一种常闭针形电磁阀的制作方法

本实用新型专利是一种常闭针形高压电磁阀，本实用新型专利涉及到一种电磁控制阀，更特别的是针形的，一般针形式电磁阀用于高压力、高流量场合，包括作为气路管路系统操作组件使用。

背景技术：

常闭电磁控制阀作为电动控制阀门应用于流体流动场合，通过控制给电磁线圈通电和断电，实现阀门的打开和关闭。其应用已遍及流体流动的控制场合。例如，电磁阀应用于气路管理系统，气体或液体介质能被控制来操作，使发电机系统没有不必要的能量浪费。

电磁阀通常由带有柱塞的电磁线圈组件和结合阀座功能的密封件。按照此类型阀的标准操作，在电磁线圈通电下，阀能够在关闭和开启状态下操作。此阀可以是常闭阀，直到电磁线圈通电才打开阀门允许流体流过该阀。或者，此阀可以是常开阀，直到电磁线圈通电才关闭阀门隔绝流体流过该阀。

更具体地，在常闭阀设计中，当电磁线圈通电，柱塞将移动且带动密封件从阀座上移开，来打开阀门并允许流体流过该阀；当电磁线圈断电，柱塞和密封件返回原位来关闭阀门，隔绝流体流过该阀，直到电磁线圈重新通电。或者，在常开阀设计中，当电磁线圈断电，阀处于开启状态；当电磁线圈通电，柱塞移动使密封件与阀座接合来关闭阀门。通常在双向常开阀中，阀座位于套管的顶部，密封件位于柱塞顶部。

对于高压力、高流量应用场合来说，通常由于低可靠性和高压力参与这种条件，具有基本柱塞和密封件设计的电磁阀不是理想的。

特别是目前高压、高流量应用场合，对于常闭阀设计是一个问题。如上所述，当电磁线圈断电时，常闭电磁阀保持阀门关闭，从而阻止流体流过阀门直到电磁线圈通电使阀门开启。根据介质流向，通过具有高压和高流量的阀座，柱塞必须或者克服高压和高流量以便打开阀门，或者布置非常大的回位弹簧负载以便在断电时关闭阀门。因此，电磁线圈必须提供足够的电磁力作用在柱塞上来充分抵消流体流动以便打开阀门，或者克服沉重的回位弹簧使用。常规的常闭阀设计易于泄漏和（或）过早失效并因此不具备在高压条件下的可靠性。

其他电磁阀设计使用两级柱塞或提升阀设计。这样设计提供控制通过阀的流体流动。但是，两级柱塞阀在高压、高流量场合显示出低的可靠性。在常闭阀设计中，两级柱塞阀通常不处理高压、高流量。

基于上述的观点，需要可以处理高压高流量应用场合、采用常闭阀设计的电磁控制阀门；还有需要可以处理高压高流量应用场合、不必增加阀的尺寸或复杂性的电磁阀设计；还有进一步的需要可以提供不用复杂操作、制造或集成就能实现期望功能的电磁阀设计。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，提供了一种常闭针形电磁阀即常闭针形高压电磁阀，用于定位在相邻的容器内，位于流体流动路径的入口通道和出口通道之间，应用于高压和高流量的场合。其中所述出口通道限定主孔口紧邻所述容器。电磁控制阀有一个活塞，活塞在阀体中采用独立的往复运动来打开和关闭主孔。一个电磁线圈位于阀体以实现活塞的有效运动。一个密封销容纳在活塞内，当活塞作用时，在阀体内移动。一个中心弹簧设置在阀体和活塞之间向下作用在密封销上，特别是在断电时，活塞朝向主孔口移动，使得所述密封销与主孔口接合以阻止流体流过。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种常闭针形电磁阀，在高压和高流量应用场合中，定位在容器内，邻近入口通道和出口通道之间的流体流动路径，其中出口通道限定了主孔，所述电磁阀包括套管、活塞、电磁线圈，

所述的套管限定纵向轴线；所述的活塞设置在所述的套管内，所述的活塞可独立地沿着所述的纵向轴线移动；所述活塞有一个可延伸到主孔口的密封销，所述密封销可以随着活塞运动阻挡和打开所述主孔，当阀处于开启状态时允许流体流动，当阀处于关闭状态时禁止流体流动；所述电磁线圈设置在套管周围，用于带动活塞从常闭位置到打开位置, 通过所述活塞的往复运动开启和关闭所述主孔。

作为上述方案的优选，密封销采用针形结构。

作为上述方案的优选，还包括可连接所述的电磁线圈和电源的连接器，当电源供电时，所述的电磁线圈可在所述的套管内形成磁通。

作为上述方案的优选，当所述的电磁线圈通电产生磁通时，所述的活塞受力沿着纵向轴线移动。

作为上述方案的优选，所述的活塞设置中心孔，可以限制所述的密封销在中心孔内移动。

作为上述方案的优选，所述的活塞包括延伸至中心孔的弹簧，所述中心弹簧一端抵靠在所述的套管端部内表面，另一端抵靠在所述的密封销端面，以便提供所述的套管端部内表面和所述密封销端面之间的分离力。

本实用新型的有益效果是：一方面，当控制阀不通电工作时，在活塞上受到中心弹簧的压力，结果是活塞往下移动靠近主孔使主孔关闭，阀始终保持在关闭状态。当电磁线圈通电，迫使活塞向上移动并且远离主孔使主孔打开，流体通过主孔。

本实用新型专利的另一方面，电磁控制阀用于定位在相邻的容器内，位于流体流动路径的入口通道和出口通道之间，应用于高压和高流量的场合，其中所述的出口通道限定主孔紧邻所述容器。电磁控制阀包括套管以及设置在所述套管内的活塞，活塞可以独立沿着套管轴线移动。活塞包括可以延伸到主孔口的密封销，通过活塞和主孔口的相对运动，所述密封销可以堵塞和开启所述主孔通道。电磁线圈设置在套管周围以实现活塞运动。

本实用新型的电磁控制阀非常紧凑、耐用、易于制造和成本低。该阀可以处理高压和高流量而不影响操作。

附图说明

图1─一种常闭针形高压电磁阀总体视图；

图2─一种常闭针形高压电磁阀的顶部视图；

图3─一种常闭针形高压电磁阀的爆炸图；

图4─一种常闭针形高压电磁阀剖视图；

图5─一种不通电状态下常闭高压电磁阀剖视图；

图6─一种通电状态下常闭高压电磁阀剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

本实用新型描述了针形电磁阀10，可以处理高压和高流量应用，例如与气体管理系统相关联。针形电磁阀10的主要目的是通过入口通道和出口通道之间的流体流动路径来控制高压气体介质的流动（如氢气）。

如图1和图2所示，本实用新型针形电磁阀位于相邻的容器内，邻近由出口通道定义的主孔，电连接电磁线圈16与电源的连接器14，延伸通过电磁线圈16的套管18，具有可拆卸的连接螺母22的端部止动件20。

如图3和图4进一步显示，套管18下端具有螺母30，端部止动件20从位于套管18的内表面32向上延伸并伸出套管外，端部止动件20与套管18之间具有密封圈31，阻止流体往外泄漏，端部止动件20、套管18和密封圈31形成阀体34。

如图3和图4进一步显示，活塞38位于套管18内，活塞38具有顶表面42和底表面44，且有贯通中心孔即阶梯状中心通孔46，如图4所示，限位部48在中心孔46中位于顶表面42与底面44之间，用于接合和限制密封销50移动，如下面进一步描述。

如图3和图4所示，密封销50位于活塞38的中心孔46内，密封销50有平顶端52、中间肩部54和锥形端56，密封销50的中间肩部54邻接在限位部48以将中间肩部54保持在限位部48上，密封销50的尺寸设定以便于锥形端56延伸经过活塞38的底表面44，类似地，密封销50的尺寸设定以便于其可以缩回到活塞38的中心孔46内，中心弹簧58至少部分位于活塞38的中心孔46内，并且向上延伸从而接触和反作用于端部止动件20的内表面32，中心弹簧保持与内表面32接触，并作用于密封销50的平顶端52上，给密封销50提供向下的力。

根据本实用新型，针形电磁阀的成功操作需要活塞38、密封销50和主孔口70之间精确对准，活塞38的外径配合被严格控制在套管18内，此外，活塞38内的密封销50的配合被严格控制，密封销50以部件基本对准的方式撞击主孔口70。

如上所述，针形电磁阀10利用活塞，设计可在阀体34内移动的活塞38，通过在入口通道“入口”和出口通道“出口”控制流体流动，活塞38和密封销50的运动通过连接到电源的电磁线圈16实现，配置的电源直接供电给电磁线圈16，电磁线圈16的通电和断电来实现阀10中活塞38的运动。

总之，本实用新型的针形电磁阀10是常闭设计，也就是说，针形电磁阀10关闭并且阻止流体流过针形电磁阀10直到电磁线圈16被通电且打开针形电磁阀10以允许流体的流动。

本实用新型的工作过程如下：

不通电：

如图5所示，在该工作状态，电磁线圈16不通电。针形电磁阀10处于关闭状态，由于没有电流通过电磁线圈，密封销50被中心弹簧58向下推动抵靠在主孔口70上。

通电：

如图6所示，在该工作状态，电磁线圈16通电，通电的电磁线圈16拉动活塞38向上，当活塞38向上移动时，密封销50同样向上移动，直到活塞38上表面42抵靠在套管18内表面32上，此时，密封销50远离主孔口70，阀10处于开启状态

优选地，密封销50用乙酰基聚合物制作，也可以使用其他不影响阀10工作的聚合物，只要密封销具有高耐久性，密封销50的头部56采用针形状，如上文所述，当电磁线圈16通电时，活塞38磁力拉动向上抵靠在套管18内表面32上，由于活塞38向上移动，引起密封销50向上移动远离导向孔70，打开主孔92并允许流体流动。

中心弹簧58向密封销50提供向下的力以帮助在主孔口70处密封，入口通道和出口通道之间的压差也会作用在密封销50上，将密封销50紧紧地推入主孔口70中，从而防止当针形电磁阀10关闭时产生泄漏。

因此，电磁线圈16必须有克服中心弹簧58的弹力以闭合活塞38的磁力，来确保针形电磁阀10的正常功能。

优选地，电磁线圈16是随机缠绕线圈，安装在套管18上，套管18的内表面32靠近电磁线圈16的中心，当电磁线圈16通电时会产生磁通量，形成电磁回路，同时作用在活塞38，电磁线圈产生的磁通量必须足以产生在中心弹簧58和入口通道与出口通道之间的压差的总力。

本实用新型电磁控制阀可适用于多种场合，本实用新型的具体应用在斯特林发动机上。在斯特林发动机中，使用氢气作为输送介质。在双动活塞的两侧，氢气被加热和冷却使氢气膨胀和收缩。为了保持最高的效率，平均系统压力的高低取决于有效加热和冷却的量。为了使氢气定量进入发动机，系统采用了典型的常闭阀。

对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。