CN211715881U - 一种先导式电磁截止阀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种先导式电磁截止阀装置，包括阀体、阀盖、阀芯装置以及用于产生吸附阀芯装置电磁力的电磁线圈，电磁线圈设于阀盖上部；阀芯装置包括动阀芯装置和主阀芯装置，主阀芯装置与动阀芯装置连接，动阀芯装置包括动铁芯、与动铁芯底部连接的先导阀芯以及用于向下挤压动铁芯的弹性装置，动铁芯与弹性装置连接；主阀芯装置包括主阀芯和用于与先导阀芯底部接触的先导孔，阀体下部设有进气口、出气口和连通口，连通口用于连通进气口与出气口，主阀芯底部与连通口接触，以控制连通口开闭；动铁芯和主阀芯为金属材料件，动铁芯的运动行程大于主阀芯的运行行程。本装置可以有效提高阀门运行效率，降低运行成本，结构简单可靠。

Description

一种先导式电磁截止阀装置

技术领域

本实用新型涉及电磁阀技术领域，更具体地说，涉及一种先导式电磁截止阀装置。

背景技术

现有技术中，截止阀一般包括有主阀芯和用于控制主阀芯运动的手轮，该截止阀需要通过人工手动转动手轮，以实现截止阀的开启与关闭，该过程比较费时费力，并且，阀门的开启与关闭速度较为缓慢，工作效率较低。

此外，现有技术中也常采用电磁阀以控制阀门开闭，因为电磁阀工作运行效率较高。但当电磁阀通经较大时，往往需要使用较大的电磁力将阀门打开，继而导致需要消耗较大的电量、电磁线圈尺寸也较大，最终使得电磁阀整体结构较大、运行成本较高。

综上所述，如何提供一种可提高阀门运行效率、且可降低运行成本的装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种先导式电磁截止阀装置，其可以有效提高阀门运行效率，较大程度降低了打开阀门时所需的电磁线圈所产生的作用力，减小了电磁线圈的功率，从而降低了装置的运行成本，并且，本装置结构简单可靠，便于安装维护，反应灵敏，可以进行推广使用。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种先导式电磁截止阀装置，包括阀体、与所述阀体顶部连接的阀盖、设于所述阀体和所述阀盖内的阀芯装置以及用于产生吸附所述阀芯装置的电磁力的电磁线圈，所述电磁线圈设于所述阀盖上部；

所述阀芯装置包括设于所述阀盖内的可移动的动阀芯装置和设于所述阀体内的可移动的主阀芯装置，所述主阀芯装置与所述动阀芯装置连接，所述动阀芯装置包括动铁芯、与所述动铁芯底部连接的先导阀芯以及用于向下挤压所述动铁芯的弹性装置，所述动铁芯与所述弹性装置连接；

所述主阀芯装置包括主阀芯和用于与所述先导阀芯底部接触的先导孔，所述阀体下部设有进气口、出气口和连通口，所述连通口用于连通所述进气口与所述出气口，所述主阀芯底部与所述连通口接触，以控制所述连通口开闭；

所述动铁芯和所述主阀芯为金属材料件，所述动铁芯的运动行程大于所述主阀芯的运行行程，以使所述主阀芯完全打开时，所述先导阀芯与所述先导孔分离。

优选的，所述阀盖内设有用于限制所述动铁芯运动行程的第一限位端面和用于限制所述主阀芯运动行程的第二限位端面，初始状态下，所述动铁芯顶部端面与所述第一限位端面的距离大于所述主阀芯顶部端面与所述第二限位端面的距离。

优选的，所述动阀芯装置包括用于与所述第一限位端面接触的顶针和用于限制所述先导阀芯运动距离的限位柱，所述顶针穿过所述动铁芯顶部，所述限位柱与所述先导阀芯连接，所述弹性装置的一端与所述顶针连接，另一端与所述限位柱连接，以使所述顶针对所述弹性装置形成上限位，从而对所述限位柱施加向下的弹力，所述弹性装置在初始状态时处于压缩状态。

优选的，所述动阀芯装置设有用于固定所述限位柱和所述先导阀芯的弹簧座，所述弹簧座上绕设有弹簧，所述弹簧在初始状态时处于压缩状态。

优选的，所述弹簧座和所述动铁芯之间为可拆卸连接。

优选的，所述弹簧座底部设有用于卡接抬动所述先导阀芯的凸台，以使所述先导阀芯克服压差与所述先导孔分离。

优选的，初始状态下，所述先导阀芯底部端面与所述凸台顶部端面的距离小于所述动铁芯顶部端面与所述第一限位端面的距离，以使所述动铁芯停止运动前，所述凸台可抬动所述先导阀芯。

优选的，所述动阀芯装置外壁嵌套设有后堵，所述后堵与所述主阀芯装置之间为可拆卸连接，所述后堵与所述动阀芯装置为间隙配合，以使所述动阀芯装置可相对所述主阀芯装置运动。

优选的，所述主阀芯装置顶部设有用于容纳所述弹簧座和所述先导阀芯的空腔，所述先导孔设于所述空腔中心处，以使所述先导阀芯可封堵所述先导孔。

优选的，所述先导阀芯为外部裹有导磁材料件的密封件，以使所述先导阀芯可密封所述先导孔，并可在所述电磁力作用下运动。

在使用本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置时，由于先导阀芯可以封堵先导孔，可以将主阀芯装置上端与阀盖下端之间的残余空间称为上部腔体，将主阀芯装置下端的空间称为下部腔体。

当电磁线圈内通电时，金属材质的动铁芯可以在较强的电磁力作用下，克服弹性装置对其施加的向下压力，可以向上运动。与此同时，与动铁芯连接的先导阀也可以被带动的向上运动，此时，先导阀芯与先导孔分离，可以使得上部腔体的压力迅速下降。主阀芯上端压力小于下端压力，使得主阀芯在压差和电磁力的双重作用下向上运动，从而主阀芯与连通口分离，也即阀门打开，进气口和出气口连通，使得进气口处的流体可通过连通口流出至出气口，以实现流体运输。

并且，由于动铁芯的运动行程大于主阀芯的运行行程，所以可以使得主阀芯完全打开时，先导阀芯与先导孔处于分离状态，以避免出现先导阀芯与先导孔相接触，而导致上下腔体出现较大压差，继而导致主阀芯向下运动至连通口，而导致进气口和出气口被隔绝，阀门突然关闭的现象，这样会严重影响主阀芯的打开状态。因此，动铁芯的运动行程大于主阀芯的运行行程，可以有效保证通电时主阀芯装置的打开状态不受影响。

而当电磁线圈内断电时，动铁芯及先导阀芯不再受到电磁力的吸附作用，动铁芯会在弹性装置的作用和重力作用下向下运动，与此同时，动铁芯会带动先导阀芯向下运动，使得先导阀芯与先导孔接触，以封堵先导孔，这将导致上部腔体压力迅速增大。最终导致主阀芯上端压力大于下端压力，使得主阀芯在压差作用下向下运动，从而主阀芯与连通口接触，也即阀门关闭，进气口和出气口断开，以避免流体泄漏。

本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置简化了对传统阀门复杂的设计，在使用大通径的阀体时，只需通过对电磁线圈通电，即可自动控制阀门的流通，可以有效提高阀门运行效率，较大程度降低了打开阀门时所需的电磁线圈所产生的作用力，减小了电磁线圈的功率，从而降低了装置的运行成本。

此外，本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置的结构简单可靠，便于安装维护，反应灵敏，其可以与工控计算机连接配合使用，在当今计算机普及的时代，其相对于传统调节阀具有明显优势，便于进行推广使用。

综上所述，本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置可以有效的提高阀门运行效率，较大程度降低了打开阀门时所需的电磁线圈所产生的作用力，减小了电磁线圈的功率，从而降低了装置的运行成本，并且，本装置结构简单可靠，便于安装维护，反应灵敏，可以进行推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置处于初始关闭状态下的剖面示意图；

图2为通电瞬间状态下的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；

图3为先导阀芯打开时的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；

图4为先导阀芯上升时的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；

图5为主阀芯打开时的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；

图6为断电瞬间状态下的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；

图7为主阀芯关闭状态下的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图。

图1-7中：

1为阀体、2为阀盖、3为电磁线圈、4为动铁芯、5为先导阀芯、6为弹性装置、7为主阀芯、8为先导孔、9为进气口、10为出气口、11为第一限位端面、12为第二限位端面、13为顶针、14为限位柱、15为弹簧座、16为弹簧、17为凸台、18为上部腔体、19为下部腔体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种先导式电磁截止阀装置，其可以有效提高阀门运行效率，较大程度降低了打开阀门时所需的电磁线圈所产生的作用力，减小了电磁线圈的功率从而降低成本，并且，本装置结构简单可靠，便于安装维护，反应灵敏，可以进行推广使用。

请参考图1至图7，其中，图1为本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置处于初始关闭状态下的剖面示意图；图2为通电瞬间状态下的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；图3为先导阀芯打开时的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；图4为先导阀芯上升时的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；图5为主阀芯打开时的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；图6为断电瞬间状态下的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图；图7为主阀芯关闭状态下的先导式电磁截止阀装置的剖面示意图。

本实用新型提供的一种先导式电磁截止阀装置，包括阀体1、与阀体1顶部连接的阀盖2、设于阀体1和阀盖2内的阀芯装置以及用于产生吸附阀芯装置的电磁力的电磁线圈3，电磁线圈3设于阀盖2上部；

阀芯装置包括设于阀盖2内的可移动的动阀芯装置和设于阀体1内的可移动的主阀芯装置，主阀芯装置与动阀芯装置连接，动阀芯装置包括动铁芯4、与动铁芯4底部连接的先导阀芯5以及用于向下挤压动铁芯4的弹性装置6，动铁芯4与弹性装置6连接；

主阀芯装置包括主阀芯7和用于与先导阀芯5底部接触的先导孔8，阀体1下部设有进气口9、出气口10和连通口，连通口用于连通进气口9与出气口10，主阀芯7底部与连通口接触，以控制连通口开闭；

动铁芯4和主阀芯7为金属材料件，动铁芯4的运动行程大于主阀芯7的运行行程，以使主阀芯7完全打开时，先导阀芯5与先导孔8分离。

需要说明的是，此处的动铁芯4的运动行程大于主阀芯7的运行行程，是为了使得动铁芯4带动先导阀芯5运动的距离大于主阀芯7运动的距离，从而使得主阀芯7打开连通口时，主阀芯7内的先导孔8不与先导阀芯5接触，以避免对主阀芯7的打开状态造成影响。又因为动铁芯4设于阀盖2内，主阀芯7设于阀体1内，且阀体1位于阀盖2顶部，所以可以通过在阀盖2内设置相应的限位结构，以限制动铁芯4的运动行程和限制主阀芯7的运动行程，可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对限位结构进行确定，以确保动铁芯4的运动行程大于主阀芯7的运行行程。

另外，还需要说明的是，动铁芯4和主阀芯7为金属材料件，是为了使其在电磁线圈3内通电后，二者可以感受到电磁力的吸附作用，而向上运动。可以在实际运用过程中，对动铁芯4和主阀芯7的具体材质、形状、尺寸、位置等进行确定。

本实施例中所提供的先导式电磁截止阀装置，是一种利用电磁来控制流体通过状态的执行元件，先导式电磁截止阀装置响应快速，响应时间可以短至几毫秒，比其它自控阀的反应更灵敏。并且，电磁线圈3所消耗的功率很低，可以有效的节约能耗。此外，先导式电磁截止阀装置的结构紧凑、外形尺寸小，可以有效的节省空间和提高装置的轻巧度、美观度。可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对阀体1、阀盖2、阀芯装置以及电磁线圈3的结构、尺寸、形状、连接形式等进行确定。

需要进一步说明的是，在使用本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置时，由于先导阀芯5可以封堵先导孔8，可以将主阀芯装置上端与阀盖2下端之间的残余空间称为上部腔体18，将主阀芯装置下端的空间称为下部腔体19。

当电磁线圈3内通电时，金属材质的动铁芯4可以在较强的电磁力作用下，克服弹性装置6对其施加的向下压力，可以向上运动。与此同时，与动铁芯4连接的先导阀也可以被带动的向上运动，此时，先导阀芯5与先导孔8分离，可以使得上部腔体18的压力迅速下降。主阀芯7上端压力小于下端压力，使得主阀芯7在压差和电磁力的双重作用下向上运动，从而主阀芯7与连通口分离，也即阀门打开，进气口9和出气口10连通，使得进气口9处的流体可通过连通口流出至出气口10，以实现流体运输。

并且，由于动铁芯4的运动行程大于主阀芯7的运行行程，所以可以使得主阀芯7完全打开时，先导阀芯5与先导孔8处于分离状态，以避免出现先导阀芯5与先导孔8相接触，而导致上下腔体出现较大压差，继而导致主阀芯7向下运动至连通口，而导致进气口9和出气口10被隔绝，阀门突然关闭的现象，这样会严重影响主阀芯7的打开状态。因此，动铁芯4的运动行程大于主阀芯7的运行行程，可以有效保证通电时主阀芯装置的打开状态不受影响。

而当电磁线圈3内断电时，动铁芯4及先导阀芯5不再受到电磁力的吸附作用，动铁芯4会在弹性装置6的作用和重力作用下向下运动，与此同时，动铁芯4会带动先导阀芯5向下运动，使得先导阀芯5与先导孔8接触，以封堵先导孔8，这将导致上部腔体18压力迅速增大。最终导致主阀芯7上端压力大于下端压力，使得主阀芯7在压差作用下向下运动，从而主阀芯7与连通口接触，也即阀门关闭，进气口9和出气口10断开，以避免流体泄漏。

本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置简化了对传统阀门复杂的设计，在使用大通径的阀体1时，只需通过对电磁线圈3通电，即可自动控制阀门的流通，可以有效提高阀门运行效率，较大程度降低了打开阀门时所需的电磁线圈3所产生的作用力，减小了电磁线圈3的功率，从而降低了装置的运行成本。

此外，本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置的结构简单可靠，便于安装维护，反应灵敏，其可以与工控计算机连接配合使用，在当今计算机普及的时代，其相对于传统调节阀具有明显优势，便于进行推广使用。

综上所述，本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置可以有效的提高阀门运行效率，较大程度降低了打开阀门时所需的电磁线圈3所产生的作用力，减小了电磁线圈3的功率，从而降低了装置的运行成本，并且，本装置结构简单可靠，便于安装维护，反应灵敏，可进行推广使用。

在上述的先导式电磁截止阀装置的基础上，优选的，阀盖2内设有用于限制动铁芯4运动行程的第一限位端面11和用于限制主阀芯7运动行程的第二限位端面12，初始状态下，动铁芯4顶部端面与第一限位端面11的距离大于主阀芯7顶部端面与第二限位端面12的距离。

本实施例中，当动铁芯4向上运动至第一限位端面11时，动铁芯4将无法继续向上运动，也即动铁芯4顶部端面与第一限位端面11间的距离为动铁芯4的运动行程。同理，当主阀芯7向上运动至第二限位端面12时，主阀芯7将无法继续向上运动，也即主阀芯7顶部端面与第二限位端面12间的距离为动铁芯4的运动行程。

并且，因为动铁芯4顶部端面与第一限位端面11的距离大于主阀芯7顶部端面与第二限位端面12的距离，也即是指动铁芯4的运动行程大于主阀芯7的运动行程，这是为了使动铁芯4带动先导阀芯5运动的距离大于主阀芯7运动的距离，从而使得主阀芯7打开连通口时，主阀芯7内的先导孔8不与先导阀芯5接触，以避免对主阀芯7的打开状态造成影响。因此，这样可以确保通电后，并当主阀芯7运动至第二限位端面12后，主阀芯7可以稳定的被吸附在第二限位端面12处，而不会突然掉落至连通口，使得阀门突然关闭，这样会影响阀门装置的使用效果。

还需要补充说明的是，如果先导阀芯5与动铁芯4不是同步运动，则意味着动铁芯4的运动行程会大于先导阀芯5的运动行程，此时，如果仅仅使得动铁芯4的运动行程大于主阀芯7的运动行程，将无法确定当动铁芯4和主阀芯7分别运动至限位端面时，先导阀芯5和先导孔8分离。因此，该种情况下需要确定当动铁芯4运动至第一限位端面11处时，先导阀芯5的运动距离。还需要确定当主阀芯7运动至第二限位端面12处时，先导孔8的运动距离。最终需要确保先导阀芯5的运动距离大于先导孔8的运动距离，从而有效保证二者分离，以避免影响主阀芯7的打开状态。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对第一限位端面11和第二限位端面12的位置、结构、尺寸、形状等进行确定，以确保动铁芯4和主阀芯7分别运动至限位端面时，先导阀芯5与先导孔8分离。

还需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一限位端面11和第二限位端面12，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。

在上述的先导式电磁截止阀装置的基础上，优选的，动阀芯装置包括用于与第一限位端面11接触的顶针13和用于限制先导阀芯5运动距离的限位柱14，顶针13穿过动铁芯4顶部，限位柱14与先导阀芯5连接，弹性装置6的一端与顶针13连接，另一端与限位柱14连接，以使顶针13对弹性装置6形成上限位，从而对限位柱14施加向下的弹力，弹性装置6在初始状态时处于压缩状态。

优选的，动阀芯装置设有用于固定限位柱14和先导阀芯5的弹簧座15，弹簧座15上绕设有弹簧16，弹簧16在初始状态时处于压缩状态。

因此，在初始状态下，当电磁线圈3内还未通电时，弹性装置6处于压缩状态，其会对下方的限位柱14施加向下的推力，使得先导阀芯5有效封堵先导孔8，以隔绝上部腔体18和下部腔体19。并且，此时，弹簧座15上的弹簧16也处于压缩状态，弹簧16会向下挤压弹簧座15，进一步确保先导阀芯5紧密封堵先导孔8。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对顶针13、限位柱14、弹性装置6以及弹簧座15的结构、尺寸、形状、位置等进行确定。

在上述的先导式电磁截止阀装置的基础上，优选的，弹簧座15和动铁芯4之间为可拆卸连接。

因此，弹簧座15可以随着动铁芯4同步运动。并且，将弹簧座15和动铁芯4设置为可拆卸式连接，有利于提高装置的使用寿命。如果弹簧座15、动铁芯4或是弹簧座15内的先导阀芯5、限位柱14中出现了部件损坏现象，则可以通过对二者进行拆卸处理，再对损坏部件进行更换，从而使新部件继续与未损坏的其它部件配合使用，以提高装置的使用寿命和降低装置的维修成本。

优选的，可以在弹簧座15和动铁芯4中一者设有外螺纹，另一者设有与外螺纹尺寸相配合的内螺纹，以使弹簧座15和动铁芯4固定连接。

当然，也可以通过铆合、卡扣等可拆卸连接的形式，使得弹簧座15和动铁芯4固定连接。所以可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对弹簧座15和动铁芯4的连接方式进行确定。

在上述的先导式电磁截止阀装置的基础上，优选的，动阀芯装置外壁嵌套设有后堵，后堵与主阀芯装置之间为可拆卸连接，后堵与动阀芯装置为间隙配合，以使动阀芯装置可相对主阀芯装置运动。

优选的，可以在主阀芯装置顶部的内壁上设有内螺纹，后堵的外壁上设有与内螺纹相配合的外螺纹，从而使得主阀芯装置与后堵固定连接。

当然，主阀芯装置与后堵之间的连接方式不限于螺纹连接，也即可以采用铆接、过盈配合、卡扣等连接形式对二者进行连接。可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对后堵与主阀芯装置之间的连接方式等进行确定。

优选的，可以将弹簧16的一端与后堵连接，另一端与弹簧座15连接，以更好的连接主阀芯和动铁芯。通电后，动铁芯受到电磁力的作用，能够克服弹簧16的阻力向上运动。

需要说明的是，主阀芯装置和动阀芯装置之间通过设置后堵，以进行可拆卸连接，这样有利于提高先导式电磁截止阀装置的使用寿命。也即如果主阀芯装置或动阀芯装置中出现了零件损坏现象，则可以通过拆卸处理，再更换受损零件，从而使新零件继续与未损坏的其它零件配合使用，以提高先导式电磁截止阀装置的使用寿命和降低装置维修成本。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对后堵的尺寸、结构、位置等进行确定。

优选的，可以在主阀芯装置顶部设有用于容纳弹簧座15和先导阀芯5的空腔，并将先导孔8设于空腔中心处。

因此，将弹簧座15和先导阀芯5放入空腔后，先导阀芯5可以与先导孔8相接触，以使先导阀芯5有效封堵先导孔8，从而可以分隔上部腔体18和下部腔体19。

在上述的先导式电磁截止阀装置的基础上，优选的，可以将先导阀芯5设置为外部裹有导磁材料件的密封件，从而可以使先导阀芯5即能够有效封堵先导孔8，也可以使得先导阀芯5能够受到电磁力作用进行运动。

需要说明的是，此处的导磁材料件可以是特殊的不锈钢材料件、不锈铁材料件或纯铁材料件等。因此，可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对导磁材料件和密封件的材质、形状、尺寸等进行确定。

优选的，可以在弹簧座15底部设有用于卡接抬动先导阀芯5的凸台17，以使先导阀芯5能够克服较大的压差，而与先导孔8分离。

这是因为先导阀芯5与电磁线圈3之间的吸附作用相对较弱，并且，先导阀芯5受到较大的向下挤压力，导致先导阀芯5无法仅通过电磁力而向上运动。因此，可以在弹簧座15底部设有与先导阀芯5底部尺寸相配合的凸台17，以使凸台17与先导阀芯5接触时可卡接固定先导阀芯5，通过凸台17抬动先导阀芯5，使先导阀芯5与先导孔8分离，可以使上下部的腔体空气流通，继而可以使得先导阀芯5不再受到较大的向下压力，并可以在电磁力作用下向上运动，直至先导阀芯5与限位柱14的底部端面接触时，先导阀芯5才停止运动。

优选的，初始状态下，先导阀芯5底部端面与凸台17顶部端面的距离小于动铁芯4顶部端面与第一限位端面11的距离，以使动铁芯4停止运动前，凸台17可以抬动先导阀芯5。

需要说明的是，初始状态是指先导式电磁截止阀装置关闭未通电的状态。因为动铁芯4运动时可同步带动弹簧座15运动，也即弹簧座15底部的凸台17也会随之同步运动，凸台17的运动行程与动铁芯4的运动行程相同。其中，动铁芯4顶部端面与第一限位端面11的距离大小，也即意味着动铁芯4的运动行程大小。而先导阀芯5底部端面与凸台17顶部端面的距离则是指凸台17运动了该距离的行程后才能够与先导阀芯5接触，而后才能够抬动先导阀芯5，使得先导阀芯5与先导孔8分离。

因此，先导阀芯5底部端面与凸台17顶部端面的距离小于动铁芯4顶部端面与第一限位端面11的距离，可以有效的确保动铁芯4运动至第一限位端面11之前，弹簧座15内设置的凸台17可以与先导阀芯5接触，并抬动先导阀芯5，从而使先导阀芯5能够克服较大压差，与先导孔8分离，并向上运动。

可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需求，对先导阀芯5的材质、形状、结构尺寸以及凸台17的形状尺寸等进行确定。

为了便于理解本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置的工作原理，接下来将对其工作原理进行说明。

优选的，可以将动铁芯4顶部端面和阀盖2内的第一限位端面11之间的间距设置为5.0mm，并将主阀芯7顶部端面和阀盖2内的第二限位端面12之间的间距设置为4.7mm，再将先导阀芯5底部端面和设于弹簧座15底部的凸台17的顶部端面之间的间距设置为4.5mm，这样可以为先导式电磁截止阀装置内部零件的上下运动预留行程，并可以有效的保证当动铁芯4运动至第一限位端面11前，先导阀芯5可被凸台17抬动，还可以保证主阀芯7运动至第二限位端面12时，先导阀芯5和先导孔8分离。

当然，也可以在实际运用过程中，根据实际情况和实际需要，对动铁芯4顶部端面和阀盖2内的第一限位端面11之间的间距、主阀芯7顶部端面和阀盖2内的第二限位端面12之间的间距以及先导阀芯5底部端面和设于弹簧座15底部的凸台17的顶部端面之间的间距进行其它选择。但需要确保这三个间距之间满足上述的相应关系，以使先导式电磁截止阀装置顺利的运行工作。

需要说明的是，先导式电磁截止阀装置初始状态是关闭状态，如图2所示。此时，电磁线圈3内不通电，弹性装置6处于压缩装置，弹性装置6对限位柱14施加向下推力，以使先导阀芯5紧压封堵先导孔8，从而可以隔离上部腔体18和下部腔体19。

初始关闭状态下，进气口9处的流体压力为P1，由于先导孔8与下部腔体19、出气口10等连通，其内部压力为大气压力P2，并且，P1远大于P2。此外，进气口9处的部分流体会沿着主阀芯7外圆周和阀盖2内圆周之间的配合间隙，进入上部腔体18内，上部腔体18内的压力略小于P1，可以将此时上部腔体18内的部分流体压力命名为<P1，并且，<P1也大于P2。

还需要说明的是，本申请文件的P1远大于P2，是指进气口9处的流体压力P1的压力数值远大于出气口10处的大气压力P2的压力数值。

此时，主阀芯7的整体受力状态为：主阀芯7上端受到动阀芯装置内的弹性装置6和弹簧座15的弹簧16的向下推力，以及上部腔体18施加的向下压力，其压力为<P1。而主阀芯7下端只有下部腔体19施加的向上压力，其压力为P2，通过上述受力分析可知，主阀芯7被向下挤压，使得主阀芯7底部与连通口接触，可以有效密封连通口，实现阀门紧闭的效果。

当使用先导式电磁截止阀装置进行工作时，也即向电磁线圈3内通电后，电磁线圈3可以瞬间产生强大的电磁力，而动铁芯4受到电磁力的吸附作用，能够克服弹性装置6和弹簧16的弹力作用，向上运动。因为弹簧座15和动铁芯4通过螺纹固定连接，所以弹簧座15也随着动铁芯4向上运动。并且，在动铁芯4等部件向上运动的过程中，由于先导阀芯5和主阀芯7仍受到上部腔体18和下部腔体19的巨大压差，并且，上部腔体18的向下的<P1压力大于下部腔体19的向上的P2压力，使得先导阀芯5和主阀芯7仍然处于静止状态。

当动铁芯4、限位柱14和弹簧座15等部件向上运动了4.5mm的行程时，如图3所示，设于弹簧座15内部的凸台17的顶部端面刚好与先导阀芯5的底部端面接触，因为动铁芯顶部端面与阀盖2内的第一限位端面11之间还存在0.5mm的行程差，此时，先导阀芯5和主阀芯7仍处于静止状态。

而当动铁芯4在电磁力的吸附作用下继续向上运动0.5mm，直至与第一限位端面11接触，与此同时，弹簧座15也会同步向上继续运动0.5mm，因为凸台17与先导阀芯5接触后可以卡接固定先导阀芯5，所以该运动过程中，凸台17可以将先导阀芯5抬升0.5mm，也即先导阀芯5底部端面和先导孔8顶部端面出现0.5mm的间隙。此时，上部腔体18和下部腔体19导通，上部腔体18的高压流体会迅速向下部腔体19流动，由于此前进气口9处的流体是通过主阀芯7与阀盖2之间的配合间隙进入上部腔体18的，而配合间隙的流通面积远远小于先导孔8的流通面积，因此上部腔体18通过先导孔8排出的流体会多于通过配合间隙进入的流体，使得上部腔体18内无法聚积高压，此时，上部腔体18内的压力为P3，P3略大于P2，但P3远小于P1。此时，先导阀芯5所受到的向上磁力大于向下的压力，先导阀芯5可以继续向上运动，直至先导阀芯5的顶部端面与限位柱14的底部端面接触时，先导阀芯5停止运动。

由于限位柱14随着动铁芯4向上移动了5.0mm，所以先导阀芯5也需要向上移动5.0mm，才会与限位柱14接触，如图4所示。此时，先导阀芯5底部端面与先导孔8顶部端面之间的距离为5.0mm。

当先导阀芯5与先导孔8分离后，上部腔体18压力流失，并且无法聚积压力，此时，上部腔体18和下部腔体19内的流体压力基本持平。但是，进气口9处的压力P1会推动主阀芯7向上运动。而且，弹簧座15上的弹簧16位于主阀芯7顶部，该弹簧16此时处于压缩状态，其也会对主阀芯7施加向上的推力。并且，主阀芯7也会受到向上的电磁力，在各种向上推力的共同作用下，主阀芯7向上运动，此时，连通口打开，也即电磁阀打开，使得进气口9处的流体可以通过连通口和下部腔体19，最终流出至出气口10。由于主阀芯7顶部端面与阀盖2内的第二限位端面12之间的距离为4.7mm，因此，主阀芯7向上运动4.7mm后，将与阀盖2内的第二限位端面12相接触，以停止运动。

此时，先导式电磁截止阀装置处于完全打开状态。因为之前先导阀芯5的运行行程为5.0mm，然而，该过程中先导孔8随着主阀芯7向上运动的运动行程为4.7mm，所以先导阀芯5底部端面和先导孔8顶部端面之间仍然存在0.3mm的间隙，如图5所示，这样能够有效保证上部腔体18和下部腔体19的导通，不会出现因存在压差而影响主阀芯7打开状态的现象。

当电磁线圈3内断电后，先导式电磁截止阀装置将自动关闭，如图6所示。当电磁线圈3内断电后，动铁芯4所受的电磁力瞬间消失，而被压缩的弹性装置6会被释放，弹性装置6会向下推动限位柱14运动，使得限位柱14带动先导阀芯5向下运动，直至先导阀芯5底部端面与先导孔8顶部端面接触，使得先导孔8被先导阀芯5再次密封，从而隔离上部腔体18和下部腔体19。此时，上部腔体18内会再次聚积流体，使得上部腔体18内压力为<P1，而因为下部腔体19与进气口9处导通，下部腔体19的压力也略小于进气口9处的压力P1，即上部腔体18和下部腔体19之间压力持平。

与此同时，主阀芯7和动铁芯4以及其余零件会在重力和弹性装置6的共同作用下，向下运动，直至主阀芯7底部与连通口接触，如图7所示。此时，进气口9处和下部腔体19再次被隔离，下部腔体19和先导孔8内压力为大气压力P2，上部腔体18压力为<P1，使得上部腔体18和下部腔体19之间再次建立压差，最终使得主阀芯7受到向下的压力，主阀芯7与连通口之间的接触更为紧密，以使主阀芯7可以很好的密封连通口，也即紧密关闭阀门，使得先导式电磁截止阀装置回到初始的关闭状态。

还需要说明的是，本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置，其设计精巧，通过电磁力以控制先导阀芯5的运动，并通过提前在装置内部预留了零件的运动行程，从而形成上下部腔体19的压差，以带动主阀芯7运动，最终实现了阀门的开启和关闭操作，达到四两拨千斤之效果。并且，本装置简化了对传统阀门复杂的设计，在使用大通径的阀体1时，更能凸显本装置设计的巧妙之处，本装置只需与直流电连接即可自动控制阀门开关，可以较大程度节约人力物力和提高阀门反应速度。

另外，还需要说明的是，本申请文件的“顶部”、“底部”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，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实用新型的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本实用新型所提供的所有实施例的任意组合方式均在此实用新型的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本实用新型所提供的先导式电磁截止阀装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种先导式电磁截止阀装置，其特征在于，包括阀体(1)、与所述阀体(1)顶部连接的阀盖(2)、设于所述阀体(1)和所述阀盖(2)内的阀芯装置以及用于产生吸附所述阀芯装置的电磁力的电磁线圈(3)，所述电磁线圈(3)设于所述阀盖(2)上部；

所述阀芯装置包括设于所述阀盖(2)内的可移动的动阀芯装置和设于所述阀体(1)内的可移动的主阀芯装置，所述主阀芯装置与所述动阀芯装置连接，所述动阀芯装置包括动铁芯(4)、与所述动铁芯(4)底部连接的先导阀芯(5)以及用于向下挤压所述动铁芯(4)的弹性装置(6)，所述动铁芯(4)与所述弹性装置(6)连接；

所述主阀芯装置包括主阀芯(7)和用于与所述先导阀芯(5)底部接触的先导孔(8)，所述阀体(1)下部设有进气口(9)、出气口(10)和连通口，所述连通口用于连通所述进气口(9)与所述出气口(10)，所述主阀芯(7)底部与所述连通口接触，以控制所述连通口开闭；

所述动铁芯(4)和所述主阀芯(7)为金属材料件，所述动铁芯(4)的运动行程大于所述主阀芯(7)的运行行程，以使所述主阀芯(7)完全打开时，所述先导阀芯(5)与所述先导孔(8)分离。

2.根据权利要求1所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述阀盖(2)内设有用于限制所述动铁芯(4)运动行程的第一限位端面(11)和用于限制所述主阀芯(7)运动行程的第二限位端面(12)，初始状态下，所述动铁芯(4)顶部端面与所述第一限位端面(11)的距离大于所述主阀芯(7)顶部端面与所述第二限位端面(12)的距离。

3.根据权利要求2所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述动阀芯装置包括用于与所述第一限位端面(11)接触的顶针(13)和用于限制所述先导阀芯(5)运动距离的限位柱(14)，所述顶针(13)穿过所述动铁芯(4)顶部，所述限位柱(14)与所述先导阀芯(5)连接，所述弹性装置(6)的一端与所述顶针(13)连接，另一端与所述限位柱(14)连接，以使所述顶针(13)对所述弹性装置(6)形成上限位，从而对所述限位柱(14)施加向下的弹力，所述弹性装置(6)在初始状态时处于压缩状态。

4.根据权利要求3所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述动阀芯装置设有用于固定所述限位柱(14)和所述先导阀芯(5)的弹簧座(15)，所述弹簧座(15)上绕设有弹簧(16)，所述弹簧(16)在初始状态时处于压缩状态。

5.根据权利要求4所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述弹簧座(15)和所述动铁芯(4)之间为可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述弹簧座(15)底部设有用于卡接抬动所述先导阀芯(5)的凸台(17)，以使所述先导阀芯(5)克服压差与所述先导孔(8)分离。

7.根据权利要求6所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，初始状态下，所述先导阀芯(5)底部端面与所述凸台(17)顶部端面的距离小于所述动铁芯(4)顶部端面与所述第一限位端面(11)的距离，以使所述动铁芯(4)停止运动前，所述凸台(17)可抬动所述先导阀芯(5)。

8.根据权利要求4至7任一项所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述动阀芯装置外壁嵌套设有后堵，所述后堵与所述主阀芯装置之间为可拆卸连接，所述后堵与所述动阀芯装置为间隙配合，以使所述动阀芯装置可相对所述主阀芯装置运动。

9.根据权利要求8所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述主阀芯装置顶部设有用于容纳所述弹簧座(15)和所述先导阀芯(5)的空腔，所述先导孔(8)设于所述空腔中心处，以使所述先导阀芯(5)可封堵所述先导孔(8)。

10.根据权利要求1至7任一项所述的先导式电磁截止阀装置，其特征在于，所述先导阀芯(5)为外部裹有导磁材料件的密封件，以使所述先导阀芯(5)可密封所述先导孔(8)，并可在所述电磁力作用下运动。

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