无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀

技术领域

本发明属于两位三通PWM电磁阀，具体涉及一种无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀。

背景技术

在各类液压系统中，使用PWM电磁阀(脉宽调制电磁阀，又称高速开关电磁阀)，既可以实现一般电磁阀的开关功能，又能够使用PWM信号对电磁阀出口的压力和流量进行调节，其调节精度虽低于比例电磁阀，但具有抗污染能力突出、可靠性高和体积小等优点。

公开号为CN203488462U的中国专利给出了一种两位三通高速开关电磁阀结构，其采用钢球、阀座和挡铁组成主阀，实现两位三通的功能。但其响应速度慢，结构复杂，且存在入口和出口之间、以及出口和回油口之间泄漏量较大的问题。

公开号为CN201963996U的中国专利给出了一种板式主阀结构的两位三通高速开关电磁阀，其采用薄片状阀座、中空圆柱形阀芯和阀体组成主阀，实现两位三通功能，其结构复杂，零部件加工质量要求高，特别是产品装配过程要求高，并且也存在入口与出口之间、以及出口和回油口之间泄漏量较大的问题。

发明内容

本发明为解决现有的两位三通高速开关电磁阀，存在结构复杂、响应速度慢、零部件加工质量要求高、产品装配过程要求高，且入口与出口之间、以及出口和回油口之间泄漏量较大的技术问题，提供一种无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀，包括挡铁、衔铁、线圈、阀体、顶杆、阀座、钢球、接插件和弹性部件；其特殊之处在于，

所述挡铁呈中空圆柱状，且底面为开口设置，挡铁顶部内表面设有圆柱状的凸台，凸台的底部开设有沉孔；

所述衔铁表面涂覆有非导磁涂层，与凸台同轴设置，衔铁顶部开设有第一安装孔，底部开设有第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔通过连通孔连通，连通孔的孔径小于第一安装孔，第一安装孔、第二安装孔、连通孔和沉孔同轴设置；

所述弹性部件一端与沉孔底部相抵或相接，另一端与第一安装孔的底部相抵或相接；

所述线圈盘绕于衔铁上部和凸台外壁上，位于凸台外壁与挡铁内壁之间；

所述顶杆一端固定安装于第二安装孔内，另一端与钢球相对设置；

所述阀体内部沿轴向开设有第一通孔，套设于衔铁下部外侧，所述第一通孔内壁设有限位凸台；阀体位于衔铁下方沿径向开设有与第一通孔连通的回油口；

所述阀座固定于第一通孔底部，阀座顶部与限位凸台之间形成容腔，钢球位于容腔内，且容腔的高度使钢球能够在容腔内沿轴向位移，阀座设有用于连通第一通孔底端与容腔之间的通道；阀体位于容腔处沿径向开设有与容腔连通的出油口；

所述线圈通过接插件与外部电源相连，接插件输入端使用PWM信号控制。

进一步地，所述顶杆靠近钢球的一端设有限位台阶，所述限位台阶与限位凸台上端面相抵配合，用于限制顶杆向靠近钢球方向的位移量。

进一步地，还包括安装板；

所述安装板沿挡铁底部径向固定连接；

所述阀体外壁与安装板内壁固定连接；

所述线圈下端与安装板贴合。

进一步地，所述阀体位于回油口和出油口之间的外壁上沿周向开设有第一安装槽，用于安装第一密封圈；阀体位于出油口下方的外壁上沿周向开设有第二安装槽，用于安装第二密封圈。

进一步地，所述第一通孔底部位于阀座下方设有第一滤网，所述第一滤网的外沿与第一通孔的内壁密封连接；

所述出油口处设有第二滤网。

进一步地，所述顶杆外位于衔铁下方安装有轴承，轴承通过固定于第一通孔内的轴承座进行安装。

进一步地，所述阀座的外壁与第一通孔内壁贴合相连，阀座内沿轴向开设有第二通孔，用于连通第一通孔底端与容腔。

进一步地，所述接插件安装于挡铁的外壁上，接插件输出端内部的金属片与线圈内部的漆包线导通，输入端与外部电源相连。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀，采用无隔磁垫片的电磁铁结构，通过顶杆推动钢球，闭合进油口至出油口的通道，同时，打开出油口至回油口的通道，通过进油口处压力顶起钢球，打开进油口至出油口的通道，同时，闭合出油口至回油口的通道，配合PWM控制，电磁吸力大，电磁阀响应速度快。

2.本发明采用采用钢球与阀座、钢球与阀体组合而成的主阀结构，可以配合特殊工艺加工阀体和阀座，使电磁阀密封性能更优，衔铁与顶杆连接、阀体与安装板连接，阀体与挡铁连接的整体结构，都使得装配过程无需任何调整，简单可控，批量生产工艺性好。且整体结构简单，加工难度低，电磁阀可靠性更高。

3.本发明中阀体上开设有第一安装槽和第二安装槽，且分别装有第一密封圈和第二密封圈，在电磁阀实际安装使用时，能够有效避免油液从阀体外壁泄漏。

4.本发明中进油口处设有滤网，能够对进入的油液进行过滤，出油口处也设有滤网，能最大化降低杂物对电磁阀的损害，以及油液流出同时带出的杂质，能够有效提高电磁阀的使用寿命，同时，提供流出油液的品质。

6.本发明采用PWM信号进行控制，能够对出油口的出油压力和出油流量进行调节，使电磁阀的使用更加灵活智能。

附图说明

图1为本发明无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀实施例的结构示意图；

图2为本发明无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀的油液流动方向示意图(其中，实线箭头表示进油口至出油口的油液流动方向，虚线箭头表示出油口至回油口的油液流动方向)。

其中，1-挡铁、2-衔铁、3-线圈、4-阀体、5-顶杆、6-阀座、7-钢球、8-接插件、9-凸台、10-沉孔、11-第一安装孔、12-第二安装孔、13-连通孔、14-弹性部件、15-限位凸台、16-第一通孔、17-第二通孔、18-安装板、19-容腔、20-回油口、21-出油口、22-第一安装槽、23-第一密封圈、24-第二安装槽、25-第二密封圈、26-第一滤网、27-第二滤网、28-轴承、29-轴承座、30-进油口、31-限位台阶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所述，本发明了提供了一种无隔磁垫片球阀结构的常闭式两位三通PWM电磁阀，包括挡铁1、衔铁2、线圈3、阀体4、顶杆5、阀座6、钢球7、接插件8和弹性部件14。

挡铁1由软磁材料构成，呈中空圆柱形，底面开口设置，顶部内表面设有圆柱状的凸台9，凸台9的底部开设有用于容放弹性部件14的沉孔10，挡铁1下端套接在安装板18外侧，与安装板18铆接成一体。挡铁1内部的凸台9与衔铁2同轴设置，衔铁2位于凸台9下方，衔铁2和凸台9之间没有设置隔磁垫片，衔铁2表面涂覆非导磁涂层，起到隔磁垫片的作用，工作时，挡铁1和衔铁2剩磁较小，保证了电磁阀有5ms以内的释放速度。

衔铁2由软磁材料构成，呈中空圆柱形，内设三段式贯通衔铁2轴线方向的通孔，具体的，顶部开设有第一安装孔11，底部开设有第二安装孔12，第一安装孔11和第二安装孔12通过连通孔13连通，连通孔13的孔径小于第一安装孔11，使弹性部件14安装时能被限定在第一安装孔内，第一安装孔11、第二安装孔12、连通孔13和沉孔10同轴设置。顶杆5一端固定安装于第二安装孔12内，顶杆5与衔铁2铆接成一体，顶杆5另一端与钢球7相对设置，位于钢球7正上方。

弹性部件14可直接采用圆柱状压缩弹簧，弹簧由金属材料构成，一端与沉孔10底部相抵或相接，另一端与第一安装孔11的底部相接或相抵。

线圈3为盘绕后整体呈圆柱形，由塑料和漆包线构成，盘绕套设在凸台9外壁，以及衔铁2上部，线圈3下端与安装板18相贴合，线圈3整体位于凸台9外壁和挡铁1内壁之间。

安装板18为薄片形，由软磁金属材料构成，沿径向固定连接在挡铁1底部，安装板18内壁与阀体4外壁铆接成一体。

阀体4由金属材料构成，其内部沿轴向开设有第一通孔16，套设于衔铁2下部外侧，第一通孔16底部的开口处为进油口30，第一通孔16内壁设有限位凸台15，顶杆5外位于衔铁2下方安装有轴承28，轴承28通过固定于第一通孔16内的轴承座29进行安装，轴承座29为圆环型，由金属材料构成，轴承28整体为圆环型，由耐磨材料构成，安装在轴承座29内。顶杆5为多段圆柱形，由金属材料构成，套接在轴承28内孔中。作为一种优选方案，顶杆5靠近钢球7的一端设有限位台阶31，该限位台阶31与限位凸台15上端面相抵配合，当顶杆5向钢球7方向运动至一定位置时，限位台阶31与限位凸台15相抵，顶杆无法再继续向钢球7方向运动，对顶杆5向下的位移量具有限制作用。

阀座6由金属材料构成，固定于第一通孔16底部，与阀体4连接成一体，阀座6顶部与限位凸台15之间形成容腔19，钢球7位于容腔19内，阀座6的外壁与第一通孔16内壁贴合相连，阀座6内沿轴向开设有第二通孔17，用于连通第一通孔16底端与容腔19，使得由进油口30进入的油液能够经第二通孔17进入容腔19中，容腔19的高度、第二通孔17的内径、限位凸台15中心的孔径，可根据钢球7的尺寸进行调整，使钢球7能够在容腔19内沿轴向位移，且不会经第二通孔17或限位凸台15中心的孔漏出，钢球7由金属材料构成。阀座6可采用特殊工艺加工，与钢球7组成长寿命，耐污染的可靠密封结构。

另外，阀体4位于容腔19处沿径向开设有与容腔19连通的出油口21，阀体4位于衔铁2下方沿径向开设有与第一通孔16连通的回油口20。

另外，为了避免油液中杂质对电磁阀内部造成损伤，在第一通孔16底部位于阀座6下方设置第一滤网26，用于对由进油口30进入的油液进行过滤，第一滤网26的外沿与第一通孔16的内壁密封连接，避免油液从该连接处流过。在出油口21处设有第二滤网27，对油液进行再次过滤。第一滤网26和第二滤网27均可以由金属网和塑料支架经注塑制成。

作为一种优选方案，为避免电磁阀安装后油液从阀体4外部泄漏，在阀体4位于回油口20和出油口21之间的外壁上沿周向开设第一安装槽22，并在第一安装槽22内安装第一密封圈23。在阀体4位于出油口21下方的外壁上沿周向开设第二安装槽24，并在第二安装槽24内安装第二密封圈25。第一密封圈23和第二密封圈25均为环形，由耐高低温橡胶构成。

接插件8具体根据安装要求确定形状，由塑料部分和金属部分构成，安装于挡铁1的外壁上，接插件8输出端内部的金属片与线圈3内部的漆包线导通，输入端与外部电源相连，接插件8输入端使用PWM信号控制。

结合图2对本发明进行进一步说明，本发明的电磁阀在不通电时，弹性部件14通过衔铁4和顶杆5将钢球7压紧在阀座6的第二通孔17上沿，进油口30和出油口21之间关闭，出油口21和回油口20之间连通，电磁阀对出油口21处的压力进行卸压。

通电时，衔铁4受电磁力作用向上运动，压缩弹性部件14，钢球7在进油口30处液体压力作用下，被压紧在限位凸台15内孔下沿，出油口21和回油口20之间，进油口30和出油口21之间连通，进油口30向出油口21供给液体。

由于电磁阀的结构优点，电磁阀具有小于5ms以内的开启速度和关闭速度，可使用PWM信号实现对电磁阀的高速连续打开和关闭，利用PWM信号占空比值对应高电平时间的特点，通过占空比控制电磁阀打开后，由进油口30向出油口21供给液体的时间，同时，利用PWM信号占空比值对应低电平时间的特点，通过占空比值控制电磁阀释放时间，从而控制出油口21在电磁阀关闭时，通过回油口20向外卸压的时间，实现对出油口21压力和流量的同时调节。