸入先导孔105内，使得穿过电磁阀101的流量能够W精确 且精细的方式被控制。运实现了对流阻RlO的更好控制，并且因此实现了对穿过先导孔105 的流量W及对中间腔室121内的压力P5的更好控制。运种改进的控制产生了对出口腔室127 内的流率或压力的更平稳的控制。
[0045] 销113与先导孔105可具有不同的形状。例如，销113与先导孔105的横截面可W是 圆形的，使得均匀的流动条件围绕销113产生。运在销113与先导孔105的内侧之间形成了圆 周间隙，使得当销抬升时，在该间隙中产生层流。
[0046] 销113可W由塑料制成或例如与密封头115的密封材料一体地形成。然而，销113也 可W W从控制栓107凸出的金属销来形成。所述销布置在圆形密封头115的中屯、，从而均匀 的流动条件围绕密封头形成。
[0047]具有弹黃装置109的电磁阀101能够与流率传感器结合使用，W便借助于闭环控制 回路，利用流率传感器控制压力管路内的流量或利用压力传感器控制压力管路内的压力。 可用交流电或直流电来操作线圈117。然而，直流线圈117由于直流电而给出控制栓107的更 稳定的位置。通过施加电流或电压操作线圈117。线圈117内的电流越大，作用在控制栓107 上的拉力就越大。在不供电状态下常开的(NO)比例电磁阀能够利用相同原理实现。在运种 情况下，当施加电力时，由线圈117生成的力被用来关闭电磁阀101。
[004引弹黃109-1与弹黃109-2可W W下述方式组合：当没有电力施加至线圈时，电磁阀 101保持非工作状态。每个弹黃长度均根据系统属性进行设置。每个弹性常数也根据系统属 性进行设置。如果弹黃109-1与弹黃109-2并联布置，就不需要将一个弹黃109-1布置在另一 个弹黃109-2内。替代地，弹黃109-1与弹黃109-2可W彼此相邻地布置。
[0049] 弹黃109-2可W布置在弹黃109-1内，或者反之亦然。如果一个弹黃109-2布置在另 一个弹黃109-1内，那么弹黃109-1和弹黃109-2的线圈方向和线圈间隔可设置成能够防止 弹黃109-1与弹黃109-2的互相钩扣。在此，也可将弹黃109-1与弹黃109-2的直径考虑进来。 此外也可W将不止两个弹黃109-1与109-2组合，W便获得具有另外的弹性常数的多个部分 W用于调整流量或压力。
[0050] 电磁阀101的主要优点是:凭借缓升或缓降通过平稳地启用电磁阀101而使得噪声 降低、通过压力管路内的流量控制而使得噪声降低、W及控制家用器具100内的流率或压力 的能力。使用闭环控制回路的闭环控制能够被使用查找表的控制替代，在查找表中，输入电 压中的一个的特定范围表示出口流率或压力的特定范围。特别地，降低了布线的复杂度。电 磁阀101能够W更小的尺寸实现，同时提供简单的控制与可靠的操作。电磁阀101能够根据 线圈117的输入电流或输入电压控制流体的流率或压力。
[0051] 所有结合本发明的各实施例变型所解释并示出的特征都可W在根据本发明的主 题内W不同的组合使用，W便同时实现其有利效果。
[0052] 本发明的保护范围由权利要求指定，而不限于在本说明书中解释或在附图中示出 的特征。
[0化3]附图标记列表 [0化4] 100 家用器具
[0化5] 101 电磁阀
[0化6] 103 隔膜
[0化7] 105 先导孔
[005引 107 控制栓 [0059] 109 弹黃装置
[0060] 109-1 弹黃
[0061 ] 109-2 弹黃
[0062] 111 弹黃
[0063] 111-1弹黃部分
[0064] 111-2弹黃部分 [00化]113 销
[0066] 115 密封头
[0067] 117 线圈
[006引 119 壳体
[0069] 121 中间腔室
[0070] 123 隔膜保持器
[0071] 125 入 口腔室
[0072] 127 出 口腔室
[0073] 129 隔膜开口
[0074] 131 隔膜支撑部
[00巧]133 洗涂剂容器 [0076] 135 弹黃
【主权项】
1. 一种具有电磁阀（101)的家用器具（100)，所述电磁阀（101)包括具有先导孔（105)的 隔膜（103)、用于关闭所述先导孔（105)的控制栓（107)和用于将力施加于所述控制栓（107) 的弹簧装置（109)，其特征在于，所述控制栓（107)包括用于伸入所述先导孔（105)中的销 (113) 〇2. 根据权利要求1所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)与所述先导孔 (105)相比具有更小的直径。3. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)的长度 大于所述先导孔(105)的直径。4. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)和所述 先导孔(105)的横截面是圆形的。5. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)的长度 大于所述隔膜(103)的厚度。6. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)的长度 等于所述先导孔(105)的深度。7. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)的长度 是所述销（113)的直径的至少五倍。8. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)由塑料 制成。9. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)通过用 于密封所述先导孔(105)的密封头（115)形成。10. 根据权利要求9所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)与所述密封头 (115)-体地形成。11. 根据权利要求9或10所述的家用器具（100)，其特征在于，所述销（113)布置在所述 密封头(115)的中心。12. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，圆周间隙设置在所 述销（113)与所述先导孔(105)的内侧之间。13. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述隔膜(103)包括 隔膜保持器(123)，所述先导孔(105)形成在所述隔膜保持器(123)中。14. 根据前述权利要求中任一所述的家用器具（100)，其特征在于，所述弹簧装置（109) 具有第一弹性常数和第二弹性常数，所述第一弹性常数用于在所述先导孔（105)处于关闭 状态时将所述控制栓（107)推到所述先导孔（105)上，所述第二弹性常数用于在所述先导孔 (105)处于打开状态时将所述控制栓(107)保持在平衡位置。15. 根据权利要求14所述的家用器具（100)，其特征在于，所述弹簧装置（109)包括具有 第一弹性常数的第一弹簧(109-1)和具有第二弹性常数的第二弹簧(109-2)。
【文档编号】F16K31/40GK105829785SQ201480067296
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年11月14日
【发明人】M·卡瓦莱罗马丁斯
【申请人】Bsh家用电器有限公司