阅读说明：本技术 无弹簧式两位两通常开高速开关阀 (Spring-free two-position two-way normally-open high-speed switch valve ) 是由 刘银水 徐龙 牛壮 曹文斌 孟家舟 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明属于阀体技术领域,涉及一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀,包括阀体组件,所述阀体组件上安装电磁铁组件,电磁铁组件连接衔铁组件,其特征在于：所述阀体组件包括阀座,阀座上安装阀体,阀体的内孔中导向设置阀芯,阀芯下端与阀座相配合,用于控制阀座轴向孔的通断；该开关阀能够有效满足运行环境要求,阀体响应速度快。本发明结构简单紧凑,采用无弹簧高速开关阀设计,避免了复位弹簧影响响应速度的问题。本发明极靴、衔铁间采用可调工作气隙,减小了因固定工作气隙而带来的极靴定位难度,降低了装配难度。(The invention belongs to the technical field of valve bodies, and relates to a spring-free two-position two-way normally-open high-speed switch valve which comprises a valve body assembly, wherein an electromagnet assembly is arranged on the valve body assembly and is connected with an armature assembly, and the spring-free two-position two-way normally-open high-speed switch valve is characterized in that: the valve body assembly comprises a valve seat, a valve body is arranged on the valve seat, a valve core is arranged in an inner hole of the valve body in a guiding mode, and the lower end of the valve core is matched with the valve seat and used for controlling the on-off of an axial hole of the valve seat; the switch valve can effectively meet the requirements of the operating environment, and the response speed of the valve body is high. The invention has simple and compact structure, adopts the design of a spring-free high-speed switch valve and avoids the problem that the response speed is influenced by the return spring. The adjustable working air gap is adopted between the pole shoe and the armature, so that the positioning difficulty of the pole shoe caused by fixing the working air gap is reduced, and the assembly difficulty is reduced.)

无弹簧式两位两通常开高速开关阀

技术领域

本发明属于阀体技术领域，涉及一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀。

背景技术

传统的水轮机调速系统中对小波进行调控的主要元件为比例伺服阀，而比例伺服阀成本高且抗污染性能差，且具有中位死区。高速开关阀作为数字液压的核心元件，由于其具有抗污染性强、响应速度快、泄露小、可直接接受数字信号等特点，被广泛的应用于水轮机调速系统中。

高速开关阀为数字液压技术的核心部件，其工作方式为PWM信号驱动下的开关动作，由于电磁感应原理，在线圈中通过电流时，由线圈、衔铁、极靴形成一个闭合磁路，从而产生电磁力驱动衔铁推动阀芯运动。

传统的两位两通常开式高速开关阀采用弹簧复位的形式，电磁铁得电，电磁力克服液压力，推动阀芯，关闭阀口；电磁铁失电，弹簧力的作用下，拉动阀芯，打开阀口；复位弹簧的存在，影响了阀的响应时间。

传统的两位两通常开式高速开关阀采用了封装式结构，即将衔铁，极靴封死在隔磁套中，所以最大工作气隙的值是恒定的，阀口最大开度是确定的，而高速开关阀的频率与流量都与阀芯行程相关，阀芯行程越大，流量随之增大，但频率会随之降低，所以在不同的应用场合对频率和流量的要求是不同的，须了解更关注的是频率还是流量。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀，该开关阀能够有效满足运行环境要求，阀体相应速度快。

按照本发明的技术方案：一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀，包括阀体组件，所述阀体组件上安装电磁铁组件，电磁铁组件连接衔铁组件，其特征在于：所述阀体组件包括阀座，阀座上安装阀体，阀体的内孔中导向设置阀芯，阀芯下端与阀座相配合，用于控制阀座轴向孔的通断；

衔铁组件设置于电磁铁组件的中心孔中，衔铁组件包括极靴、衔铁及隔磁套，其中隔磁套紧配合设置于电磁铁组件的中心孔中，极靴、衔铁配合设置于隔磁套内孔中，阀芯穿过极靴的内孔与衔铁固定连接，衔铁的顶部设置顶座，压盖设置于所述电磁铁组件上，隔磁套贴合设置于压盖内孔中，顶座的顶面抵靠于压盖的轴向上端的限位部上，压盖的顶部螺纹连接调整螺钉，调整螺钉的下端压紧于顶座上端面；所述衔铁的下端面与极靴的上端面留有空间形成气隙。

作为本发明的进一步改进，所述阀体内孔中设置导向套，阀芯配合设置于所述导向套中。

作为本发明的进一步改进，所述电磁铁组件包括电磁铁外壳，电磁铁外壳内设置骨架，骨架上绕设线圈，电磁铁外壳的下部开口紧固连接电磁铁端盖。

作为本发明的进一步改进，所述骨架上端为平面，下端设有凹槽与电磁铁端盖的凸起部相配合。

作为本发明的进一步改进，所述顶座顶部设置凹槽，调整螺钉下端径向延伸部伸入顶座顶面的凹槽内。

作为本发明的进一步改进，所述顶座的圆周表面凹槽内设置第一O型圈，第一O型圈外圈与隔磁套的内壁配合。

作为本发明的进一步改进，所述骨架的顶面槽体中设置第二O型圈，第二O型圈的内壁贴合于隔磁套的圆周表面；所述骨架的下部圆周表面槽体中设置第三O型圈，第三O型圈的外圈压紧于电磁铁外壳内壁。

作为本发明的进一步改进，所述阀体的表面槽体中设置第四O型圈。

作为本发明的进一步改进，所述阀座的上部沿圆周均布设置四个径向延伸的导流口，阀座的内孔中设置阀口密封面。

作为本发明的进一步改进，所述极靴的圆周表面设置密封槽，极靴与衔铁相对的顶面设置有轴向延伸的减震槽。

本发明的技术效果在于：本发明结构简单紧凑，采用无弹簧高速开关阀设计，避免了复位弹簧影响响应速度的问题。本发明极靴、衔铁间采用可调工作气隙，减小了因固定工作气隙而带来的极靴定位难度，降低了装配难度。本发明衔铁、极靴均采用了坡莫合金软磁材料，具有高磁导率，低矫顽力，较好的防锈能力和加工性能。本发明在压盖上开有螺纹孔，通过螺钉对顶座进行限位，从而达到工作气隙的可调性。本发明在极靴腰部开有减震槽，槽中充满液体，衔铁向下动作时挤压液体，从而起到缓冲减震的效果。本发明在阀座上开有导流口，用来平衡阀口处径向力，以防止阀芯失稳。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的剖视图。

图3为极靴结构示意图。

图4为阀座结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1~4中，包括调整螺钉1、压盖2、顶座3、第一O型圈4、衔铁5、隔磁套6、第二O型圈7、电磁铁外壳8、骨架9、线圈10、极靴11、第三O型圈12、电磁铁端盖13、阀体14、第四O型圈15、导向套16、阀芯17、阀座18、第五O型圈19、密封槽20、减震槽21、导流口22、阀口密封面23等。

如图1~4所示，本发明是一种无弹簧式两位两通常开高速开关阀，包括阀体组件，所述阀体组件上安装电磁铁组件，电磁铁组件连接衔铁组件，所述阀体组件包括阀座18，阀座18上安装阀体14，阀体14的内孔中导向设置阀芯17，阀芯17下端与阀座18相配合，用于控制阀座18轴向孔的通断；可以理解的是为了实现对阀芯17的有效导向，阀体14内孔中设置导向套16，阀芯17配合设置于所述导向套16中。

衔铁组件设置于电磁铁组件的中心孔中，衔铁组件包括极靴11、衔铁5及隔磁套6，其中隔磁套6紧配合设置于电磁铁组件的中心孔中，极靴11、衔铁5配合设置于隔磁套6内孔中，阀芯17穿过极靴11的内孔与衔铁5固定连接，衔铁5的顶部设置顶座3，压盖2设置于所述电磁铁组件上，隔磁套6贴合设置于压盖2内孔中，顶座3的顶面抵靠于压盖2的轴向上端的限位部上，压盖2的顶部螺纹连接调整螺钉1，调整螺钉1的下端压紧于顶座3上端面；所述衔铁5的下端面与极靴11的上端面留有空间形成气隙。

电磁铁组件包括电磁铁外壳8，电磁铁外壳8内设置骨架9，骨架9上绕设线圈10，电磁铁外壳8的下部开口紧固连接电磁铁端盖13。

骨架9上端为平面，下端设有凹槽与电磁铁端盖13的凸起部相配合。

顶座3顶部设置凹槽，调整螺钉1下端径向延伸部伸入顶座3顶面的凹槽内。

为了实现本发明产品的可靠密封，顶座3的圆周表面凹槽内设置第一O型圈4，第一O型圈4外圈与隔磁套6的内壁配合。

骨架9的顶面槽体中设置第二O型圈7，第二O型圈7的内壁贴合于隔磁套6的圆周表面；所述骨架9的下部圆周表面槽体中设置第三O型圈12，第三O型圈12的外圈压紧于电磁铁外壳8内壁。阀体14的表面槽体中设置第四O型圈15。

如图4所示，阀座18的上部沿圆周均布设置四个径向延伸的导流口22，阀座18的内孔中设置阀口密封面23。

如图3所示，极靴11的圆周表面设置密封槽20，极靴11与衔铁5相对的顶面设置有轴向延伸的减震槽21。

如图3、4所示，本发明中的极靴11为减震型极靴结构，即在极靴端部开有减震槽21，当液体进入腔体后，充满减震槽21，衔铁5动作时通过挤压液体，起到减震缓冲的作用；同时本发明还提供了一种开有导流口22的阀座结构，即在阀座周向设置有均布的四个开口，液体经P口进入后会冲击阀芯17，导流口22将会平衡阀芯17处的径向力，使得处于悬浮位置的阀芯17平稳动作。

本发明中衔铁5与极靴11间的最大工作气隙设置为1mm，在使用过程中，可通过控制调节螺钉1的旋入长度来调节工作气隙，使其小于1mm，即可调整阀芯17的行程，从而控制阀口开度。

本发明在实际安装操作时，首先将导向套16压入阀体14内孔，再将极靴11压入阀体14上方安装孔内；使阀芯杆17进入阀体14通孔中；接着将阀芯杆17上端与衔铁5进行螺纹连接；然后在极靴11腰部密封槽20内打好胶，并将隔磁套6套入衔铁5与极靴11上；再将阀座18压入阀体14，同时拉动衔铁5检测阀芯杆17能否灵活运动；然后将顶座3装好O圈4，一并压入隔磁套6，使其外侧断面与隔磁套6端面重合即可；将电磁铁组件***隔磁套6上，并将压盖2套入隔磁套6，同时压住电磁铁组件；最后将调节螺钉1旋入压盖2螺纹孔，使其接触到顶座3即可。至此完成整个无弹簧式两位两通高速开关阀的装配。

本发明工作原理：将包裹着衔铁5与极靴11的隔磁套6***电磁铁中心孔，有效连接极靴11和衔铁5磁路，并与电磁铁外壳8形成封闭磁路，通电后，线圈10中产生的电磁场，穿过线圈10中间部分将衔铁5，极靴11和电磁铁端盖13有效连接成一个套筒机构，在电磁场作用下可产生垂直向下的吸力，使得衔铁5受力向下运动，推动阀芯17，从而关闭阀口；电磁铁不带电时，衔铁5失去电磁力的作用，而阀芯17在液压力的作用下向上运动，推动衔铁复位，从而打开阀口。