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专利号: 2022112157412
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种低功耗微型高速开关阀,其特征在于:其包括阀体机构、电磁机构和阀芯机构;

所述电磁机构和所述阀芯机构均设置在所述阀体机构的内部;

所述阀体机构包括阀套、第一阀盖、第二阀盖、阀体、阀座、第一密封圈、第二密封圈、导套和限位定铁;所述第一阀盖的一端的侧表面与所述阀套的第一端连接,所述阀套的第二端与所述阀体的第一端连接,所述阀体的第二端的侧壁与所述第二阀盖的一端连接;所述阀座设置在所述阀体与所述第二阀盖连接处的内部,所述阀座的下端与所述第二阀盖接触,所述阀座的上端与所述阀芯机构接触;所述第一密封圈设置在所述阀体与所述第二阀盖连接处,第二密封圈设置在所述阀座与所述第二阀盖连接处;所述导套和所述限位定铁均设置在所述电磁机构的内部;

所述电磁机构包括线圈、引线、永磁体和调整螺塞,所述调整螺塞的侧壁与所述第一阀盖的内侧壁接触;所述调整螺塞的下表面与所述永磁体的上表面连接,所述永磁体的下表面与所述限位定铁的上表面接触,所述限位定铁的下表面与所述阀芯机构的上表面接触;

所述导套的内侧壁与所述限位定铁和所述衔铁的滑动接触面接触,所述导套的外侧壁与所述线圈的内侧壁接触,所述线圈的外侧壁与所述阀套的内侧壁接触;所述线圈上分设有多个所述引线;

所述阀芯机构包括弹簧、阀芯和衔铁,所述弹簧套设在所述衔铁的侧壁上,所述衔铁的上表面与所述限位定铁的下表面接触,所述衔铁的上端侧壁与所述导套的下端内侧壁连接,所述衔铁的中端侧壁与所述阀体的上端内侧壁接触,所述衔铁的下端侧壁与所述弹簧的内侧壁接触,所述弹簧的外侧壁与所述阀体的内侧壁接触,所述衔铁的下端的中心内部设置有所述阀芯,且与所述阀座的上表面接触。

2.根据权利要求1所述的低功耗微型高速开关阀,其特征在于:所述第一阀盖的下端设置有第一阀盖凸台侧面,所述第一阀盖凸台侧面的外侧壁与所述阀套上端的内侧壁接触,所述第一阀盖为中通结构且存在第一空间,所述第一空间内依次设置有内六角方孔、调整螺塞安装孔和永磁体容腔,所述调整螺塞设置在所述调整螺塞安装孔内,所述永磁体的上端与所述永磁体容腔接触;所述阀体的侧壁设置有阀体侧面凹槽,所述阀体的侧壁用于与第一使用装置接触,所述阀体的底部设置有第二阀盖安装面,所述第二阀盖安装面与所述第二阀盖的内侧面接触,所述阀体为中通结构且存在第二空间,所述第二空间内依次设置有衔铁配合面、弹簧容腔、出油口和阀座安装面,所述衔铁配合面用于与所述衔铁的中端接触,所述弹簧设置在所述弹簧容腔内,所述出油口设置在所述弹簧容腔的两侧且为通口,所述阀座设置在所述阀座安装面内。

3.根据权利要求1所述的低功耗微型高速开关阀,其特征在于:所述阀座的侧面设置有阀座上凸台侧面和阀座下凸台侧面,所述阀座下凸台侧面与所述阀座的下端的内壁接触,所述阀座的上表面的中心位置设置有阀座出油口倒角,所述阀座出油口倒角的一端与所述阀芯接触,所述阀座为中通结构且存在第三空间,所述第三空间内依次设置有节流口、节流锥面和阀座入流口侧面,所述节流口的上端与所述阀座出油口倒角的一端连接,所述节流口的下端与所述节流锥面的上端连接,所述节流锥面的下端与所述阀座入流口侧面的上端连接;所述第二阀盖的外侧壁设置有第二阀盖侧面凹槽,所述第二阀盖侧面凹槽能与所述使用装置连接,所述第二阀盖为中通结构且存在第四空间,所述第四空间内依次设置有第一密封圈安装槽、阀体安装面、第二密封圈安装槽和进油口,所述第一密封圈设置在所述第一密封圈安装槽内,所述第二密封圈设置在所述第二密封圈安装槽内,所述阀体安装面与所述阀体下端的侧壁接触,所述进油口的下端与第二使用装置连通,所述进油口的上端与所述阀座安装面连通;所述衔铁的侧壁设置有滑动接触面和多个径向通流孔,所述滑动接触面的上端能在所述导套的内侧壁上移动,所述滑动接触面的中端能在所述阀体的上端的内侧壁上移动,所述滑动接触面的下端能在所述弹簧的内侧壁上移动,所述多个径向通流孔的第一端与所述弹簧的内侧壁接触,所述多个径向通流孔的第二端汇集在一处并与轴向通流孔的第二端连通,所述轴向通流孔的第一端设置在所述衔铁的最高面的中部,所述衔铁的下端设置有多个通流槽和多个衔铁下凸台,通流槽和衔铁下凸台交错设置且与所述阀体的中部配合。

4.根据权利要求1所述的低功耗微型高速开关阀,其特征在于:所述第一阀盖与所述永磁体之间设置有可调气隙。

5.根据权利要求1所述的低功耗微型高速开关阀,其特征在于:所述第一阀盖、所述调整螺塞、所述限位定铁、所述阀套、所述衔铁与所述阀体选用软磁材料,所述永磁体选用能在高温下工作的永磁材料。

6.根据权利要求1所述的低功耗微型高速开关阀,其特征在于:所述阀体外表面和所述第二阀盖外表面均分别设置有凹槽,所述凹槽用于放置橡胶密封圈。

7.一种基于权利要求1‑6任一所述的低功耗微型高速开关阀的使用方法,其特征在于:

其包括以下步骤:

S1、初始位置时,衔铁不移动,阀口处于关闭状态,进油口与出油口处于未连通状态,同时限位定铁被永磁体磁化;

S2、开启外接控制电源,产生的电信号通过引线接入线圈,线圈中通过正向电流+I,线圈产生的磁场使得限位定铁进一步磁化,衔铁与通入正向电流+I后的限位定铁相近侧磁极异性,衔铁磁场产生的磁力线通过定铁,定铁与衔铁之间产生的电磁力大于阻力,所述阻力为弹簧力与液动力之和,衔铁迅速带动阀芯开启,进油口与出油口连通,工作流体介质由进油口流入,分别经过第二阀盖和阀座内壁面到达阀口位置,从阀体的出油口流出;

S3、关闭外接控制电源,断开引线的电信号,线圈断电,永磁体产生磁场的磁力线仍通过定铁,定铁与衔铁之间产生的电磁力大于阻力,使得限位定铁和衔铁吸附在一起,衔铁和阀芯保持开启状态;进油口与出油口连通,工作流体介质由进油口流入,经过阀座入流口侧面,节流锥面,阀座节流口,到达阀口位置,从出油口流出;

S4、开启外接控制电源,使电信号通过引线接入线圈,此时向线圈通入反向电流‑I,线圈产生反向磁场,抵消永磁体和限位定铁磁化后所产生的磁场,衔铁与通入正向电流+I后的限位定铁相近侧磁极同性,限位定铁与衔铁相互排斥,限位定铁与衔铁之间产生的电磁力小于阻力,衔铁带动阀芯迅速关闭,进油口与出油口断连,工作流体介质无法通过此阀体;

S5、再次关闭外接控制电源,电信号断开,线圈断电,在控制电源关闭前的阀芯关闭位置处,限位定铁与衔铁之间产生的电磁力小于弹簧阻力,衔铁保持关闭状态,进油口与出油口不连通,工作流体介质无法通过此阀体;

S6、重复上述步骤S1‑S5,能够重复电磁开关阀的连续开启/关闭以及保持开启/关闭状态;除此之外,使用六角扳手配合调整螺塞上的内六角方孔,能调节所述永磁体在阀中的位置,进而能调整所述永磁体产生的磁场与电磁力。