一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，包括主閥、閥位指示器和手動裝置。主閥入口與系統(tǒng)壓力管道相通，閥芯組件在主彈簧和的介質(zhì)不平衡力的共同作用下與閥座組件貼合形成密封，此時機(jī)械式閥位指示器提供關(guān)到位信號；當(dāng)電磁閥通電時，作用閥芯組件上的電磁力克服主彈簧作用力和介質(zhì)不平衡力推動閥芯組件運(yùn)動，主閥打開，此時機(jī)械式閥位指示器提供開到位信號。本發(fā)明能夠快速實(shí)現(xiàn)管路液、氣的通斷；主閥采用平衡式結(jié)構(gòu)，能夠有效降低介質(zhì)不平衡力；設(shè)有機(jī)械式閥位指示器，有利于電磁閥工作狀態(tài)判斷和故障診斷，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制提供了條件；設(shè)有手動裝置，保證在無電源或電磁線圈失效的情況下能夠可靠打開閥門。
【專利說明】一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于艦船系統(tǒng)管路氣、液通斷的電磁閥，具體涉及一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥。

【背景技術(shù)】
[0002]在艦船系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)封閉且空間要求密集，因此對系統(tǒng)元器件的安裝尺寸及自動化程度要求較高。
[0003]目前市面上的大口徑電磁閥主要以干式、分體式閥為主，其閥體部分與電磁鐵部分采用分體結(jié)構(gòu)，液流方向與閥芯運(yùn)動方向呈垂直分布，其結(jié)構(gòu)簡單，電磁鐵部分不接觸介質(zhì)，防腐性能好，但垂直分布的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其體積大，所需安裝空間大。其使用的閥位指示器采用霍爾開關(guān)，安裝調(diào)試?yán)щy，惡劣工況下不適用。
[0004]隨著近年來船舶工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，相應(yīng)的適合艦船環(huán)境的電磁閥需求日益增多，需要發(fā)明一種電磁閥，在保證性能情況下，要求體積小，集成度高，便于系統(tǒng)自動化控制及故障診斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，包括主閥、關(guān)到位閥位指示器、開到位閥位指示器和手動裝置。
[0006]主閥主要由線圈組件、閥芯組件、閥座組件、主彈簧等組成。線圈組件與閥芯組件形成閉合磁路，閥芯組件以線圈組件內(nèi)孔為導(dǎo)向做軸向運(yùn)動；線圈組件內(nèi)孔兩端設(shè)有減摩環(huán)，閥芯組件運(yùn)動采用星形圈密封，可有效降低運(yùn)動摩擦力；閥芯組件內(nèi)孔為介質(zhì)的流通通道，介質(zhì)流動方向與閥芯的運(yùn)動方向一致；閥芯組件為分體焊接結(jié)構(gòu)，介質(zhì)腔采用壓力平衡式設(shè)計(jì)，可有效降低關(guān)閉狀態(tài)下閥芯組件所受到介質(zhì)不平衡力。
[0007]閥位指示器為機(jī)械式限位開關(guān)，主要由導(dǎo)向套、壓蓋、指示桿、復(fù)位彈簧組成，限位裝置以機(jī)械連接方式固定在閥芯組件上，通過限位裝置上的錐形面將閥芯組件的軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為指示桿的豎直運(yùn)動，進(jìn)而觸發(fā)微動開關(guān)進(jìn)行閥位指示。結(jié)構(gòu)中設(shè)置了兩個閥位指示器，分別為關(guān)到位閥位指示器和開到位閥位指示器，優(yōu)選兩個到位指示器呈180°設(shè)置在入口法蘭的兩側(cè)，并沿閥芯組件軸向方向上錯位安裝。
[0008]手動裝置為凸輪結(jié)構(gòu)，主要由操作桿、凸輪和限位環(huán)組成，通過操作桿帶動凸輪轉(zhuǎn)動進(jìn)而推動閥芯運(yùn)動。操作桿上端面加工有凸臺，限位環(huán)上加工有90°環(huán)形槽，凸臺在環(huán)形槽內(nèi)運(yùn)動可實(shí)現(xiàn)90°限位功能。
[0009]電磁閥斷電情況下閥芯組件在主彈簧與介質(zhì)不平衡力的作用下貼緊閥座組件的非金屬平面形成端面密封，介質(zhì)斷流，電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，關(guān)到位閥位指示器處于觸發(fā)狀態(tài)，提供關(guān)到位信號；通電情況下閥芯組件在電磁力的作用下發(fā)生軸向運(yùn)動，端面密封副打開，介質(zhì)通流，此時開到位閥位指示器處于觸發(fā)狀態(tài)，發(fā)出開到位信號。手動裝置可保證在無電源或線圈組件失效的情況下可靠打開電磁閥。
[0010]本發(fā)明具有以下的有益技術(shù)效果:
[0011]一、本發(fā)明所述的帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥能夠快速實(shí)現(xiàn)管路介質(zhì)的通斷，并能提供準(zhǔn)確的閥位信號。
[0012]二、本發(fā)明的主閥采用平衡式結(jié)構(gòu)，閥芯組件受到的介質(zhì)不平衡力小，電磁閥體積小，沿軸向的流道結(jié)構(gòu)更利于系統(tǒng)管路的安裝；閥芯組件以線圈內(nèi)孔導(dǎo)向，導(dǎo)向良好，采用帶有星形密封圈的動密封結(jié)構(gòu)，密封嚴(yán)密可靠，運(yùn)動摩擦力小，閥芯組件動作暢順；
[0013]三、本發(fā)明的電磁閥上分別設(shè)有機(jī)械式的開、關(guān)到位閥位指示器，適用于艦船惡劣的工作環(huán)境，能夠直觀反應(yīng)電磁閥的開關(guān)狀態(tài)，有利于電磁閥故障診斷和系統(tǒng)自動化控制；手動裝置的引入可有效提尚電磁閥的使用可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明平衡式電磁閥的整體結(jié)構(gòu)三維圖；
[0015]圖2為本發(fā)明平衡式電磁閥的關(guān)閉狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為圖2中沿A-A方向的剖視圖；
[0017]圖4為本發(fā)明平衡式電磁閥打開狀態(tài)結(jié)果示意圖；
[0018]圖5為本發(fā)明開、關(guān)到位閥位指示器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明手動裝置的主視圖；
[0020]圖7為本發(fā)明手動裝置的俯視圖；
[0021]圖8為本發(fā)明手動裝置的整體結(jié)構(gòu)三維圖。
[0022]附圖標(biāo)記如下:
[0023]I一主閥部分；2—關(guān)到位閥位指示器；3—開到位閥位指示器；4一手動裝置；5—線圈組件；6—閥芯組件；7—閥座組件；8—入口法蘭；9一出口法蘭；10—彈費(fèi)座；11一彈簧；12—限位裝置；13—壓環(huán)；14一減摩環(huán)；15—星型密封圈；16—微動開關(guān)；17—安裝支架；18—指不桿；19一復(fù)位彈費(fèi)；20—上壓蓋；21—下壓蓋；22—導(dǎo)向套；23—位環(huán)；24—操作桿；25—輪；26—連接螺釘；

【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1至圖4所示，為本發(fā)明的一種示例結(jié)構(gòu)示意圖，它主要由主閥1、關(guān)到位閥位指示器2、開到位閥位指示器3和手動裝置4組成。主閥I包括線圈組件5，閥芯組件6，閥座組件7，入口法蘭8，出口法蘭9，彈簧座10，主彈簧11，限位裝置12，壓環(huán)13。系統(tǒng)管路分別與入口法蘭8和出口法蘭9相連接；線圈組件5與閥芯組件6形成閉合磁路，閥芯組件6以線圈組件5內(nèi)孔為導(dǎo)向做軸向運(yùn)動；閥芯組件6為分體焊接結(jié)構(gòu)，采用壓力平衡式設(shè)計(jì)，僅采用一個星形密封圈15實(shí)現(xiàn)動密封；電磁閥斷電情況下閥芯組件6的右端金屬型面在主彈簧11與介質(zhì)不平衡力的作用下貼緊閥座組件7的非金屬平面形成端面密封。
[0025]如圖5所示，關(guān)到位閥位指示器2和開到位閥位指示器3結(jié)構(gòu)相同，均為機(jī)械式，包括微動開關(guān)16，安裝支架17，指示桿18，復(fù)位彈簧19，上壓蓋20，下壓蓋21，導(dǎo)向套22。在無外力情況時，指示桿18在復(fù)位彈簧19的作用下壓緊下壓蓋21，微動開關(guān)16與指示桿18脫離，不提供閥位信號。限位裝置12通過機(jī)械連接方式固定在閥芯組件6上，其隨閥芯組件6進(jìn)行軸向運(yùn)動，當(dāng)限位裝置12與指示桿18接觸時，限位裝置12上的錐形面推動指示桿18運(yùn)動，將閥芯組件6的軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為指示桿18的豎直運(yùn)動，進(jìn)而觸發(fā)微動開關(guān)16提供到位信號。指示桿18兩端通過導(dǎo)向套22和上壓蓋20進(jìn)行導(dǎo)向，保證運(yùn)動的靈活性；
[0026]如圖3和圖4所示，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，關(guān)、開到位閥位指示器呈180°設(shè)置在入口法蘭的兩側(cè)，并沿閥芯組件軸向方向上錯位安裝，這時限位裝置12外端的兩個錐形面分別對應(yīng)關(guān)到位閥位指示器2和開到位閥位指示器3的指示桿18，而且通過錐形面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可保證當(dāng)閥芯組件6前后位移時，有且只有一只指示器處于到位狀態(tài)。也就是說，當(dāng)閥芯組件6向出口法蘭9的方向位移，并與閥座組件7相接觸時，平衡閥關(guān)閉時，關(guān)到位閥位指示器2中的指示桿18，正好達(dá)到限位裝置中靠近出口法蘭9 一端的錐面(右錐面)的最高點(diǎn)，故上端的關(guān)到位閥位指示器2給出到位信號，而此時開到位閥位指示器3由于與關(guān)到位閥位指示器2在軸向上錯位安裝，故不會給出到指示信號，反之亦然。
[0027]如圖6至圖8所示，手動裝置4包括限位環(huán)23，操作桿24，凸輪25，連接螺釘26。操作桿24與凸輪通過連接螺釘26相連接，通過操作24桿帶動凸輪25運(yùn)動，凸輪25與限位裝置12接觸后推動限位裝置12和閥芯組件6運(yùn)動，電磁閥打開。操作桿24上的凸臺在限位環(huán)23的90°環(huán)形槽內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，只允許操作桿24旋轉(zhuǎn)90°。
[0028]本發(fā)明平衡式電磁閥的工作狀態(tài)描述如下:
[0029]如圖2和圖3所示，線圈組件5斷電時，主彈簧11的安裝作用力克服星形密封圈15的摩擦力，推動閥芯組件6貼合在閥座組件7的非金屬平面上，在此時在主彈簧11作用力和介質(zhì)不平衡力的共同作用下，閥芯組件6的右端金屬型面壓緊閥座組件7的非金屬平面，行成金屬-非金屬密封副，介質(zhì)斷流，電磁閥關(guān)閉，此時關(guān)到位閥位指示器2的指示桿18在限位裝置12的錐面推動下豎直向上運(yùn)動，觸發(fā)微動開關(guān)16，提供關(guān)到位信號，而開到位閥位指示器3的指示桿18在復(fù)位彈簧19的作用下豎直向下運(yùn)動，與微動開關(guān)16脫離，微動開關(guān)16不提供到位信號。
[0030]如圖4所示，線圈組件5通電時，電磁力克服主彈簧11的安裝作用力、介質(zhì)不平衡力及星形密封圈15的摩擦力使閥芯組件6與閥座組件7脫離，電磁閥打開，介質(zhì)由電磁閥入口通過閥芯組件6內(nèi)孔、閥座組件7側(cè)孔從出口流出。此時開到位閥位指示器3的指示桿18在限位裝置12的錐面推動下將豎直向上運(yùn)動，觸發(fā)微動開關(guān)16，提供開到位信號，而關(guān)到位閥位指示器2的指示桿18在復(fù)位彈簧19的作用下豎直向下運(yùn)動，與微動開關(guān)16脫離，微動開關(guān)不提供到位信號。
【權(quán)利要求】
1.一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，其特征在于:包括主閥(1)、關(guān)到位閥位指示器(2)、開到位閥位指示器(3)和手動裝置⑷； 所述的主閥包括線圈組件(5)、閥芯組件(6)、閥座組件(7)、主彈簧(11)、入口法蘭(8)、出口法蘭(9)和限位裝置(12)，所述的限位裝置(12)套接在閥芯組件(6)上，所述的閥芯組件(6)的內(nèi)孔為介質(zhì)的流通通道，介質(zhì)流動方向與閥芯的運(yùn)動方向一致，所述的線圈組件(5)與閥芯組件(6)形成閉合磁路，使得閥芯組件(6)以線圈組件(5)內(nèi)孔為導(dǎo)向做軸向運(yùn)動；當(dāng)線圈組件(5)加電時，閥芯組件(6)克服主彈簧(11)的彈力向入口法蘭方向(8)移動，使得閥芯組件(6)與閥座組件(7)脫離，打開平衡式電磁閥； 所述的關(guān)到位閥位指示器⑵和開到位閥位指示器⑶固定在入口法蘭⑶的外側(cè)，所述的關(guān)到位閥位指示器(2)和開到位閥位指示器(3)均包括導(dǎo)向套(22)、指示桿(18)和復(fù)位彈簧(19)，所述的限位裝置(12)的外端分別設(shè)置有對應(yīng)關(guān)到位閥位指示器(2)和開到位閥位指示器(3)的錐形面，可將閥芯組件(6)的軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)換為指示桿(18)的豎直運(yùn)動，進(jìn)而克服復(fù)位彈簧(19)的彈力，觸發(fā)微動開關(guān)(16)進(jìn)行閥位指示； 所述的手動裝置(4)包括操作桿(24)和凸輪(25)，通過手動轉(zhuǎn)動操作桿(24)帶動凸輪(25)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而推動限位裝置(12)使得推動閥芯組件(6)向入口法蘭⑶的方向位移，打開平衡式電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，其特征在于:所述的關(guān)到位閥位指示器⑵和開到位閥位指示器(3)在沿閥芯組件(6)的軸向方向上錯位布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，其特征在于:所述的手動裝置(4)還包括固定在操縱桿(24)上方設(shè)置的限位環(huán)(23)，所述的限位環(huán)(23)上設(shè)置有呈90°夾角的環(huán)形槽，對操縱桿(24)上固定的凸臺進(jìn)行限位，使得操縱桿(24)只能旋轉(zhuǎn)90° ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，其特征在于:所述的線圈組件(5)內(nèi)孔兩端設(shè)有減摩環(huán)(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，其特征在于:所述的閥芯組件(6)和支撐部件之間設(shè)置有星形密封圈(15)，用于降低運(yùn)動摩擦力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，其特征在于:所述的閥芯組件(6)為分體焊接結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶機(jī)械式閥位指示器和手動裝置的平衡式電磁閥，其特征在于:所述的關(guān)到位閥位指示器(2)和開到位閥位指示器(3)固定在入口法蘭(8)呈180°的兩側(cè)位置處。
【文檔編號】F16K37/00GK104500818SQ201410829719
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】牟曉勇, 王興錄, 楊新峰, 許長華 申請人:西安航天遠(yuǎn)征流體控制股份有限公司