[發明專利]一種適用于多壓力工況下的隔離式電磁比例平衡閥

在審

• 申請號: 201810165754.0
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108426070A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 張榛;汪旭東;宋新河;張良;林震;高晨光;毛曉芳;汪鳳山
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: F16K17/20
• 分類號: F16K17/20;F16K27/02;F16K31/06;F16K37/00;F16K41/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

一種適用于多壓力工況下的隔離式電磁比例平衡閥，包括包括磁路平衡裝置和壓力平衡裝置；磁路平衡裝置包括外導磁體、線包、隔磁環、靜鐵心、主彈簧、導磁蓋、比例磁環、銜鐵、定位彈簧、壓緊環，壓力平衡裝置包括閥體、閥桿、閥芯、導流環、底蓋、大密封圈、中密封圈和小密封圈，該閥門采用大漏磁磁路和比例磁環設計，使得電磁閥的電磁力能夠近似線性的增長，實現與彈簧力的平衡，保證銜鐵受力平衡和穩定，同時在液路上采用平衡壓力設計使介質靜壓、動壓可以被相互抵消，使銜鐵受力狀態與壓力無關，不僅可以提高工作壓力范圍，也能適應于壓力變化和波動的特殊工況。

技術領域

本發明涉及一種適用于多壓力工況下的隔離式電磁比例平衡閥，適用于汽車、航天、醫療設備等流體系統流量的精確調節元件。

背景技術

在汽車、航天、醫療設備等諸多領域中，都對電磁比例閥有極高的要求，根據線圈加載控制電流的大小比例的改變閥口開度的大小，從而實現流量的自動精密調節

對于電磁閥而言，隨著行程的變化，電磁力是呈2次方的關系改變的，而彈簧力隨著形成的變化一般是線性的，所以電磁力變化速度大于彈簧力，所以很難使電磁力與彈簧力在一段較長的行程變化范圍內保持平衡。要實現比例特性，則必須降低電磁力隨行程改變的變化值。

傳統的電磁比例閥一般都是在靜鐵心和銜鐵中間設計一段斜角結構，構造旁路漏磁的特性，來降低電磁力的增速，使之能與彈簧力的變化相匹配，這種結構的缺點主要包括：(1)一致性。電磁閥的性能對極靴形狀要求較高。對加工精度有較高要求，在生產中不易保持一致性；(2)摩擦結構。由于閥芯在運動過程中需通過壁面漏磁，因此閥芯與壁面的間距較小，雖然通過片形彈簧懸浮了閥芯，但仍有摩擦的風險，容易受環境影響產生摩擦，從而影響產品比例性能。

此外，傳統的電磁比例閥不僅受到摩擦力的影響，更大的干擾因素來自于介質的壓力，而且隨著閥門通徑的增大、介質壓力的增大以及使用過程中的壓力波動，其影響更加嚴重。當閥門處于關閉狀態時，閥門的閥芯或者銜鐵將受到壓差的作用，電磁力大于壓差力和彈簧力使才能開啟閥門，但閥門一旦開啟，壓差力會快速減小，使得閥芯的受力平衡很難保持。此外，介質在流動過程中的動壓也會對閥芯受力狀態帶來擾動，導致閥芯很難穩定在特定的開度位置上。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供一種適用于多壓力工況下的隔離式電磁比例平衡閥，通過采用大漏磁磁路和比例磁環設計，使得電磁閥的電磁力能夠近似線性的增長，實現與彈簧力的平衡，保證銜鐵受力平衡和穩定，同時在液路上采用平衡壓力設計使介質靜壓、動壓可以被相互抵消，使銜鐵受力狀態與壓力無關，不僅可以提高工作壓力范圍，也能適應于壓力變化和波動的特殊工況。

本發明的技術方案是：一種適用于多壓力工況下的隔離式電磁比例平衡閥，包括磁路平衡裝置和壓力平衡裝置，磁路平衡裝置與壓力平衡裝置為上下關系裝配，通過螺紋連接。

所述磁路平衡裝置包括外導磁體、線包、隔磁環、靜鐵心、主彈簧、導磁蓋、比例磁環、銜鐵、定位彈簧、壓緊環，壓力平衡裝置包括閥體、閥桿、閥芯、導流環、底蓋、大密封圈、中密封圈和小密封圈；

外導磁體為中空圓柱體，中空孔內有臺階，臺階內徑較大的一側有螺紋；靜鐵心為帶有臺階的中空圓柱體，主彈簧裝入靜鐵心的內部盲孔中；隔磁環為一端有臺階的不導磁的中空圓柱體，隔磁環的內圓連接在靜鐵心的最大直徑的臺階，隔磁環外圓與外導磁體最小直徑的臺階連接；

線包為中空圓柱體，裝配在靜鐵心的外壁上，并緊貼隔磁環；線包的引出線采用甩線方式，從外導磁體側面開槽引出；導磁蓋通過螺紋旋入靜鐵心一端的螺桿中，并壓緊線包；

銜鐵為側壁帶臺階的實心圓柱體，沿軸向的一個端面正中開有螺紋槽；定位彈簧、壓緊環從螺紋槽一側裝入，依次套在銜鐵的側壁臺階上；

定位彈簧被銜鐵和壓緊環夾緊，銜鐵和壓緊環之間為緊配合，且壓緊無松動；