专利名称：新型高压电磁阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电磁阀技术领域，特别是一种高压电磁阀，是指在高压状态下(工作压力在20MPa 35MPa)控制流体通断的电磁控制装置。
技术背景电磁阀是一种常见的电动控制装置，它的工作原理是通过电磁线圈产生的电磁力来驱动阀门的打开或关闭，广泛应用于各种流体管路的自动控制领域。从工作原理上电磁阀分为三大类直动式、分步直动式、先导式。在各种自动控制领域中，许多需要打开或关闭的管路中充满的是高压状态下的流体介质，工作压力达到几十兆帕，例如，在车辆的清洁燃料(如公交车辆使用的天然气)的传输控制中，供气站的天然气气压一般在20Mpa，打开或关闭这样的管路，多采用直流高压电磁阀，直流高压电磁阀大多采用先导式结构，先导式电磁阀的结构一般包括主阀、先导阀(副阀)，电磁阀需要开启或关闭时，由电磁线圈控制先导阀(副阀)动作，通电时，在电磁力的作用下，首先把先导阀打开，通过先导阀口泄压后，在主阀周围形成上低下高的压差，流体压力推动主阀向上移动，阀门打开；断电时，利用复位弹簧力使先导阀复位，把先导阀口关闭，通过节流通道增压，使主阀周围形成下低上高的压差，流体压力推动主阀向下移动，关闭阀门。但是，在各种高压流体介质的管路中，流体介质一般压力很高，因此打开或关闭高压流体介质的阀门需要很大的驱动力，需要在主阀周围形成有效的足够大的驱动力来推动主阀的上下移动，从而开启或关闭阀门。现有技术中，用于高压流体介质管路的高压电磁阀，阀门工作时，一般先导阀首先在电磁力的作用下打开，但卸压后，主阀周围难以形成足够强的上低下高的气流压差，主阀要在电磁力的拉动和气流压差的共同作用下才能打开。因此用于高压流体介质管路的高压电磁阀的电磁线圈的一般功率都较大，主阀在打开时或打开后的工作电流或保持电流也较大，能耗大，成本高。
实用新型内容根据现有技术存在的不足，本实用新型提供一种高压电磁阀，通过改善先导阀口的密封性能，实现在高压状态下通过气流压差打开或关闭主阀口的目的，设计时仅需考虑先导阀被打开所需的力即可，减小了电磁线圈的功耗，提高了电磁阀的工作的可靠性和稳定性。本实用新型的技术方案是一种高压电磁阀，包括电磁头、阀体、阀芯，其特征在于，所述阀体内具有阀腔和与阀腔连通的介质入口和介质出口，阀腔内设有主阀口 ；所述阀芯包括活塞式主阀芯和先导阀芯以及容纳活塞式主阀芯和先导阀芯的导向套管，活塞式主阀芯设置于阀腔内的主阀口处，先导阀芯通过导向套管同轴套装于活塞式主阀芯上方，先导阀芯的上端内腔设有第一复位弹簧；活塞式主阀芯上端面与先导阀芯的下端面之间形成上气压腔，活塞式主阀芯下端面与主阀口之间形成下气压腔；所述活塞式主阀芯上具有连通上气压腔和下气压腔的平衡孔，活塞式主阀芯上端面中心部位设有先导阀口，所述先导阀口通过贯穿至活塞式主阀芯下端面的泄压孔连通介质出口，所述封堵先导阀口的先导阀芯具有以点封闭的方式关闭先导阀口的先导阀头。所述活塞式主阀芯上端面中心部位为球面状凸面，所述先导阀口位于球面状凸面的顶点位置，所述与先导阀口相接触的先导阀头下端面为平面。所述活塞式主阀芯上开有两个水平贯穿活塞式主阀芯侧壁的平衡孔。所述平衡孔的截面总面积小于泄压孔的截面面积。所述活塞式主阀芯下端面上设有与主阀口相对应的密封胶垫。所述活塞式主阀芯外壁与导向套管内壁之间设有密封圈。所述导向套管与阀体上端面之间设有密封圈。所述先导阀头为圆柱形胶垫。所述活塞式主阀芯上端面与先导阀芯的下端面之间设有第二复位弹簧；所述先导阀芯的下端面设置固定第二复位弹簧的弹簧座，弹簧座与第二复位弹簧之间设有缓冲垫。所述活塞式主阀芯与先导阀芯之间采用销连接方式相互连接。本实用新型的技术效果本实用新型提供的一种高压电磁阀，通过改善先导阀口的密封性能，实现在高压状态下通过气流压差打开或关闭主阀口的目的，设计时仅需考虑打开先导阀芯所需的力即可，减小了电磁线圈的功耗，提高了电磁阀工作的可靠性和稳定性。本实用新型巧妙地利用球面与平面的几何特性，将先导阀口开在球面状的活塞式主阀芯上端面的顶点，封堵先导阀口的先导阀芯与先导阀口相接触的先导阀头下端面为平面，先导阀头以点封闭的方式将先导阀口关闭，相比于现有技术的面封闭的方式，大大提高了先导阀口的密封性能。本实用新型在活塞式主阀芯外壁上设置密封圈，使对活塞式主阀芯产生气流压差的上气压腔和下气压腔能更好的相互隔离，更有利于产生有效的气流压差；同时，本实用新型连通上气压腔和下气压腔的泄压孔和平衡孔分别竖直贯穿活塞式主阀芯的中心部位和水平贯穿活塞式主阀芯的侧壁，并且平衡孔的截面总面积小于泄压孔的截面面积，使上气压腔增压和泄压的效果更明显线圈通电后，电磁力将先导阀芯吸起，先导阀口打开，活塞式主阀芯上的泄压孔使上气压腔和介质出口相通，由于泄压孔截面面积大于平衡孔截面面积，上气压腔从泄压孔向介质出口排出气体的速度大于介质入口从平衡孔向上气压腔进气的速度，因此，上气压腔压力能迅速降低，使下气压腔与上气压腔产生足够大的压力差，形成向上推力，促使主阀口打开；线圈断电时，电磁力消失，第一复位弹簧首先使先导阀芯复位，先导阀头以点封闭的方式将先导阀口关闭，高压介质通过两个平衡孔向上气压腔迅速增压，并促使第二复位弹簧将主阀芯向下推开，使主阀口关闭；因此本实用新型实现了使主阀芯周围能迅速形成有效的足够大的气流压差，实现通过气流压差打开或关闭主阀口的目的。这样，本实用新型设计的线圈功率明显小于现有技术的高压电磁阀线圈的功率，一般仅为20W，工作压力越高效果越明显，工作电流O. 8A，维持电流O. 6A，温升小于60°C，不需增加脉冲保持电路。另外，本实用新型还采用销连接方式将活塞式主阀芯与先导阀芯相互连接，在低压状态气流压差过小时，也可通过电磁力直接将先导阀芯和主阀芯打开或关闭，进一步提高了电磁阀工作的可靠性和稳定性。
[0017]图I是本实用新型的高压电磁阀实施例的结构示意图。图2是图I的主阀芯部位的局部放大示意图。附图标记列示如下I-电磁头，2-阀体，3-阀芯，4-阀腔，5-介质入口，6-介质出口，7-主阀口，31-主阀芯，32-先导阀芯,33-导向套管,34-第一复位弹簧,35-先导阀头,36-第一密封圈，37-销，38-第二密封圈，39-密封胶垫，41-上气压腔，42-下气压腔，43-平衡孔，44-先导阀口，45-泄压孔，46-第二复位弹簧，47-弹簧座，48-缓冲垫。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。如图I所示，一种高压电磁阀，包括电磁头I、阀体2、阀芯3，阀体2内具有阀腔4和与阀腔4连通的介质入口 5和介质出口 6，阀腔4内设有主阀口 7 ;阀芯3包括活塞式主阀芯31和先导阀芯32以及容纳活塞式主阀芯和先导阀芯的导向套管33 ;活塞式主阀芯31设置于阀腔4内的主阀口 7处，先导阀芯32通过导向套管33同轴套装于活塞式主阀芯31上方，先导阀芯的上端内腔设有第一复位弹簧34;如图2所示，为本实用新型实施例的主阀芯部位的局部放大示意图，活塞式主阀芯31上端面与先导阀芯32的下端面之间形成上气压腔41，活塞式主阀芯31下端面与主阀口 7之间形成下气压腔42 ;活塞式主阀芯31上具有连通上气压腔41和下气压腔42的平衡孔43，活塞式主阀芯31上端面中心部位设有先导阀口 44，先导阀口 44通过贯穿至活塞式主阀芯下端面的泄压孔45连通介质出口 6，封堵先导阀口 44的先导阀芯32具有以点封闭的方式关闭先导阀口的先导阀头35。本实施例中，活塞式主阀芯上端面中心部位为球面状凸面，先导阀口 44位于球面状凸面的顶点位置，与先导阀口相接触的先导阀头35下端面为平面，因此先导阀头与先导阀口相接触时，是球面与平面的接触，为点接触，因此能以点封闭的方式将先导阀口关闭，大大提高了先导阀口的密封性能。另外，为使上气压腔41和下气压腔42更好的隔离，本实施例中，在活塞式主阀芯31外壁与导向套管33内壁之间设有第一密封圈36，导向套管33与阀体2上端面之间设有第二密封圈38，活塞式主阀芯31下端面上设有与主阀口 7相对应的密封胶垫39 ;先导阀头35为下端面为平面的圆柱形胶垫。活塞式主阀芯31上端面与先导阀芯32的下端面之间设有第二复位弹簧46;先导阀芯32的下端面设置固定第二复位弹簧的弹簧座47，弹簧座47与第二复位弹簧46之间设有缓冲垫48。以下进一步说明本实用新型实现在高压状态下通过气流压差打开或关闭主阀口的工作过程。本实用新型连通上气压腔和下气压腔的泄压孔和平衡孔分别竖直贯穿活塞式主阀芯的中心部位和水平贯穿活塞式主阀芯的侧壁，活塞式主阀芯上的平衡孔43为两个水平贯穿活塞式主阀芯侧壁的平衡孔，并且两个平衡孔43的截面总面积小于泄压孔45的截面面积，这样使本实用新型的上气压腔能够更好地增压和泄压，线圈通电时，电磁力将先导阀芯32吸起，先导阀口 44打开，活塞式主阀芯31上的泄压孔45使上气压腔41和介质出口 6相通，由于泄压孔45截面面积大于平衡孔43的总截面面积，上气压腔从泄压孔向介质出口排出气体的速度大于介质入口从平衡孔向上气压腔进气的速度，因此，上气压腔压力能迅速降低，使下气压腔与上气压腔产生足够大的压力差，形成向上推力，促使主阀口打开；线圈断电时，电磁力消失，第一复位弹簧34首先使先导阀芯32复位，关闭先导阀口 44，高压介质通过两个平衡孔向上气压腔迅速增压，并促使第二复位弹簧将主阀芯向下推开，使主阀口关闭；实现基本通过气流压差打开或关闭主阀口的目的。另外，本实施例中，活塞式主阀芯与先导阀芯之间还通过销37采用销连接的方式相互连接，可用于在低压状态气流压差过小时，通过电磁力直接将先导阀芯和主阀芯打开或关闭。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书和实施例对本发明创造已进行了详细的说明， 但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
权利要求1.一种高压电磁阀，包括电磁头、阀体、阀芯，其特征在于，所述阀体内具有阀腔和与阀腔连通的介质入口和介质出口，阀腔内设有主阀ロ ；所述阀芯包括活塞式主阀芯和先导阀芯以及容纳活塞式主阀芯和先导阀芯的导向套管，活塞式主阀芯设置于阀腔内的主阀ロ处，先导阀芯通过导向套管同轴套装于活塞式主阀芯上方，先导阀芯的上端内腔设有第一复位弹簧；活塞式主阀芯上端面与先导阀芯的下端面之间形成上气压腔，活塞式主阀芯下端面与主阀ロ之间形成下气压腔；所述活塞式主阀芯上具有连通上气压腔和下气压腔的平衡孔，活塞式主阀芯上端面中心部位设有先导阀ロ，所述先导阀ロ通过贯穿至活塞式主阀芯下端面的泄压孔连通介质出口，所述封堵先导阀ロ的先导阀芯具有以点封闭的方式关闭先导阀ロ的先导阀头。
2.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述活塞式主阀芯上端面中心部位为球面状凸面，所述先导阀ロ位于球面状凸面的顶点位置，所述与先导阀ロ相接触的先导阀头下端面为平面。
3.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述活塞式主阀芯上开有两个水平贯穿活塞式主阀芯侧壁的平衡孔。
4.根据权利要求3所述的高压电磁阀，其特征在于，所述平衡孔的截面总面积小于泄压孔的截面面积。
5.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述活塞式主阀芯下端面上设有与主阀ロ相对应的密封胶垫。
6.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述活塞式主阀芯外壁与导向套管内壁之间设有密封圏。
7.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述导向套管与阀体上端面之间设有密封圏。
8.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述先导阀头为圆柱形胶垫。
9.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述活塞式主阀芯上端面与先导阀芯的下端面之间设有第二复位弹簧；所述先导阀芯的下端面设置固定第二复位弹簧的弹簧座，弹簧座与第二复位弹簧之间设有缓冲垫。
10.根据权利要求I所述的高压电磁阀，其特征在于，所述活塞式主阀芯与先导阀芯之间采用销连接方式相互连接。
专利摘要本实用新型的提供一种高压电磁阀，通过改善先导阀口的密封性能，实现在高压状态下通过气流压差打开或关闭主阀口的目的，设计时仅需考虑先导阀被打开所需的力即可，减小了电磁线圈的功耗，提高了电磁阀工作的可靠性和稳定性。包括电磁头、阀体、阀芯，阀体内具有阀腔和与阀腔连通的介质入口和介质出口，阀腔内设有主阀口；阀芯包括活塞式主阀芯和先导阀芯以及容纳活塞式主阀芯和先导阀芯的导向套管，活塞式主阀芯设置于阀腔内的主阀口处，先导阀芯通过导向套管同轴套装于活塞式主阀芯上方，活塞式主阀芯上端面中心部位设有先导阀口，封堵先导阀口的先导阀芯具有以点封闭的方式关闭先导阀口的先导阀头。
文档编号F16K31/122GK202451850SQ20122005059
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者孟昭君, 张瑞红, 贾新建, 赵效英 申请人:北京兰天达汽车清洁燃料技术有限公司