一种高压氢气电磁阀及其工作方法与流程

1.本发明涉及电磁阀的技术领域，特别是指一种高压氢气电磁阀及其工作方法。


背景技术：

2.电磁阀在高压大通径的技术要求下通常选用主阀与先导阀分开的技术路线，由于通径大，同时行程也大，电磁铁吸力不足，限制了产品的设计，为了保证电磁铁的吸力足够大，需要使用更大的电磁铁，这就造成了电磁阀的体积非常大，同时这种技术路线复杂，需要控制的密封部位多，质量不稳定。
3.现有的一种型号为zfdf6-25k的航天防爆电磁阀，其能够承受得到工作压力一般为25兆帕以下，如图6所示，其包括阀体101、电磁铁102、衔铁组件103和活门组件104，电磁铁102位于阀体101上方，衔铁组件103位于电磁铁102内，活门组件104位于衔铁组件103与阀体101之间，衔铁组件103在电磁铁102内的移动行程为h2,如图5所示的防爆电磁阀h2为1.3mm，衔铁组件103的移动行程较大，驱动衔铁组件103移动需要较大的电磁力，这就难免使得电磁铁102体积增大，在某些对电磁阀体积要求较高的场所下，不能满足实际需要。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种高压氢气电磁阀及其工作方法，有效缓解了现有技术中因衔铁组件行程大而使的电磁阀体积较大的问题，能够被应用于一些对电磁阀体积要求高的场所。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种高压氢气电磁阀，包括阀体和设置在阀体上的安装套，安装套内设有中空的活门，活门与阀体的出气口相通，安装套的上部通过连接套环设有套筒，套筒外部设有电磁驱动机构；套筒内部设有浮动连接且相互连通的副挡铁与衔铁，衔铁内插设有用于保证副挡铁和活门同步动作的行程调整柱，衔铁与活门的顶部通过球形堵头封堵配合，活门的底部与阀体的出气口锥面配合，且活门的底部设有与阀体的进气口连通的第一流口，第一流口与设置在活门侧部的侧腔连通，侧腔通过连通腔与衔铁的内孔连通；电磁驱动机构未通电时，衔铁与副挡铁之间留有间隙。
6.本发明进一步设置为，所述电磁驱动机构为电磁铁，电磁铁安装在所述安装套上，所述套筒插设在电磁铁的线圈内。
7.本发明进一步设置为，所述阀体上开设有安装槽，安装套设置在安装槽上，安装槽底部开设有连通槽，所述进气口包括开设在阀体一端的入口腔和用于连通入口腔和连通槽的导流腔ⅰ，导流腔ⅰ通过所述第一流口与活门的侧腔连通；连通槽底部开设有与所述活门锥面配合的斜槽口，所述出气口包括开设在阀体远离入口腔一端的出口腔和用于连通斜槽口与出口腔的导流腔ⅱ。
8.本发明进一步设置为，所述副挡铁通过弹性件ⅰ与所述套筒浮动连接，所述衔铁通
过弹性件ⅱ与副挡铁浮动连接，衔铁活动设置在安装套内，衔铁内孔的两侧开设有轴向平行的限位孔，所述行程调整柱插设在限位孔内，并且行程调整柱的两端分别伸出限位孔的两端端口，行程调整柱的两端分别与活门顶部、副挡铁底端平面接触。
9.本发明进一步设置为，所述电磁驱动机构未通电时，所述衔铁在所述弹性件ⅱ的作用下与副挡铁之间形成的间隙为0.3mm。
10.本发明进一步设置为，所述衔铁的外侧壁开设有平面部，平面部与安装套内孔之间形成有引流腔，所述连通腔包括引流腔、开设在所述衔铁内孔上的引流孔和开设在安装套上的暗流道，引流孔与引流腔相通，暗流道的一端与活门的侧腔相通，另一端与引流腔相通。
11.本发明进一步设置为，所述第一流口的孔径为0.2mm，所述活门远离所述斜槽口一端的端口孔径为0.8mm。
12.本发明进一步设置为，所述弹性件ⅰ和弹性件ⅱ均为弹簧。
13.本发明进一步设置为，所述出口口连接有单向导流阀。
14.一种高压氢气电磁阀的工作方法，包括不通气断电、通气断电和通气通电三种情况：当入口腔不通气、电磁铁断电时，在弹性件ⅰ的作用下，副挡铁通过行程调整柱推动活门与连通槽上的斜槽口抵紧，在弹性件ⅱ的作用下，衔铁与副挡铁之间的间距为0.3mm，此时，衔铁端部的球形堵头抵在活门的顶部端口处，阀体不导通；当入口腔通气、电磁铁断电时，入口腔气体进入导流腔ⅰ并通过第一流口进入侧腔，之后通过暗流道进入衔铁的内孔，进而进入副挡铁内孔，最终在由副挡铁内孔、衔铁内孔形成的腔体内形成高压，此时，衔铁端部的球形堵头仍抵在活门的顶部断口处，衔铁与副挡铁之间的间距仍为0.3mm，阀体不导通；当入口腔通气、电磁铁通电后，电磁铁产生电磁力，副挡铁吸合衔铁，衔铁带动球形堵头脱离活门的顶部端口，凝聚在副挡铁内孔、衔铁内孔的高压气体以及从暗流道进入引流腔的气体从活门的顶部端口进入活门内孔，进而流至导流腔ⅱ，由于活门顶部端口孔径大于第一流口的孔径，副挡铁内孔内的排气量大于进气量，使得副挡铁和衔铁内腔失压，弹性件ⅰ无法再通过副挡铁和行程调整柱将活门抵在斜槽口，进而使得活门脱离斜槽口，使得导流腔ⅰ与导流腔ⅱ连通，当出口腔内压力达到单向导流阀的开启压力后，阀体导通。
15.本发明的有益技术效果在于，衔铁与副挡铁之间的距离为0.3mm，在通气通电情况下，副挡铁会吸合衔铁，进而使得球形堵头脱离活门，使活门开启，相较于现有的防爆电磁阀而言，衔铁的行程较短，为吸合衔铁所用的电磁铁体积较小，能够被应用于一些对电磁阀体积要求较大应用场所。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明的整体剖面结构示意图；图2为图1中b部分的放大示意图；
图3为图1中a-a方向上的剖面结构示意图；图4为图3中c部分的放大示意图；图5为衔铁的结构示意图；图6为本发明背景技术中型号为zfdf6-25k的航天防爆电磁阀的整体剖面结构示意图。
18.图中，1、阀体；11、安装槽；12、连通槽；13、入口腔；14、出口腔；15、导流腔ⅰ；16、导流腔ⅱ；2、单向导流阀；3、安装套；4、活门；41、侧腔；42、第一流口；5、电磁铁；51、套筒；52、连接套环；61、弹性件ⅰ；62、副挡铁；63、弹性件ⅱ；64、衔铁；65、球形堵头；7、行程调整柱；8、引流腔；81、引流孔。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.实施例1：参照图1，一种高压氢气电磁阀，包括阀体1。阀体1上开设有安装槽11，安装槽11底部开设有与安装槽11同轴设置的连通槽12。
21.阀体1的两侧分别设有进气口和出气口，进气口包括开设在阀体1一端的入口腔13和用于连通入口腔13和连通槽12的导流腔ⅰ15。连通槽12的槽底开设有斜槽口，斜槽口位于导流腔ⅰ15的一侧。出气口包括开设在阀体1远离入口腔13一端的出口腔14和用于连通斜槽口与出口腔14的导流腔ⅱ16，斜槽口通过导流腔ⅱ16与出口腔14连通。出口腔14内安装有为外部用气设备供气的单向导流阀2。
22.安装槽11内安装有安装套3，安装套3内活动设置有活门4。具体的，安装套3的内孔包括大头孔和小头孔，小头孔位于大头孔上方，大头孔与连通槽12相通。活门4是中空设置的导通柱，活门4包括大头端和小头端。活门4大头端位于安装套3的大头孔内，小头端位于安装套3的小头孔内。活门4的大头端远离其小头端的一端为锥面设置并且插至斜槽口内与斜槽口的口壁抵紧。
23.参照图1和图2，活门4靠近导流腔ⅰ15的一侧开设有侧腔41，侧腔41开设在活门4的小头端侧壁上，并且侧腔41靠近斜槽口的一端延伸至活门4的大头端内。侧腔41的腔壁上开设有第一流口42，第一流口42位于侧腔41延伸至活门4大头端的侧壁上，第一流口42的孔径为0.2mm，侧腔41通过第一流口42与连通槽12、导流腔ⅰ15连通。
24.参照图1和图3，安装套3上设有电磁铁5，电磁铁5的线圈之间设有套筒51，套筒51通过连接套环52与安装套3连接。套筒51内通过弹性件ⅰ61连接有中空设置的副挡铁62，副挡铁62内通过弹性件ⅱ63连接有活动设置在安装套3内的衔铁64。
25.衔铁64的内孔为阶梯孔，阶梯孔包括孔径较大的孔一、开设在孔一底部的孔二和开设在孔二底部的孔三。弹性件ⅱ63远离副挡铁62的一端伸至孔一内并与孔一靠近孔二的底面固定连接，进而实现弹性件ⅱ63与衔铁64的固定连接，进而实现副挡铁62与衔铁64之间的浮动连接。
26.孔三远离孔二和孔一的一端安装有用于封堵阶梯孔的球形堵头65。在弹性件ⅱ63的作用下，衔铁64上的球形堵头65与活门4远离斜槽口的端口边缘接触并封闭活门4远离斜槽口的端口。
27.需要说明的是，活门4远离斜槽口的端口的孔径为0.8mm。
28.衔铁64的阶梯孔两侧开设有与阶梯孔轴向平行的限位孔，限位孔内插设有行程调整柱7。具体的，行程调整柱7的两端分别与活门4顶端、副挡铁62底端接触，衔铁64在弹性件ⅱ63的作用下与副挡铁62之间形成有0.3mm间隙。
29.如图1、图3-图5所示，衔铁64的外侧壁开设有平面部，平面部与安装套3内孔之间形成有引流腔8。阶梯孔通过连通腔与活门4的侧腔41连通，连通腔包括引流腔8、开设在阶梯孔内壁的引流孔81和开设在安装套3上的暗流道(图中未示出)。具体的，引流孔81位于阶梯孔的孔二内壁上，引流孔81与引流腔8相通。暗流道是开设在安装套3上的暗通道。暗流道的一端与活门4上的侧腔41相通，另一端与引流腔8相通。通过暗流道和引流孔81，能够实现侧腔41、引流腔8、衔铁64内腔和副挡铁62内腔的相通。
30.上述的弹性件ⅰ61和弹性件ⅱ63均为弹簧。初始状态时，即电磁铁5未通电，入口腔13未通气的情况下，在弹性件ⅰ61弹力的作用下，副挡铁62能够始终与行程调整柱7接触，行程调整柱7能够始终与活门4的顶端接触，保证了副挡铁62、行程调整柱7以及活门4三者的同步运动。
31.本实施例中，第一流口42起到连通导流腔ⅰ15、侧腔41、暗流道、引流腔8、衔铁64内腔和副挡铁62内腔的作用，衔铁64在弹性件ⅱ63的作用下，使得球形堵头65堵住活门4的顶部端口，能够避免活门4内腔与引流腔8相通。
32.实施例2：本实施例是在实施例1的基础上作出的进一步说明。
33.本实施例中介绍了一种高压氢气电磁阀的工作方法，包括不通气断电、通气断电和通气通电三种情况：当入口腔13不通气、电磁铁5断电时，在弹性件ⅰ61的作用下，副挡铁62通过行程调整柱7推动活门4与连通槽12上的斜槽口抵紧，衔铁64在弹性件ⅱ63的作用下与副挡铁62之间的间距为0.3mm，阀体1不导通。
34.当入口腔13通气、电磁铁5断电时，入口气体从入口腔13进入导流腔ⅰ15并通过第一流口42进入侧腔41，之后通过暗流道进入引流腔8，并从引流腔8进入衔铁64的内孔，即衔铁64内腔，之后从衔铁64内孔进入副挡铁62内孔，最终在由副挡铁62内孔、衔铁64内孔形成的腔体内形成高压，此时，衔铁64底端的球形堵头65仍然抵在活门4的顶部端口上，衔铁64与副挡铁62之间的距离仍为0.3mm，活门4仍与连通槽12上的斜槽口抵紧，阀体1不导通。
35.当入口腔13通气、电磁铁5通电后，电磁铁5产生电磁力，电磁力克服弹性件ⅱ63的弹力，使副挡铁62吸合衔铁64，衔铁64带动球形堵头65脱离活门4的顶部端口，使得活门4与引流腔8相通，凝聚在副挡铁62内孔、衔铁64内孔的高压气体以及从暗流道进入引流腔8的气体从活门4的顶部端口进入活门4内孔，进而流至导流腔ⅱ16，并积聚在出口腔14，出口腔14内压力逐渐升高，但仍未达到单向阀导通的标准。
36.此时，由于活门4顶部端口孔径大于第一流口42的孔径，进入副挡铁62内腔、衔铁64内腔的气体远小于从副挡铁62内腔、衔铁64内腔排出的气体，使得副挡铁62和衔铁64内
腔迅速失压，当出口腔14内的压力使得弹性件ⅰ61无法再通过副挡铁62和行程调整柱7将活门4抵在斜槽口时，活门4会脱离斜槽口，进而使得导流腔ⅰ15与导流腔ⅱ16连通，导流腔ⅰ15与导流腔ⅱ16连通使得导流腔ⅱ16内的压力迅速增大，进而使得出口腔14压力迅速增大，当出口腔14压力达到单向阀的开启压力后即实现了阀体1的导通。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。