【技术实现步骤摘要】
本技术属于流量控制及阀门，涉及一种高精度流量控制比例电磁阀。
技术介绍
1、比例电磁阀是一种特殊的控制电磁阀，它的控制原理是依靠特殊的磁回路结构，通过输入电信号，产生电磁力，驱动阀芯，控制阀门开度，实现对流经介质的流量、压力等物理量大小进行无极调节。它采用了一种“位置反馈”技术，能够准确地根据流量控制信号调整阀门的位置，从而达到精确的控制要求，因此比例电磁阀是气体流量控制领域常见的机械装置，可用于呼吸机、麻醉机等医疗器械，这些设备的使用环境要求比例电磁阀具有控制精度高、功耗低、使用寿命长和可耐高压等特点。但目前本领域内常见的比例电磁阀存在仅依靠弹簧形变产生密封力实现密封，会导致比例电磁阀功耗高、使用寿命短和耐高压性能差等问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于解决现有技术中比例电磁阀的功耗、使用寿命和耐高压性能均需进一步优化的技术问题，提供一种高精度流量控制比例电磁阀。
2、为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种高精度流量控制比例电磁阀，包括阀芯组件、电磁铁组件以及阀体组件；所述阀体组件包括阀座和封堵口；所述电磁铁组件和阀体组件配合连接形成电磁阀腔体，所述阀芯组件安装于电磁阀腔体内部；所述阀芯组件包括动衔铁；所述动衔铁吸合面的另一端连接有轴向设置有导气通孔的导气连杆，导气连杆连接有密封垫组件；所述导气连杆上设置有周向凸起，所述周向凸起与动衔铁的配合面上设置有套设在导气连杆上的片簧；所述阀座轴向设置有出气通道；所
4、所述电磁铁组件包括配合连接且中间设置有电磁线圈的下轭铁和上轭铁；所述电磁线圈通电后用于提供驱动阀芯组件靠近的电磁力，接通电磁阀；所述上轭铁和阀座的配合面上设置有套设在导气连杆上的橡胶膜片。
5、本技术进一步地改进在于：
6、所述橡胶膜片的内圈被所述周向凸起与密封垫组件压紧，橡胶膜片的外圈被阀座和上轭铁压紧。
7、所述阀座上设置有阀座第一台阶面，所述阀座第一台阶面上设置有膜片底环；所述上轭铁上沿流体进入电磁阀方向依次设置有上轭铁第二台阶面和上轭铁第一台阶面；所述上轭铁第二台阶面上设置有膜片顶环；所述橡胶膜片被膜片底环和膜片顶环压紧。
8、所述膜片底环的内径与外径之差小于膜片顶环的内径与外径之差。
9、所述密封垫组件与橡胶膜片的内圈的接触面上设有凸出的密封垫组件第一台阶面；所述阀座与橡胶膜片的外圈的接触面上设有凸出的阀座第二台阶面。
10、所述橡胶膜片在厚度方向有经纬分布的布或纤维夹层。
11、所述动衔铁的吸合面为伞状；所述伞状为球面和多个锥面相连形成的曲面。
12、所述阀座与封堵口同轴套设；所述入气通道的气体入口处设置为内径递减的锥形孔；所述封堵口上入气通道与出气通道的过渡处设置有曲面，所述曲面由半径r1的内弧面、宽度s的平面、半径r2的外弧面依次相切连接而成，半径r1大于半径r2。
13、所述下轭铁上绕轴开设有环槽，开设环槽后下轭铁上形成中心轴，中心轴上设置有中心轴台阶；所述电磁线圈由线圈骨架及固定在其上的线圈组成；所述线圈骨架上设置有与所述中心轴台阶过盈配合的台阶孔，用于保证电磁线圈与下轭铁的安装同轴度。
14、所述电磁线圈与上轭铁之间设置有隔磁垫片；所述上轭铁与隔磁垫片的接触面上设置有密封槽，所述密封槽中设置有橡胶密封圈。
15、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
16、本技术公开了一种高精度流量控制比例电磁阀，阀体组件与电磁铁组件配合连接，构成了电磁阀的外壳和腔体，上轭铁和阀座的配合面上设置了套设在导气连杆上的橡胶膜片，橡胶膜片的外圈被上轭铁和阀座压紧、内圈被导气连杆上的周向凸起和密封垫组件压紧，橡胶膜片将电磁阀腔体分为动衔铁组件所在的上腔体和密封垫组件所在的下腔体两部分，下腔体与阀座上的出气通道连通，上腔体通过导气连杆上的导气通孔，穿过密封垫组件，与封堵口上的入气通道相通，构成了气体压力补偿结构，气体从入气通道进入上腔体，作用于橡胶膜片的靠近电磁铁组件的上表面，产生的气体压力一部分作用于阀芯组件，另一部分作用于阀座，作用于阀芯组件的气体压力分力作为补偿力用于增强阀芯组件密封效果。
17、进一步地，本技术在橡胶膜片的外圈上、下分别设置膜片底环和膜片顶环，膜片底环的内径与外径之差大于膜片顶环的内径与外径之差，用于增大气体压力作用于阀芯组件的分力，进一步增强比例电磁阀的耐压性能。
18、进一步地，密封垫组件与橡胶膜片的内圈的接触面上设有凸出的密封垫组件第一台阶面；阀座与橡胶膜片的外圈的接触面上设有凸出的阀座第二台阶面，可增强橡胶膜片内、外圈压紧部位的密封效果。
19、进一步地，橡胶膜片在厚度方向有经纬分布的布或纤维夹层，保证橡胶膜片密封效果和厚度的同时，提升了橡胶膜片的耐压能力和使用寿命。
20、进一步地，迟滞是反应比例电磁阀控制精度的主要指标，指比例电磁阀在打开和关闭过程中，同一电信号时其出口流量差异与额定流量的比值，在设计电磁阀时可通过降低电磁铁磁滞效应和阀芯运动摩擦来减小比例电磁阀的迟滞；本技术中动衔铁的吸合面为球面和多个锥面相连形成的伞状形复杂曲面，在保证比例电磁阀电磁铁吸力的同时，降低了电磁铁磁滞效应对比例电磁阀迟滞性能的影响；同时，动衔铁的伞状形复杂曲面使动衔铁与上腔体内气体的接触面也构成了为一个类似的“伞顶”结构，使气体产生的向下的压力均匀分布于动衔铁接触面上，具备自动扶正效果，降低了阀芯运动摩擦对比例电磁阀迟滞性能的影响。
21、进一步地，同一工作压力下，在一定的阀门开度范围内，比例电磁阀的出口流量与阀门开度呈正比例关系，其中，正比例系数k与流道的设计结构有关，通常流道结构的流阻越小，正比例系数k越大，流道产生的涡流越小，控制越稳定。本技术中的封堵口的入气通道口设置锥形孔，在入气通道与出气通道的过渡口设置具备特殊结构的复杂曲面，有效降低了气体在比例电磁阀内的流阻和涡流产生，提升了比例电磁阀的控制精度和稳定性。
22、进一步地，上轭铁与隔磁垫片的接触面上设置有用于安装橡胶密封圈的密封槽，避免电磁阀产生外泄露。
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1.一种高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，包括阀芯组件、电磁铁组件以及阀体组件；所述阀体组件包括阀座(7)和封堵口(9)；所述电磁铁组件和阀体组件配合连接形成电磁阀腔体，所述阀芯组件安装于电磁阀腔体内部；所述阀芯组件包括动衔铁(21)；所述动衔铁(21)吸合面的另一端连接有轴向设置有导气通孔(20)的导气连杆(18)，导气连杆(18)连接有密封垫组件(13)；所述导气连杆(18)上设置有周向凸起，所述周向凸起与动衔铁(21)的配合面上设置有套设在导气连杆(18)上的片簧(19)；所述阀座(7)轴向设置有出气通道(12)；所述封堵口(9)上轴向设置有入气通道(11)；当所述密封垫组件(13)与封堵口(9)的端面贴合时，电磁阀被切断；
2.根据权利要求1所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述橡胶膜片(16)的内圈被所述周向凸起与密封垫组件(13)压紧，橡胶膜片(16)的外圈被阀座(7)和上轭铁(6)压紧。
3.根据权利要求2所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述阀座(7)上设置有阀座第一台阶面(701)，所述阀座第一台阶面(701)上设
4.根据权利要求3所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述膜片底环(15)的内径与外径之差小于膜片顶环(17)的内径与外径之差。
5.根据权利要求3所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述密封垫组件(13)与橡胶膜片(16)的内圈的接触面上设有凸出的密封垫组件第一台阶面(131)；所述阀座(7)与橡胶膜片(16)的外圈的接触面上设有凸出的阀座第二台阶面(702)。
6.根据权利要求1所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述橡胶膜片(16)在厚度方向有经纬分布的布或纤维夹层。
7.根据权利要求1所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述动衔铁(21)的吸合面(211)为伞状；所述伞状为球面和多个锥面相连形成的曲面。
8.根据权利要求1所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述阀座(7)与封堵口(9)同轴套设；所述入气通道(11)的气体入口处设置为内径递减的锥形孔；所述封堵口(9)上入气通道(11)与出气通道(12)的过渡处设置有曲面(902)，所述曲面(902)由半径R1的内弧面、宽度S的平面、半径R2的外弧面依次相切连接而成，半径R1大于半径R2。
9.根据权利要求1所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述下轭铁(2)上绕轴开设有环槽(201)，开设环槽后下轭铁(2)上形成中心轴，中心轴上设置有中心轴台阶(202)；所述电磁线圈(3)由线圈骨架(23)及固定在其上的线圈组成；所述线圈骨架(23)上设置有与所述中心轴台阶(202)过盈配合的台阶孔(231)，用于保证电磁线圈(3)与下轭铁(2)的安装同轴度。
10.根据权利要求1所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述电磁线圈(3)与上轭铁(6)之间设置有隔磁垫片(4)；所述上轭铁(6)与隔磁垫片(4)的接触面上设置有密封槽(603)，所述密封槽(603)中设置有橡胶密封圈(5)。
...【技术特征摘要】
1.一种高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，包括阀芯组件、电磁铁组件以及阀体组件；所述阀体组件包括阀座(7)和封堵口(9)；所述电磁铁组件和阀体组件配合连接形成电磁阀腔体，所述阀芯组件安装于电磁阀腔体内部；所述阀芯组件包括动衔铁(21)；所述动衔铁(21)吸合面的另一端连接有轴向设置有导气通孔(20)的导气连杆(18)，导气连杆(18)连接有密封垫组件(13)；所述导气连杆(18)上设置有周向凸起，所述周向凸起与动衔铁(21)的配合面上设置有套设在导气连杆(18)上的片簧(19)；所述阀座(7)轴向设置有出气通道(12)；所述封堵口(9)上轴向设置有入气通道(11)；当所述密封垫组件(13)与封堵口(9)的端面贴合时，电磁阀被切断；
2.根据权利要求1所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述橡胶膜片(16)的内圈被所述周向凸起与密封垫组件(13)压紧，橡胶膜片(16)的外圈被阀座(7)和上轭铁(6)压紧。
3.根据权利要求2所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述阀座(7)上设置有阀座第一台阶面(701)，所述阀座第一台阶面(701)上设置有膜片底环(15)；所述上轭铁(6)上沿流体进入电磁阀方向依次设置有上轭铁第二台阶面(602)和上轭铁第一台阶面(601)；所述上轭铁第二台阶面(602)上设置有膜片顶环(17)；所述橡胶膜片(16)被膜片底环(15)和膜片顶环(17)压紧。
4.根据权利要求3所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所述膜片底环(15)的内径与外径之差小于膜片顶环(17)的内径与外径之差。
5.根据权利要求3所述的高精度流量控制比例电磁阀，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕沛志，庞国辉，叶超勇，邵健峰，蔡新苗，胡颖晖，
申请(专利权)人：中航电测仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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