本发明属于比例阀,具体涉及一种快插膜片平衡式流量比例阀。
背景技术:
1、比例阀又称比例流量控制阀,它是通过电信号通电至线圈产生磁场对阀门内部软磁材料赋磁引起内部阀芯移动打开,并成比例地调节及稳定流量,改变执行机构运动速度的一种阀门。市面上售卖的比例阀多种多样,其各自都有不同的设计理念,力求能达到不同用户的使用要求。
2、现有的大部分比例阀为直动式比例阀或先导式比例阀,由于先导式结构的内部介质流体压力平衡功能,使先导式比例阀较直动式比例阀在电磁驱动线圈输入阶跃式动态电信号驱动阀门打开过程中,出气端流量稳定性更好。具体为,平衡式膜片结构在进口存在流体压力情况下,比例阀电磁驱动线圈通过输入不同阶跃式电信号,平衡式膜片结构实时调节阀门内部平衡式膜片压板组件上腔及下腔的压力平衡,保证阀门快速稳定的打开阀口开度,以快速达到输出端需求流量以及更好的稳定效果。但是在液体流量领域,常见的先导式比例阀设计结构复杂、体积大,且在目前设备追求轻量化的产品设备面前存在一定的弊端和使用局限性。
3、直动式比例阀存在使用过程中,对压力较高的流量保证良好的密封性,所以所需弹簧的预压力较大导致所驱动阀门成比例打开的电信号所需要功率较大,线圈体积大,且直动式比例阀存在提供阶跃电信号,流量调整存在过冲现象,所控流量不精确、实用性较低的问题。
4、中国专利cn205244556u公开了一种流量比例阀,其原理为弹片(板式碟簧)受力发生线性变化,弹片的轴向变形和线圈通电产生的电磁力参数的调和可以控制流量的开度变化。这也是市面上大多是流量比例阀的基本原理,但是这种结构存在弊端:
5、由该文献说明书图2可知,介质通过图中箭头方向进行运动,线圈不供电时此时活动铁芯、弹片、密封件受隔磁管压合在阀体上,且弹片变形存在预紧力保证下可以保证介质通过流道时受弹片预紧力影响可以进行密封,在此影响下,为了得到较大的流量效果,通常采用较高的输入流体压力。首先较大的流体压力频繁的使用影响其使用寿命,其次当介质为较大流体压力通过下,为了保证此阀门初始状态关闭,需要弹片保持很大的预紧力保证密封件压在阀体阀口上,所以在阀门需要正常工作时需要很大的电信号,线圈的功率会因为产生更大的电磁力变得很大,所以现有液体流量比例阀结构体积大,功率大,曲线线性效果差,寿命短也是所需要攻克的难题。且在使用过程中,如线圈部分外部提供阶跃电信号时,动铁芯会受磁场磁化作用,向上吸合移动,因为存在过冲惯性问题,导致小流量调整不精确。
技术实现思路
1、本发明为解决上述技术问题,发明一种全新的比例阀结构设计,一种快插膜片平衡式液体流量比例阀,通过平衡式结构设计减少产品所需功率的减小,且此结构简单且紧凑,便于安装使用在非标小型设备集成系统中。
2、本发明所采取的技术方案为:
3、一种快插膜片平衡式流量比例阀,包括:
4、电磁线圈动力驱动部,包括上导磁套、下导磁套和套在导磁套外侧的电磁驱动线圈组件;所述的电磁线圈动力驱动部能够在所述电磁驱动线圈组件通入电信号时,产生动力向上方向的磁场;
5、活动铁芯组件执行部,包括活动铁芯、套在活动铁芯下端凸台处密封件、限位在活动铁芯上端梯形凸台钝角部分所定位的第一弹簧、以及套在第一弹簧内侧,底面贴在活动铁芯上平面的第二弹簧;
6、阀体组件部,包括本体,铆合过盈安装在阀体四周的固定销;
7、平衡式膜片压板组件,包括压板,通过套入安装在压板限位凹槽处的平衡式膜片;
8、所述活动铁芯组件执行部下端密封件的密封面作用于平衡式膜片压板组件中压板上平面阀口处,所述平衡式膜片压板组件通过塑料隔磁管下平面台阶处使平衡式膜片压板组件中膜片外周边橡胶面设定位置,作用在阀体组件的内槽平面上。
9、本发明与现有技术相比,具有以下优点:
10、1)本发明通过使平衡式膜片压板组件上下腔的压力平衡,阀芯运动及阀口开度不受输入到电磁驱动线圈阶跃电信号的影响,能够保证比例阀流量控制的稳定性,且通过平衡式结构使得线圈功率比较小即可达到大流量的成效,减小功率,减小体积集成化结构。
11、平衡式结构通过弹簧不需要很大的预压力,通过膜片压板上腔与下腔的压力差进行密封,所以所需的弹簧力远小于直动式比例电磁阀,线圈功率的大小对应电磁力的大小,当密封所需弹簧力较小的时候,所需功率可以减小。
12、2)本发明通过设计发明比例电磁铁盆口结构,解决现有比例阀曲线线性效果差,可调区间小技术难题。
13、3)本发明通过膜片平衡式结构,减缓了高压情况下所需弹簧预压力大导致密封件变形严重,长时间使用寿命差的问题。
14、阀门寿命多由密封件的变形程度确定,因为现在弹簧预压力无需很大,所以在阀门使用动作过程中,通过膜片平衡孔对膜片上下腔压力进行调节,故使用过程中不会像直动式存在弹簧密封过程中猛烈撞击弹簧造成膜片或密封件变形损坏。
15、4)本发明通过双弹簧结构,刚度较大的弹簧的刚度随压缩量的增加而增大,与比例电磁铁产生的线性电磁力耦合作用下,增加整阀的线性工作行程,一个刚度较小的弹簧用作起始小流量区间的精准控制,减缓了阶跃电信号所产生的电磁力对小流量段产生的过冲惯性导致小流量控制不精准的技术难题。
1.一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于包括:
2.根据权利要求1所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:所述电磁驱动线圈组件包括线圈、导磁架和导磁下盖。
3.根据权利要求1所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:所述塑料隔磁管通过间隙安装使塑料隔磁管外圈插入所述本体内表面圆槽内,并使塑料隔磁管台阶面压紧膜片外周圈的橡胶上平面上。
4.根据权利要求3所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:膜片外周圈的下平面作用于本体圆槽底部平面上,且有25%的橡胶压缩量使其轴向固定且进行密封。
5.根据权利要求1所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:所述第一弹簧和第二弹簧还通过所述塑料隔磁管上台阶处平面压合,作用在活动铁芯上端平面上,产生向下一定的预压力,对活动铁芯组件执行部中密封件下平面与平衡式膜片压板组件中压板上平面阀口提供密封性,以及平衡式膜片压板组件中膜片下密封面与阀体组件本体阀口处存在一定向下的预压力,提供密封性。
6.根据权利要求1所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:所述电磁线圈动力驱动部还包括导磁架,所述导磁架导磁架上平面存在中心通孔,与所述上导磁套外圆进行过盈配合,保证上导磁套圆环端面与导磁架上平面平齐。
7.根据权利要求6所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:所述导磁下盖存在四处均布安装通孔,且中心处存在中心通孔,中心通孔与下导磁套外圆进行过盈配合,保证下导磁套圆环端面与导磁架下平面平齐。
8.根据权利要求1所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:所述塑料隔磁管通过间隙配合安装方式插入电磁线圈组件内孔处,塑料隔磁管平面处贴紧电磁线圈组件下平面处。
9.根据权利要求1所述的一种快插膜片平衡式流量比例阀,其特征在于:上导磁套下端锥角结构与活动铁芯上端面梯形凸台结构,形成盆口结构,在电磁线圈通电时产生的磁场,其在盆口处有径向和轴向两条磁路,在两条磁路的共同作用下,使同电信号下,在不同位移距离向上的磁力呈水平段的出现。