阅读说明：本技术 一种自保持式电磁阀 (Self-holding type electromagnetic valve ) 是由 甄玉龙 曹月秋 石峰 吴松 吴鹏 宋成良 黄炳臣 熊冬庆 吕艳新 张克楠 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种自保持式电磁阀,包括主阀模块、辅阀模块、自锁装置和永磁杆；主阀模块包括主阀线圈、主动铁芯、主静铁芯和阀杆；主静铁芯、主阀线圈上下设置,主动铁芯活动套接在主阀线圈内,能够沿主阀线圈的轴线上下移动；阀杆的上端连接主动铁芯；辅阀模块包括套筒、活塞、活塞环和小阀；活塞环设置于活塞的内腔,活塞设置于套筒的内腔,阀杆的下端连接活塞环；小阀设置在活塞的侧壁,连通活塞的内腔和外腔；永磁杆的下端连接主动铁芯,自锁装置连接永磁杆的环面,用于限制永磁杆上下移动。本发明的自保持式电磁阀用在燃料装卸系统的管路中,辅阀模块在正常工况下保持阀门关闭,自锁装置在断电或失效状态下锁止永磁杆,使阀门处于开阀状态。(The invention provides a self-holding type electromagnetic valve which comprises a main valve module, an auxiliary valve module, a self-locking device and a permanent magnet rod, wherein the main valve module is provided with a main valve opening and a main valve opening; the main valve module comprises a main valve coil, a driving iron core, a main static iron core and a valve rod; the main static iron core and the main valve coil are arranged up and down, and the main static iron core is movably sleeved in the main valve coil and can move up and down along the axis of the main valve coil; the upper end of the valve rod is connected with the active iron core; the auxiliary valve module comprises a sleeve, a piston ring and a small valve; the piston ring is arranged in the inner cavity of the piston, the piston is arranged in the inner cavity of the sleeve, and the lower end of the valve rod is connected with the piston ring; the small valve is arranged on the side wall of the piston and is communicated with the inner cavity and the outer cavity of the piston; the lower end of the permanent magnet rod is connected with the driving iron core, and the self-locking device is connected with the ring surface of the permanent magnet rod and used for limiting the permanent magnet rod to move up and down. The self-holding electromagnetic valve is used in the pipeline of a fuel handling system, the auxiliary valve module keeps the valve closed under the normal working condition, and the self-locking device locks the permanent magnet rod under the power-off or failure state to enable the valve to be in the open state.)

一种自保持式电磁阀

技术领域

本发明涉及电磁阀技术领域，具体而言，涉及一种自保持式电磁阀。

背景技术

电磁阀在核电领域氦气气力输送系统中担任十分重要的角色。在该环境中，电磁阀所流通的介质主要为含有放射性粉尘的高温氦气，要求阀门在正常工况下保持关闭，在输送过程开启时可以保持长期打开状态。

现有的电磁控制阀门在改变导通状态时，一般由打开变为关闭，而从关闭控制变为开启，并保持开启的阀门不常见。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自保持式电磁阀，其能够在阀门关闭状态过程中根据要求迅速变更为导通状态，并长期可靠地维持阀门开启状态。

本发明的实施例是这样实现的：

一种自保持式电磁阀，其包括主阀模块、辅阀模块、自锁装置和永磁杆；所述主阀模块包括主阀线圈、主动铁芯、主静铁芯和阀杆；所述主静铁芯、所述主阀线圈上下设置，所述主动铁芯活动套接在所述主阀线圈内，能够沿所述主阀线圈的轴线上下移动；所述阀杆的上端连接所述主动铁芯；所述辅阀模块包括套筒、活塞、活塞环和小阀；所述活塞环设置于所述活塞的内腔，所述活塞设置于所述套筒的内腔，所述阀杆的下端连接所述活塞环；所述小阀设置在所述活塞的侧壁，连通所述活塞的内腔和外腔；所述永磁杆的下端连接所述主动铁芯，所述自锁装置连接所述永磁杆的环面，用于限制所述永磁杆上下移动。

上述自保持式电磁阀的工作原理及流程如下：

(1)控制关闭阀门并保持关闭状态：

当要进行关阀操作时，首先给主阀线圈通电，然后再给自锁装置通电，自锁装置通电时产生电磁力，使永磁杆脱离自锁装置。此时给主阀线圈断电，主动铁芯与主静铁芯脱离，1s后自锁装置断电，在弹簧力和阀杆各部件的重力作用下，小阀关闭，在套筒内介质压差的作用下，活塞向下运动关闭自保持式电磁阀，阻断工作介质通过，自保持式电磁阀即为关闭状态。

(2)控制阀门开启并保持打开状态：

给主阀线圈通电，主阀线圈产生电磁力吸起主动铁芯，使主动铁芯与主静铁芯闭合，并拉动阀杆带动小阀打开先导阀，此时活塞上腔的高压介质被快速***。在活塞上下压力差的作用下，活塞被迅速浮起带动永磁杆上升，此时控制自锁装置将永磁杆锁住。然后给主阀线圈断电，自保持式电磁阀保持开阀状态。

在本发明较佳的实施例中，所述自锁装置包括自锁线圈、自锁动铁芯、自锁静铁芯和铁芯弹簧；所述自锁线圈套接在所述自锁动铁芯的***，所述自锁静铁芯、所述铁芯弹簧和所述自锁动铁芯同轴设置；所述铁芯弹簧用于推动所述自锁动铁芯朝所述永磁杆移动，所述自锁静铁芯用于吸引所述自锁动铁芯背离所述永磁杆移动；所述永磁杆的环面设置有与所述自锁动铁芯对应的凹槽，所述自锁动铁芯的移动方向与所述永磁杆的长度方向垂直。其技术效果在于：在阀门打开并且永磁杆被推动向上移动后，自锁动铁芯在铁芯弹簧的推力作用下，向永磁杆移动并卡入凹槽内，起到限制永磁杆向下移动的作用，保证阀门处于开启状态。而在要求关闭时，给自锁线圈通电，使自锁静铁芯与自锁动铁芯组闭合，永磁杆脱离自锁装置自行下落，实现阀门关闭。

在本发明较佳的实施例中，所述自锁装置的数量为偶数多个；偶数多个所述自锁装置两两相对地沿所述永磁杆的周向分布。其技术效果在于：偶数多个自锁装置两两相对，则对永磁杆的顶推力相等，有利于提高阀门开启状态的稳定性和精度，防止永磁杆发生偏移或者弯曲。

在本发明较佳的实施例中，还包括信号模块和信号屏蔽管；所述信号模块设置在所述永磁杆的上端，所述信号屏蔽管套接在所述永磁杆的***，位于所述永磁杆和所述自锁装置之间。其技术效果在于：信号模块用于对阀门进行电磁控制，而信号屏蔽管则用于消除线圈和铁芯对信号传输的消极影响。

在本发明较佳的实施例中，还包括外密封组件；所述外密封组件设置在所述信号屏蔽管贴合所述自锁装置的外侧。其技术效果在于：外密封组件保证阀门和抽真空系统对外漏指标的要求。

在本发明较佳的实施例中，所述外密封组件包括银垫片。其技术效果在于：银垫片密封性能可靠，并能够耐受核能辐射和高温高压的苛刻环境条件。

在本发明较佳的实施例中，所述套筒的外壁设置刚性密封件；所述活塞与阀体贴合的位置设置刚性密封件。其技术效果在于：由于套筒、活塞与贴合连接部件相对移动频繁，刚性密封耐磨性能更强，能够满足严格的工况要求。

在本发明较佳的实施例中，所述刚性密封件由钴铬钨堆焊形成。其技术效果在于：钴铬钨堆焊而成的硬质合金，具有硬度高、耐磨损性优越、耐蚀性强等特点，即使在高温状况下也能保持耐磨密封性能。

在本发明较佳的实施例中，所述阀杆与所述主动铁芯可拆卸连接，所述阀杆与所述活塞环可拆卸连接。其技术效果在于：可拆卸连接的阀杆与主动铁芯，可拆卸连接的阀杆与活塞环，拆装方便，利于检修。

在本发明较佳的实施例中，所述阀杆的上端挂钩连接于所述主动铁芯的下端，所述阀杆的下端挂钩连接于所述活塞环。其技术效果在于：阀杆、主动铁芯和活塞环的运动方向仅在于阀杆的轴线方向，故挂钩形式不影响其直线活动，也不容易过脱落。却大大方便了阀门整体的安装、拆卸和维护。

本发明实施例的有益效果是：

本发明的自保持式电磁阀用在燃料装卸系统的管路中，辅阀模块在正常工况下保持阀门关闭，自锁装置在断电或失效状态下锁止永磁杆，使阀门处于开阀状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的自保持式电磁阀的整体结构示意图；

图2为图1中I处的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的自保持式电磁阀中自锁装置未锁止时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的自保持式电磁阀中自锁装置锁止时的结构示意图。

图中：1-主阀线圈；2-主动铁芯；3-主静铁芯；4-阀杆；5-套筒；6-活塞；7-活塞环；8-小阀；9-永磁杆；10-自锁线圈；11-自锁动铁芯；12-自锁静铁芯；13-铁芯弹簧；14-信号模块；15-信号屏蔽管；16-外密封组件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本发明实施例提供的自保持式电磁阀的整体结构示意图；图2为图1中I处的局部放大图；图3为本发明实施例提供的自保持式电磁阀中自锁装置未锁止时的结构示意图；图4为本发明实施例提供的自保持式电磁阀中自锁装置锁止时的结构示意图。

第一实施例：

请参照图1～图4，本实施例提供一种自保持式电磁阀，其包括主阀模块、辅阀模块、自锁装置和永磁杆9；主阀模块包括主阀线圈1、主动铁芯2、主静铁芯3和阀杆4；主静铁芯3、主阀线圈1上下设置，主动铁芯2活动套接在主阀线圈1内，能够沿主阀线圈1的轴线上下移动；阀杆4的上端连接主动铁芯2；辅阀模块包括套筒5、活塞6、活塞环7和小阀8；活塞环7设置于活塞6的内腔，活塞6设置于套筒5的内腔，阀杆4的下端连接活塞环7；小阀8设置在活塞6的侧壁，连通活塞6的内腔和外腔；永磁杆9的下端连接主动铁芯2，自锁装置连接永磁杆9的环面，用于限制永磁杆9上下移动。

请参照图3、图4，自锁装置包括自锁线圈10、自锁动铁芯11、自锁静铁芯12和铁芯弹簧13；自锁线圈10套接在自锁动铁芯11的***，自锁静铁芯12、铁芯弹簧13和自锁动铁芯11同轴设置；铁芯弹簧13用于推动自锁动铁芯11朝永磁杆9移动，自锁静铁芯12用于吸引自锁动铁芯11背离永磁杆9移动；永磁杆9的环面设置有与自锁动铁芯11对应的凹槽，自锁动铁芯11的移动方向与永磁杆9的长度方向垂直。

请参照图3、图4，自锁装置的数量为偶数多个；偶数多个自锁装置两两相对地沿永磁杆9的周向分布。

本实施例的自保持式电磁阀在核电领域氦气气力输送系统中担任十分重要的角色，主要应用在燃料装卸系统的管路中。该使用环境中所流通的介质主要为含有放射性粉尘的高温氦气，这对电磁阀的开启、关闭控制效率和稳定性要求很高。自保持式电磁阀要求在正常工况下处于关闭状态，而当系统需要打开阀门时，可以长期保持打开状态。其工作原理及流程如下：

(1)当要进行关阀操作时，首先给主阀线圈1通电，然后再给自锁装置通电，自锁装置通电时产生电磁力，使永磁杆9脱离自锁装置。此时给主阀线圈1断电，主动铁芯2与主静铁芯3脱离，1s后自锁装置断电，在弹簧力和阀杆4各部件的重力作用下，小阀8关闭，在套筒5内介质压差的作用下，活塞6向下运动关闭自保持式电磁阀，阻断工作介质通过，自保持式电磁阀即为关闭状态。

(2)给主阀线圈1通电，主阀线圈1产生电磁力吸起主动铁芯2，使主动铁芯2与主静铁芯3闭合，并拉动阀杆4带动小阀8打开先导阀，此时活塞6上腔的高压介质被快速***。在活塞6上下压力差的作用下，活塞6被迅速浮起带动永磁杆9上升，此时控制自锁装置将永磁杆9锁住。然后给主阀线圈1断电，自保持式电磁阀保持开阀状态。

第二实施例：

请参照图1，本实施例提供一种自保持式电磁阀，其与第一实施例的自保持式电磁阀大致相同，二者的区别在于本实施例的自保持式电磁阀还包括信号模块14和信号屏蔽管15；信号模块14设置在永磁杆9的上端，信号屏蔽管15套接在永磁杆9的***，位于永磁杆9和自锁装置之间。

请参照图1、图3、图4，还包括外密封组件16；外密封组件16设置在信号屏蔽管15贴合自锁装置的外侧。

请参照图1、图3、图4，外密封组件16包括银垫片。

第三实施例：

请参照图2，本实施例提供一种自保持式电磁阀，其与第一实施例、第二实施例的自保持式电磁阀大致相同，二者的区别在于本实施例的自保持式电磁阀中套筒5的外壁设置刚性密封件；活塞6与阀体贴合的位置设置刚性密封件。

刚性密封件由钴铬钨堆焊形成。

在上述任一实施例的基础上，如图1所示，阀杆4与主动铁芯2可拆卸连接，阀杆4与活塞环7可拆卸连接。

在上述任一实施例的基础上，如图1所示，阀杆4的上端挂钩连接于主动铁芯2的下端，阀杆4的下端挂钩连接于活塞环7。即阀杆4的上端和下端分别设置一个尺寸较大的端部，而主动铁芯2的下端设置一个开槽的空腔，活塞环7也设置一个条形槽。

自保持式电磁阀的其他技术指标和技术工艺：

1、电磁阀的控制方式为电磁动控制。

2、管路连接方式采用焊接方式。

3、电磁阀内部金属件全部采用不锈钢制成，阀门的整体耐腐蚀性将显著提高，提高电磁阀使用的寿命。

4、电磁阀的阀体采用F316奥氏体不锈钢锻造后机加工而成，耐腐蚀性强、外形美观实用、易清洁。阀体设计最小壁厚满足ASME B16.34的要求，并预留足够的腐蚀余量，保证了阀体的40年寿命的需要。

5、电磁阀内部金属件全部采用不锈钢制成，阀杆4材料选用07Cr17Ni7Al沉淀硬化型不锈钢。承压双头螺柱和螺母选用高强度的660级不锈钢加工。其它非承压螺栓及垫片全部选用70级不锈钢，内部非金属件全部选用耐温耐辐照的橡胶材料制造。

6、电磁阀的套筒5和活塞6密封面设计粗糙度达到0.2μm，提高阀门的密封性。其余所有滑动部位表面设计粗糙度达到0.8μm以上，其它所有零部件外表面粗糙度达到1.6μm以上；未注尺寸公差达到GB/T1804-m级以上；所有未注形位公差达到GB/T1184-H级以上。良好的配合间隙将有助于滑动部件使用寿命的增长。

7、电磁阀设计循环寿命大于1000次，通过采用高品质的金属材料，刚性的动密封副，易损伤部位的硬质合金堆焊，高强度、耐老化的密封材料，成熟先进的特殊工艺，可确保电磁阀满足技术要求的循环寿命指标。

上述实施例中的自保持式电磁阀主要技术参数列表如下：

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。