电磁阀及具有其的换热系统的制作方法_2

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51’的弹性系数。
[0052]如图4和图5所示,第二阶段的运动过程:当密封塞40’的下端面41’与芯铁30’下部的垫圈60’接触后,芯铁30’与密封塞40’相对静止。芯铁30’继续向上运动,并通过垫圈60’带动密封塞40 ’向上运动,使其离开阀口 21’,此时,阀口 21’打开。当芯铁30 ’由S1处运动至S2处时,芯铁30 ’与封头贴合,芯铁30 ’停止运动,此时,阀口 21’处于全开状态。
[0053]如图7所示,第二阶段的受力情况:芯铁30’运动至S1处的瞬间,密封塞40’的下端面41,与垫圈60,接触,芯铁30,与密封塞40,相对静止,二者可以看做一个整体结构一同向上运动。因此,当阀口 21’打开的瞬间,缓冲弹簧51’的作用力F缓消失,芯铁30’除了需要克服在S1处瞬间的回复弹簧52,的作用力F回(S1)、芯铁30,的重力G,还需要克服阀口 21’打开瞬间出现的压差力Fp=APXS,其中ΔΡ为工作压差,S为阀口21’端面的面积。一旦阀口21’打开,压差力Fp就会消失。因此,芯铁30’在S1的瞬间受到的阻力先是:
[0054]Fpur =F0(si)+G+Fp......(3)
[0055]紧接着是:
[0056]Ρρ?ιι,> =F0(si)+G......(4)
[0057]其中,
[0058]F@(si)——回复弹簧52’在SI处瞬间对芯铁30’的作用力;
[0059]Fp一一阀口 21 ’打开瞬间出现的压差力。
[0060]如图8所示,再接着芯铁30’从S1运动至S2的过程中受到的阻力F阻η是一条斜率为lu的斜线,随着芯铁30 ’运动行程的增大而增大,其中lu为回复弹簧52 ’的弹性系数。
[0061]如图8所示,由上述芯铁30’的运动过程和受力情况分析可以看出,芯铁30’在初始运动瞬间S0的位置,其线圈通电产生的电磁力F电必须克服阻力Fh1q,,即芯铁30’初始运动瞬间的合力为F合?ο,=F电一F阻?ο,,合力有所损失。根据Ft =mv的动量守恒定理,在质量m相同的前提下(时间t较短,可视为相同),F越大,V就越大。因此,合力i^1Q,有所损失会影响芯铁30’运动至S1瞬间的速度,进而会使电磁阀的动作性能有所下降。
[0062]此外,当电磁阀线圈断电,电磁力F电消失,芯铁30’受到回复弹簧52’的作用和重力的作用会迅速向下运动。由于脱开的速度非常快(经测试芯铁30’脱开的时间仅为50ms),密封塞40’的下端面41’受到阀口 21’的撞击力就非常大。虽然密封塞40’有dl的缓冲行程,但缓冲行程比较短,因此产品在寿命试验后,就会出现内漏不良的现象,其根本原因就是因为密封塞40 ’长期受到阀口 21’的撞击,使得密封塞40 ’的下端面41 ’向内凹陷,进而密封失效,内漏增大。
[0063]如图9、图10、图12以及图13所示,所示,本实施例的电磁阀包括第一阀体10、第二阀体20、芯铁30、密封件40、第一弹性件51以及止挡件60。其中,第一阀体10具有第一阀腔。第二阀体20位于第一阀体10的一侧,第二阀体20具有朝向第一阀体10的阀口 21。芯铁30可移动地设置在第一阀腔内,芯铁30具有朝向第二阀体20的第一端,芯铁30的第一端具有容纳腔,容纳腔的开口朝向第二阀体20,容纳腔包括相互连通的第一容纳腔和第二容纳腔,第一容纳腔的内径大于第二容纳腔的内径并在第一容纳腔和第二容纳腔之间形成有台阶面31。密封件40设置在第一容纳腔内,密封件40具有朝向第二阀体20的第一端面41以及朝向台阶面31的第二端面42,第二端面42与台阶面31之间具有预定间隙,密封件40具有封堵阀口 21的关闭位置以及避让阀口 21的打开位置。第一弹性件51设置在第二容纳腔内,第一弹性件51的两端分别与芯铁30和密封件40配合。止挡件60设置在芯铁30的底部。
[0064]应用本实施例的电磁阀,将密封件40的第二端面42与芯铁30的台阶面31之间设置有预定间隙,这样可以增大芯铁30在开始运动时的初始合力。当芯铁30底部的止挡件60运动至与密封件40接触时,芯铁30初始合力的增大可以使此时芯铁30的速度增加,进而实现电磁阀动作性能的大幅度提升。
[0065]如图9、图10、图12以及图13所示,在本实施例的电磁阀中,芯铁30还具有远离第二阀体20的第二端,电磁阀还包括第二弹性件52,第二弹性件52设置在第一阀腔内并与芯铁30的第二端相配合。第二弹性件52与芯铁30的第二端配合以对芯铁30施加朝向阀口 21的弹性力。第二弹性件52远离芯铁30的一端固定设置在第一阀腔内。电磁阀还包括阀座70,阀座70连接第一阀体10和第二阀体20,阀座70与第二阀体20之间形成第二阀腔,第二阀体20具有通道22,阀口 21连通第二阀腔和通道22。
[0066]如图9、图10、图12以及图13所示,在本实施例的电磁阀中,止挡件60为止挡垫圈,止挡垫圈的内径小于密封件40的外径。芯铁30底部具有限位凹槽32,止挡件60设置在限位凹槽32内。上述结构对止挡件60起到定位的作用,更加便于安装。第一阀体10靠近第二阀体20的一端具有限位凸缘11,芯铁30的第一端具有与限位凸缘11相配合的限位台阶33。上述结构可以对芯铁30的运动进行限位,防止芯铁30在运动过程中脱出。在本实施例中,密封件40的第二端面42上具有定位凸部43,第一弹性件51套设在定位凸部43上。上述定位凸部43能够使第一弹性件51和密封件40之间的配合更加可靠。
[0067]本实施例的电磁阀通过增大芯铁30在第一运动阶段的初始合力,从而达到提升芯铁30运动至S1处时的速度,进而实现动作性能的大幅度提升,具体地:
[0068]如图9和图10所示,当电磁阀的线圈断电时,阀体处于OFF状态,使整个芯铁30处于悬空状态,即密封件40的第二端面42与芯铁30的台阶面31是不贴合的,留有d2的间隙,密封件40的第一端面41与止挡件60是不贴合的,留有d3的间隙,密封件40的第一端面41与阀口21相贴合(即阀口21关闭)。此时,芯铁30处于静止状态,芯铁30不会受到来自阀口 21的支撑力,而是通过第一弹性件51和第二弹性件52的作用力以及自身的重力来获得最终的平衡。
[0069]此时,如图11所示,芯铁30的受力情况如下:
[0070]F缓=F 回+G......(5)
[0071]其中,
[0072]Fm——第一弹性件51对芯铁30的作用力;
[0073]F回——第二弹性件52对芯铁30的作用力;
[0074]G--密封件40的重力。
[0075]当电磁阀的线圈通电后,阀体处于0N状态,此时,芯铁30的运动过程和受力情况分为两阶段,具体如下:
[0076]如图9和图10所示,第一阶段的运动过程:芯铁30首先具有一段空行程阶段(图10中的S0的位置至S1的位置),在芯铁30从S0运动至S1的过程中,密封件40受到第一弹性件51的作用仍与阀口21相贴合,芯铁30相对于密封件40向上移动。此时,阀口21仍处于关闭状
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[0077]如图14所示,第一阶段的受力情况:线圈通电产生的电磁力F电需要克服阻力F阻20,才能带动芯铁30运动,其中,F阻2Q,是在S0处瞬间向上的第一弹性件51的作用力Fikso)、向下的第二弹性件52的作用力F回(SQ)以及芯铁30的重力G的合力,因此,芯铁30在S0处的运动瞬间受到的阻力为:
[0078]F 阻20,=F 回(so)+G—F缓(so)......(6)
[0079]其中,
[0080]F阻2Q,一一芯铁30在S0处运动瞬间受到的阻力;
[0081 ] F@(so)——第二弹性件52在SO处瞬间对芯铁30的作用力;
[0082] F|i(so)——第一弹性件51在SO处瞬间对芯铁30的作用力。
[0083 ]结合公式(5)和(6)可知,F阻2Q,的数值为零。同时,第一弹性件51和第二弹性件52在运动过程中的压缩变化量是相等的,因
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