一种双电磁铁驱动的高速开关阀的制作方法

本发明属于电磁阀，具体涉及一种双电磁铁驱动的高速开关阀。

背景技术：

1、电液数字阀作为数字液压控制的关键元件，其具备控制能耗低、可维护性高、抗污染能力强等诸多优点，可有效满足现代工业发展对液压阀的可维护性、可靠性、智能化的更高要求，其被广泛应用于汽车、航天和工业领域。当前数字阀还存在许多的缺点，例如高速开关阀的工作过程中伴随着衔铁和阀芯因惯性力和摩擦力而产生的能量损耗，由此限制了高速开关阀响应速度的提升；此外，传统的高速开关阀结构多采用弹簧复位的形式，但是弹性元件在长期工作后会无法避免出现疲劳损伤的情况，从而会影响数字阀的可靠性。

2、现有技术中的一些控制阀通过动子铁芯上的伸出杆作用在开关阀球上，使其克服回复弹簧的弹簧力向上或向下运动，来实现油路的升降，但由于复位弹簧的存在延迟了开启响应，从而影响了阀的响应时间；为解决这一问题，一些高速开关阀采用了四线圈双衔铁结构，这种结构会增加衔铁和阀芯因惯性力和摩擦力而产生的能量损耗，同样限制了高速开关阀响应速度的提升。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种双电磁铁驱动的高速开关阀，该开关阀结构简单、性能可靠，其能有效减小阀芯启闭过程中的负载阻力，可显著缩短数字阀的响应时间，同时，其能有效避免弹性元件的疲劳损伤，便于大范围的应用推广。

2、本发明提供一种双电磁铁驱动的高速开关阀，包括阀体、压盖、导磁阀套、下电磁铁组件、阀芯组件和上电磁铁组件；

3、所述阀体的轴心开设有沿轴向延伸的阀套容纳空间，阀套容纳空间的下端延伸到靠近阀体下端面的位置，并通过开设在阀体下端中心的出油孔与外部连通，阀套容纳空间的上端延伸到阀体的上端面，并于上端的内侧设置有内螺纹；

4、所述压盖的尺寸与阀套容纳空间的尺寸相适配，其外圆面设置有外螺纹，压盖通过螺纹配合固定连接在阀套容纳空间的上端内部，并将阀套容纳空间的上端封堵形成阀套容纳腔，阀套容纳腔的上端通过开设在压盖中心的进油孔与外部连通；

5、所述导磁阀套的外径尺寸与阀套容纳腔的尺寸相适配，且其由压盖压紧固定于阀套容纳腔中，导磁阀套上端的内侧和下端的内侧均设置有内螺纹；

6、所述下电磁铁组件设置在阀套容纳腔的底部，其包括下定铁芯、下线圈骨架、下线圈和下导磁环，所述下定铁芯由大圆盘段a和同轴固定连接在大圆盘段a上端中心区域的小圆柱段a组成，下定铁芯的轴心处轴向贯通的开设有阶梯孔；大圆盘段a的外表面设置有外螺纹，并通过螺纹配合固定连接在导磁阀套的下端；小圆柱段a与导磁阀套之间形成下环形容纳空间；所述阶梯孔由位于上部的大径过油孔a和位于下部的小径过油孔a组成，小径过油孔a的内径与出油孔的尺寸相适配，且其与出油孔相连通；所述下线圈骨架呈环形，其尺寸与下环形安装腔的尺寸相适配，下线圈骨架由小圆柱段a压紧在导磁阀套的内侧，且其下端面与大圆盘段a的上端面之间密封连接，其上端面高于下定铁芯的上端面；下线圈骨架的外部环向的开设有环形安装槽a，环形安装槽a的开口端延伸到下线圈骨架的外圆面；所述下线圈缠绕在下线圈骨架上且位于环形安装槽a中；所述下导磁环的尺寸与下线圈骨架的尺寸相匹配，其同轴心的安装在下线圈骨架的上端，且其下端面与下线圈骨架的上端面之间密封连接；

7、所述阀芯组件包括阀座、铁芯环座、动铁芯、导向滚子和阀芯，所述阀座为与阶梯孔相适配的阶梯轴状，其轴心开设有轴向贯通的过油孔b，过油孔b的上端内侧设置有倒锥台形的坡口；阀座固定插装在阶梯孔的阶梯部位，且其上端低于阶梯孔的上端；所述铁芯环座为环形，其外径与导磁阀套的内径相匹配，其内部沿环向上下相间隔的开设有多对滚球滑槽，多对滚球滑槽之间留有环形隔板，多对滚球滑槽的径向开口端延伸到铁芯环座的内圆面上，其轴向开口端延伸到铁芯环座的轴向端面上，滚球滑槽的横截面与导向滚子相适配；所述动铁芯的外径小于环形隔板内径的尺寸，其插装于铁芯环座的内腔中，其外表面的中部开设有环形凹槽b，环形凹槽b与多对滚球滑槽相对应，其高度满足动铁芯竖向滑动行程需求；动铁芯的轴心处开设有轴向贯通的过油孔c，并于过油孔c下端的外侧开设有环形凹槽a，环形凹槽a的内径小于大径过油孔a的内径，过油孔c的中部通过开设在动铁芯上的四个径向通孔与动铁芯的外部连通；多对导向滚子分别对应的嵌套于多对滚球滑槽中；所述阀芯为阶梯状，其由位于上端的大圆柱段一、位于下端的圆锥段和过渡连接圆锥段与大圆柱段一的小圆柱段一组成；大圆柱段一的尺寸与环形凹槽a的尺寸相适配，且固定插装于环形凹槽a中；所述圆锥段的锥度与坡口的锥度相同；阀芯组件安装在阀套容纳腔的中部，且铁芯环座的下端面与下导磁环的上端面之间密封连接，位于下侧的多个滚球滑槽的下开口端通过下导磁环封堵，动铁芯的下端与下定铁芯的上端相抵接配合，所述圆锥段与过油孔b的上端相配合，用于在轴向移动过程中打开或关闭过油孔b；

8、所述上电磁铁组件设置在阀套容纳腔的顶部，其包括上定铁芯、上导磁环、上线圈骨架和上线圈，所述上定铁芯由大圆盘段b和同轴固定连接在大圆盘段b下端中心区域的小圆柱段b组成，上定铁芯的轴心开设有过油孔d；大圆盘段b的外表面设置有外螺纹，并通过螺纹配合固定连接在导磁阀套上端的内侧，且大圆盘段b的上端面与压盖的下端面密封连接；小圆柱段b的下端与小圆柱段a的上端之间的距离大于动铁芯的长度，且小圆柱段b与导磁阀套之间形成上环形容纳空间；所述上导磁环的尺寸与下导磁环的尺寸相匹配，其同轴心的安装在铁芯环座的上端，上导磁环的下端面与铁芯环座的上端面密封连接，且将位于上侧的多个滚球滑槽的上开口端封堵；所述上线圈骨架呈环形，其尺寸与上环形安装腔的尺寸相适配，上线圈骨架由小圆柱段b压紧在导磁阀套的内侧，且上线圈骨架的上端面与大圆盘段b的下端面之间密封连接，上线圈骨架的下端面位于小圆柱段b下端的下方，且与上导磁环的上端面之间密封连接；上线圈骨架的外部环向的开设有环形安装槽b，环形安装槽b的开口端延伸到上线圈骨架的外表面；所述上线圈缠绕在上线圈骨架呈上且位于环形安装槽b中；

9、所述动铁芯、上导磁环、上定铁芯、下导磁环、下定铁芯和导磁阀套均采用软磁材料电工纯铁制成。

10、进一步，为了保证装配的可靠性，所述阀芯与动铁芯为过盈连接、阀座与下定铁芯为过盈连接。

11、作为一种优选，所述进油孔与出油孔的孔径相同。

12、作为一种优选，所述压盖的下端面与上定铁芯的大圆盘段b上端面之间、上定铁芯的大圆盘段b下端面与上线圈骨架的上端面之间、上线圈骨架的下端面与上导磁环的上端面之间、上导磁环的下端面与铁芯环座的上端面之间、铁芯环座的下端面与下导磁环的上端面之间、下导磁环的下端面与下线圈骨架的上端面之间、下线圈骨架的下端面与下定铁芯的大圆盘段a的上端面之间、下定铁芯的大圆盘段a的下端面与阀套容纳空间的封闭端之间均安装有密封圈，并共同构成密封组。

13、作为一种优选，滚球滑槽的对数为4对，且沿动铁芯轴心对称的布置。

14、本发明中，在铁芯环座的内部上下相对的设置多对滚球滑槽，并于其中嵌设有导向滚子，再使动铁芯插装于铁芯环座中，并于动铁芯的中部开设有供导向滚子轴向滚动的环形凹槽b，这样，可以使动铁芯通过导向滚子与铁芯环座间接线接触，从而可以使得动铁芯在运动过程中处于低阻力状态，采用低阻力动铁芯结构，有效减小了阀芯运动过程中的阻力，既能减小阀芯在工作中的磨损，又能保证阀芯的对中性，使动铁芯在运动过程中具有稳定的同轴度，可极大的降低油液的泄露量；使动铁芯、上导磁环、上定铁芯、下导磁环、下定铁芯和导磁阀套均采用软磁材料电工纯铁制成，并使上电磁铁组件、阀芯组件和下电磁铁组件由上到下依次设置在导磁阀套的内部，可以在上线圈的激励下于动铁芯、上导磁环、上定铁芯和导磁阀套之间形成封闭的上磁通回路，同时，可以在下线圈的激励下于动铁芯、下导磁环、下定铁芯和导磁阀套之间形成封闭的下磁通回路。通过在动铁芯的中部开设有径向通孔，可以有效的连通动铁芯轴心的过油孔c和外部的空间，这样，能将油路囊括至铁芯环座与动铁芯之间的间隙，可以使整个开关阀内部均充满油液，有利于进一步降低动铁芯在运动过程中的阻力。由于阀芯固定安装在动铁芯的下端，同时，还将过油孔c的下端封堵，这样，在上电磁铁组件和下电磁铁组件均未得电的情况下，动铁芯只会受到由进油口进入的油注的压力作用，进而将阀芯压紧在阀座上，从而将过油孔b的上端封闭，这样，可以有效确保上下电磁铁组件均不得电情况下，该开关阀可以处于稳定的常闭状态下。上电磁铁组件中于上线圈骨架中绕设有上线圈，且下电磁铁组件中于下线圈骨架中绕设有下线圈，这种上下磁通回路形成的双线圈驱动方式，造就了开关阀的高速响应性能，同时，这种结构取消了小复位弹簧，减小了阀芯运动过程中的负载阻力，在提高数字阀响应的同时，还有效避免了弹性元件的疲劳损伤，结构简单、安全可靠，便于大范围推广。