Соленоидный клапан для воды, способный увеличивать электромагнитную силу всасывания, и способ его выполнения
Изобретение раскрывает соленоидный клапан для воды, способный увеличивать силу электромагнитного всасывания, и способ его выполнения. Способ включает в себя этапы, на которых: получают статорный узел с пластмассовым уплотнением посредством нагнетания пластмассы на статорный узел, статорный узел с пластмассовым уплотнением; собирают вместе статорный узел с пластмассовым уплотнением и корпусный узел клапана, содержащий подвижный железный сердечник, для образования соленоидного клапана для воды, при этом верхнюю торцевую поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении устанавливают не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки, и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды. Статорный узел с пластмассовым уплотнением содержит катушечный узел; верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, установленные в отверстии катушечного узла; водоизолирующую втулку, расположенную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки; ярмо, расположенное снаружи от катушечного узла и соединяющее верхние магнитопроводящие внутренние втулки и нижние магнитопроводящие внутренние втулки; магнитопроводящее седло, установленное на внутренней стороне водоизолирующей втулки; и пластмассовый герметизирующий слой, покрывающий катушечный узел и ярмо. 6 н. и 29 з.п. ф-лы, 17 ил.
Область техники
Изобретение относится к области техники изготовления соленоидного клапана для воды, а именно к соленоидному клапану для воды, способному увеличивать силу электромагнитного всасывания, и способу его выполнения.
Предшествующий уровень техники
Соленоидный клапан для воды (или впускной клапан для воды) управляет подачей или отключением источника воды. Так как в процессе работы вода имеет определенное давление, он может быть выполнен в виде бессальникового соленоидного клапана для воды с сервоуправлением. На фиг. 1 показана конструкция соленоидного клапана для воды, который в настоящее время используется наиболее часто, включая пластмассовый герметизирующий слой 116 для пластмассовой герметизации обмотки катушки, магнитное ярмо 111, установленное снаружи пластмассового герметизирующего слоя, заглушку 107, впуск 215 для воды и выпуск 216 для воды.
На фиг. 1 показан соленоидный клапан для воды, состоящий, по существу, из двух частей: управляющего клапана и основного клапана. Когда обмотка 109 обесточена, подвижный железный сердечник 201 падает под действием собственного веса и силы реакции возвратной пружины и перекрывает проточное отверстие 210 заглушки 203 основного клапана, в результате чего вода, поступающая в верхнюю полость заглушки клапана из уравновешивающего отверстия 213 не может вытекать наружу, а вследствие разницы эффективных площадей опоры на диафрагме клапана и под ней образуется разность давлений, вследствие чего диафрагма заглушки клапана прижимается к седлу основного клапана, и клапан закрывается. Когда на обмотку 109 подаётся электропитание, магнитное притяжение тянет подвижный железный сердечник 201 вверх, и вода в верхней полости 211 заглушки клапана сбрасывается к выпуску клапана через проточное отверстие 210. Поскольку пропускная способность проточного отверстия спроектирована так, чтобы быть намного больше, чем пропускная способность уравновешивающего отверстия 213, на уравновешивающем отверстии 213 создается достаточная потеря давления с помощью потока воды, давление в верхней полости 211 заглушки клапана резко уменьшается, в то время как давление в нижней полости 212 заглушки клапана поддерживается таким же, как и давление на впуске, в результате чего разница давлений между верхней и нижней сторонами диафрагмы заглушки клапана вызывает выгибание диафрагмы заглушки клапана вверх, и клапан открывается.
Основная проблема соленоидного клапана для воды, показанного на фиг. 1, заключается в том, что водоизолирующая втулка 117 должна изготавливаться отдельно, а изготовленная водоизолирующая втулка вставляется в магнитопроводящую внутреннюю втулку посредством сборки, поэтому водоизолирующая втулка 117, установленная в среднем отверстии стойки 104 для катушки, должна иметь определенную толщину, чтобы выдерживать воздействие давления при закрытом клапане и возможное повреждение конструкции при механической сборке, в результате чего нерабочий воздушный зазор существующего соленоидного клапана для воды превышает 1,5 мм, что требует приложение большей электромагнитной силы, чтобы привести в действие подвижный железный сердечник; кроме того, отдельное изготовление водоизолирующей втулки увеличивает стоимость изготовления.
Кроме того, поскольку ярмо 111 устанавливается снаружи пластмассового герметизирующего слоя 116 обмотки катушки с герметизацией пластмассой, ярмо 111 необходимо сваривать вместе с магнитопроводящей внутренней втулкой, чтобы закрепить ярмо на стойке катушки через магнитопроводящую внутреннюю втулку, что увеличивает процесс сварки и стоимость изготовления.
Во всех эмалированных проводах обмотки электромагнитных клапанов для воды на рынке используются медные провода, общим весом около 26,5-28 г. Уменьшение количества медного провода - самый простой способ снизить стоимость. Однако уменьшение количества медных проводов неизбежно повлияет на эффективность работы электромагнитных клапанов для воды. Улучшая структуру магнитной цепи, можно сократить использование медного провода при условии сохранения или даже повышения уровня эффективности работы впускного клапана для воды, и можно достичь баланса между эффективностью работы и стоимостью, что является проблемой, которая должна быть решена с помощью изобретения.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание соленоидного клапана для воды, способного увеличивать электромагнитную силу, и способа для увеличения его электромагнитной силы, действующей на подвижный железный сердечник, а также упрощение производственного процесса для изготовления соленоидного клапана для воды и снижение стоимости изготовления.
Согласно первому аспекту изобретения предложен способ выполнения соленоидного клапана для воды, способного увеличивать электромагнитную силу всасывания соленоидного клапана для воды, включающий в себя этапы, на которых:
получают статорный узел с пластмассовым уплотнением посредством нагнетания пластмассы на статорный узел, причем статорный узел с пластмассовым уплотнением содержит:
катушечный узел;
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, установленные в отверстии катушечного узла;
водоизолирующую втулку, расположенную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки;
ярмо, расположенное снаружи катушечного узла и соединяющее верхние магнитопроводящие внутренние втулки и нижние магнитопроводящие внутренние втулки;
магнитопроводящее седло, установленное на внутренней стороне водоизолирующей втулки; а также
пластмассовый герметизирующий слой, покрывающий катушечный узел и ярмо;
собирают вместе статорный узел с пластмассовым уплотнением и корпусный узел клапана, содержащий подвижный железный сердечник, для образования соленоидного клапана для воды;
при этом верхнюю торцевую поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении устанавливают не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки, и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды.
Предпочтительно, длину подвижного железного сердечника в нижней магнитопроводящей внутренней втулке в исходном положении устанавливают на значение не менее чем 1/4 от суммы высот верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок, так что материал сердечника может быть сохранен.
Предпочтительно, зазор между верхней магнитопроводящей внутренней втулкой и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой составляет 2-5 мм; диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, наружный диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм; водоизолирующая втулка имеет внутренний диаметр 5,5 ± 0,1 мм и внешний диаметр 6,5 ± 0,1 мм; а вес магнитопроводящего седла составляет не менее чем 60% от веса подвижного железного сердечника.
Предпочтительно, на внутренние стороны верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки, установленных в катушечном узле, нагнетают пластмассу, чтобы сформировать водоизолирующую втулку на внутренних сторонах верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки.
Предпочтительно, водоизолирующий втулочный узел, содержащий водоизолирующую втулку, сформированную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, изготавливают посредством нагнетания пластмассы на верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, стопор и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, размещенные вместе в виде вставки; затем в отверстие катушечного узла устанавливают водоизолирующий втулочный узел.
Предпочтительно, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка имеют форму цилиндра, а стенка цилиндра снабжена радиальными сквозными отверстиями для прохождения клея.
Предпочтительно, на внутренних поверхностях верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки выполнены осевые канавки магнитопроводящей внутренней втулки, сообщающиеся с радиальными сквозными отверстиями.
Предпочтительно, при нагнетании пластмассы в отверстие стойки катушки, снабженной верхней магнитной внутренней втулкой и нижней магнитной внутренней втулкой, нагнетаемая пластмасса, используемая для формирования водоизолирующей втулки, протекает в радиальное сквозное отверстие вдоль осевых канавок магнитопроводящей внутренней втулки, образуя таким образом корневую часть для крепления водоизолирующей втулки.
Согласно второму аспекту изобретения предложен соленоидный клапан для воды, способный увеличивать электромагнитную силу всасывания, который содержит:
статорный узел с пластмассовым уплотнением, содержащий:
катушечный узел;
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, установленные в отверстии катушечного узла;
водоизолирующую втулку, расположенную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки;
ярмо, расположенное снаружи катушечного узла и соединяющее верхние магнитопроводящие внутренние втулки и нижние магнитопроводящие внутренние втулки;
магнитопроводящее седло, установленное на внутренней стороне водоизолирующей втулки; а также
пластмассовый герметизирующий слой, покрывающий крышечный узел и ярмо;
корпусный узел клапана, содержащий подвижный железный сердечник, для сборки со статорным узлом с пластмассовым уплотнением для образования соленоидного клапана для воды;
при этом верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении установлена не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды.
Предпочтительно, длина подвижного железного сердечника в нижней магнитопроводящей внутренней втулке в исходном положении установлена на значение не менее чем 1/4 от суммы высот верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок.
Предпочтительно, зазор между верхней магнитопроводящей внутренней втулкой и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой составляет 2 мм - 5 мм; диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, наружный диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм; водоизолирующая втулка имеет внутренний диаметр 5,5 ± 0,1 мм и внешний диаметр 6,5 ± 0,1 мм; а вес магнитопроводящего седла составляет не менее чем 60% от веса подвижного железного сердечника.
Предпочтительно, нагнетание пластмассы осуществлено на внутренних сторонах верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки, которые установлены в катушечном узле так, чтобы формировать водоизолирующую втулку на внутренних сторонах верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки.
Предпочтительно, водоизолирующий втулочный узел, содержащий водоизолирующую втулку, сформированную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, изготавливают посредством нагнетания пластмассы на верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, стопор и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, размещенные вместе в виде вставки; затем водоизолирующий втулочный узел устанавливают в отверстие катушечного узла.
Предпочтительно, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка имеют форму цилиндра, а стенка цилиндра снабжена радиальными сквозными отверстиями для прохождения клея.
Предпочтительно, внутренние поверхности верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки снабжены осевыми канавками магнитопроводящей внутренней втулки, сообщающимися с радиальными сквозными отверстиями.
Предпочтительно, посредством нагнетания пластмассы в отверстие стойки катушки, снабженной верхней магнитной внутренней втулкой и нижней магнитной внутренней втулкой, нагнетаемая пластмасса, используемая для формирования водоизолирующей втулки, протекает в радиальное сквозное отверстие вдоль осевых канавок магнитопроводящей внутренней втулки, таким образом образуя корневую часть для крепления водоизолирующей втулки.
Согласно третьему аспекту изобретения предложен способ выполнения статорного узла с водоизолирующей втулкой, применяемого к соленоидному клапану для воды, включающий в себя этапы, на которых:
формируют катушечный узел с полостью посредством установки элемента, включающего в себя вставку, на стойку катушки, обмотанную обмоткой катушки;
формируют статорный узел посредством установки верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки с обеих сторон в отверстии в стойке катушки катушечного узла, и прикрепляют ярмо, соединяющее верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку снаружи катушечного узла;
нагнетают пластмассу на статорный узел для формирования статорного узла с водоизолирующей втулкой.
Предпочтительно, этап нагнетания пластмассы на статорный узел для формирования статорного узла с водоизолирующей втулкой включает в себя:
посредством нагнетания пластмассы на статорный узел, покрывание обмотки катушки и ярма пластмассой, оставляя открытыми вставку и отверстие в стойке катушки, таким образом изготавливая основной статорный узел с пластмассовым уплотнением;
посредством нагнетания пластмассы в основной статорный узел с пластмассовым уплотнением, формирование водоизолирующей втулки в отверстии стойки катушки с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой, таким образом изготавливая статорный узел с водоизолирующей втулкой.
Предпочтительно, отверстие стойки катушки имеет позиционирующее кольцо магнитопроводящей внутренней втулки для позиционирования верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки так, чтобы сохранять верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку на предварительно определенном расстоянии в отверстии стойки катушки.
Предпочтительно, одновременно с нагнетанием пластмассы в основной статорный узел с пластмассовым уплотнением формируют водоизолирующее основание, расположенное на нижнем конце водоизолирующей втулки, которое используют для соединения и крепления корпусного узла соленоидного клапана для воды.
Согласно четвертому аспекту изобретения предложен способ выполнения статорного узла с водоизолирующей втулкой, применяемого к соленоидному клапану для воды, включающий в себя этапы, на которых:
формируют водоизолирующий втулочный узел с магнитопроводящей втулкой посредством нагнетания пластмассы в верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, стопор и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку для формирования водоизолирующей втулки;
формируют катушечный узел посредством установки элемента, включающего в себя вставку, на стойку катушки, обмотанную обмоткой катушки, и прикрепляют ярмо, соединяющее верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку снаружи катушечного узла;
вставляют водоизолирующий втулочный узел с магнитопроводящей втулкой в отверстие стойки катушки катушечного узла для формирования статорного узла;
изготавливают статорный узел с водоизолирующей втулкой посредством нагнетания пластмассы в статорный узел, чтобы покрыть обмотку катушки и ярмо на статорном узле.
Предпочтительно, водоизолирующий втулочный узел содержит:
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, стопор и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, которые скрепляют вместе посредством нагнетания пластмассы;
водоизолирующую втулку, сформированную на внутренних поверхностях верхней магнитопроводящей внутренней втулки, стопора и нижней магнитопроводящей внутренней втулки посредством нагнетания пластмассы;
основание водоизолирующей втулки, расположенное на нижнем конце водоизолирующей втулки и выполненное с ней за одно целое.
Предпочтительно, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка соответственно представляют собой цилиндр, а стенки цилиндра снабжены радиальными сквозными отверстиями, через которые протекает клей.
Предпочтительно, внутренние поверхности верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки снабжены осевыми канавками, сообщающимися с радиальными сквозными отверстиями.
Предпочтительно, внутренние поверхности верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок снабжены окружными канавками, которые сообщаются с осевыми канавками.
Предпочтительно, посредством нагнетания пластмассы на внутренних поверхностях верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки формируют водоизолирующую втулку и основание водоизолирующей втулки; во время нагнетания пластмассы горячая расплавленная пластмасса затекает в радиальное сквозное отверстие магнитопроводящей внутренней втулки вдоль осевых канавок верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, образуя корневую часть для крепления нагнетательной водяной рубашки.
Согласно пятому аспекту изобретения предложен статорный узел с водоизолирующей втулкой, применяемый к соленоидному клапану для воды, содержащий:
катушечный узел, содержащий стойку катушки, обмотку катушки, намотанную на стойку катушки, и вставку, расположенную на стойке катушки, при этом отверстие стойки катушки сформировано в середине стойки катушки;
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и водоизолирующую втулку, которые расположены в отверстии стойки катушки, при этом водоизолирующая втулка сформирована посредством нагнетания пластмассы на внутренние поверхности верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки;
ярмо, расположенное снаружи катушечного узла, причем верхний конец и нижний конец ярма тесно связаны соответственно с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой;
пластмассовый герметизирующий слой, покрывающий катушечный узел, сформированный посредством нагнетания пластмассы, при этом пластмассовый герметизирующий слой не закрывает часть вставки, электрически соединенную с внешним источником электропитания.
Предпочтительно, нижний конец водоизолирующей втулки снабжен основанием водоизолирующей втулки, выполненным за одно целое посредством нагнетания пластмассы, при этом основание водоизолирующей втулки не покрыто пластмассовым герметизирующим слоем, чтобы соединяться и скрепляться с корпусом соленоидного впускного клапана для воды.
Предпочтительно, позиционирующая канавка ярма зажимает выступы позиционирования ярма, выполненные на верхней и нижней торцевых поверхностях стойки катушки, в результате чего ярмо позиционируется на стойке катушки с одной стороны и соединено с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой с другой стороны.
Предпочтительно, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка выполнены цилиндрическими, и обе они снабжены фиксирующими конструкциями водоизолирующей втулки для прикрепления водоизолирующей втулки к внутренним поверхностям верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки.
Предпочтительно, фиксирующая конструкция водоизолирующей втулки содержит радиальное сквозное отверстие, через которое протекает клей.
Предпочтительно, фиксирующая конструкция водоизолирующей втулки дополнительно содержит канавки, выполненные на внутренних поверхностях верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки.
Предпочтительно, канавка содержит осевую канавку, сообщающуюся с радиальным сквозным отверстием.
Предпочтительно, канавка содержит окружную канавку, сообщающуюся с осевой канавкой.
Согласно шестому аспекту изобретения предложен соленоидный клапан для воды, содержащий корпусный узел клапана и вышеупомянутый статорный узел с водоизолирующей втулкой, причем статорный узел с водоизолирующей втулкой собран вместе с корпусным узлом клапана для формирования соленоидного клапана для воды.
Что касается существующего уровня техники, преимущественным техническим эффектом изобретения является то, что усовершенствование конструкции магнитной цепи увеличивает силу всасывания торцевой поверхности, создаваемую основным магнитным потоком, в результате чего общая электромагнитная сила всасывания становится больше, когда клапан приводится в действие, и эффективность работы при активации низкого давления становится лучше.
Кроме того, посредством формирования водоизолирующей втулки на внутренних поверхностях верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки посредством нагнетания пластмассы, толщина водоизолирующей втулки может быть значительно уменьшена, тем самым увеличивая электромагнитную силу, действующую на подвижный железный сердечник.
С другой стороны, посредством фиксирования ярма и катушечного узла вместе с помощью нагнетания пластмассы, производственный процесс изготовления соленоидного клапана для воды может быть упрощен, стоимость производства может быть снижена, а качество продукции может быть улучшено.
Изобретение будет подробно описано далее со ссылкой на чертежи и варианты осуществления, чтобы лучше понять содержание, особенности и технические эффекты изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показана конструкция обычного соленоидного клапана для воды;
на фиг. 2 представлена диаграмма, поясняющая силу реакции на нагрузку подвижного железного сердечника по отношению к ходу подвижного железного сердечника;
на фиг. 3 - соленоидный клапан для воды согласно изобретению, вид в разрезе;
на фиг. 4 - статорный узел с пластмассовым уплотнением соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид в разрезе;
на фиг. 5 - статорный узел соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид с пространственным разделением деталей;
на фиг. 6 - статорный узел соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 7 - основной статорный узел с пластмассовым уплотнением, образованный посредством первичного нагнетания пластмассы на статорный узел соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 8 - статорный узел с пластмассовым уплотнением соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид в разрезе;
на фиг. 9а - первый вариант осуществления верхней магнитопроводящей внутренней втулки соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид спереди;
на фиг. 9b - вид в разрезе по плоскости А-А на фиг. 9а согласно изобретению;
на фиг. 9с - вид в разрезе по плоскости В-В на фиг. 9а согласно изобретению;
на фиг. 9d - первый вариант осуществления верхней магнитопроводящей внутренней втулки соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 10 - статорный узел с водоизолирующей втулкой, образованной основным статорным узлом с пластмассовым уплотнением соленоидного клапана для воды, который был подвергнут вторичному пластмассовому уплотнению согласно изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 11 - статорный узел с водоизолирующей втулкой соленоидного клапана для воды согласно изобретению, вид в разрезе;
на фиг. 12-14 - схематические виды другого варианта осуществления изобретения для формирования водоизолирующей втулки, при этом на фиг. 12 показано позиционирующее соотношение верхней магнитопроводящей внутренней втулки, нижней магнитопроводящей внутренней втулки и стопор в качестве вставки, на фиг. 13 представлен, на виде в перспективе, водоизолирующий втулочный узел, образованный с помощью нагнетания пластмассы на верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и стопор в качестве вставок, а на фиг. 14 - водоизолирующий втулочный узел, вид в разрезе.
Описание условных обозначений: статорный узел с водоизолирующей втулкой - 100; основной статорный узел с пластмассовым уплотнением - 101; статорный узел - 102; катушечный узел - 103; стойка катушки - 104; выступ позиционирования ярма - 105; позиционирующее кольцо магнитопроводящей внутренней втулки - 106; вставка - 107; электронные компоненты - 108; обмотка катушки - 109; ярмо - 111; канавка позиционирования ярма - 112; верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка - 113; нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка - 114; проходное отверстие для клея магнитопроводящей внутренней втулки - 115; пластмассовый герметизирующий слой - 116; водоизолирующая втулка - 117; основание водоизолирующей втулки - 118; внутренняя полость водоизолирующей втулки - 119; магнитопроводящее седло - 121; осевая внутренняя канавка магнитопроводящей внутренней втулки - 122; соединительный шов магнитопроводящей внутренней втулки - 123; возвратная пружина - 200; подвижный железный сердечник - 201; резина заглушки клапана проточного отверстия - 202; заглушка клапана - 203; резина заглушки клапана - 204; корпус клапана - 205; монтажная стойка - 206; кольцо сброса давления - 207; резиновая прокладка - 208; фильтрующий сетчатый узел - 209; проточное отверстие - 210; верхняя полость заглушки клапана - 211; нижняя полость заглушки клапана - 212; уравновешивающее отверстие - 213; впуск для воды - 215; выпуск для воды - 216.
Варианты осуществления изобретения
Изобретение начинается с конструкции стойки катушки, магнитопроводящей внутренней втулки, водоизолирующей втулки, подвижного железного сердечника и магнитопроводящего основания, и увеличивает силу электромагнитного всасывания при запуске впускного клапана для воды посредством улучшения структуры магнитной цепи, при этом потребление провода снижается и стоимость также снижается при условии соблюдения требований к минимальному пусковому напряжению.
Магнитная цепь соленоидного клапана для воды согласно изобретению состоит из ярма, магнитопроводящего седла, верхней магнитопроводящей внутренней втулки, подвижного железного сердечника и нижней магнитопроводящей внутренней втулки.
На фиг. 2 показана зависимость между силой реакции на нагрузку подвижного железного сердечника и ходом подвижного железного сердечника, а характеристика силы реакции на нагрузку, действующей на подвижный железный сердечник в процессе эксплуатации, показана как кривая 1 на фиг. 2. В системе координат F-S, F является силой реакции на нагрузку, действующей на подвижный железный сердечник, а S - ход всасывания подвижного железного сердечника. Сила реакции на нагрузку в основном состоит из силы F1 воды, действующей на подвижный железный сердечник, собственного веса G подвижного железного сердечника и силы F2 упругости пружины, причем силы F1 и F2 являются значительными и изменяющимися. Когда подвижный железный сердечник закрывает проточное отверстие, сила F1 равна произведению давления источника воды на площадь поперечного сечения проточного отверстия, а точка А на фигуре соответствует закрытому состоянию клапана; на начальном этапе подъема подвижного железного сердечника после включения электропитания, так как диафрагма заглушки клапана также поднимается, проточное отверстие не поддается разблокированию, давление верхней полости заглушки клапана все еще имеет направленную вниз силу действия, оказываемую на подвижный железный сердечник, но постоянно уменьшается; затем пружина сжимается, и усилие пружины увеличивается. Поскольку сила F1 уменьшается быстрее, чем увеличивается сила F2, первая половина кривой 1 убывает медленно. В точке В диафрагма заглушки клапана полностью поднимается, проточное отверстие разблокируется, сила F1 полностью исчезает, а сила реакции на нагрузку быстро падает до низшей точки; после этого подвижный железный сердечник поднимается против действия силы F2, а угол наклона для наклонного сегмента линии после точки B является коэффициентом упругости пружины.
Чтобы адаптироваться к характеристике силы реакции на нагрузку, характеристика силы электромагнитного всасывания, действующая на подвижный железный сердечник, показана на фиг. 2. Относительные положения верхней магнитопроводящей внутренней втулки, нижней магнитопроводящей внутренней втулки и подвижного железного сердечника играют важную роль в конкретном воздействии электромагнитной силы всасывания. Между подвижным железным сердечником и верхней магнитопроводящей внутренней втулкой существует рабочий воздушный зазор, а между подвижным железным сердечником и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой образуется основной нерабочий воздушный зазор. Пока подвижный железный сердечник не засосется в верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, магнитный потенциал в основном падает в рабочем воздушном зазоре; сила электромагнитного всасывания включает в себя электромагнитную силу, создаваемую с помощью потока рассеяния на боковой поверхности подвижного железного сердечника, и силу всасывания на торцевой поверхности, создаваемую с помощью основного магнитного потока; когда верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника находится близко к нижнему краю верхней магнитопроводящей внутренней втулки, при этом эффект силы всасывания торцевой поверхности больше; чем ближе верхняя торцевая поверхность находится к нижнему краю верхней магнитной внутренней втулки, тем больше общая сила электромагнитного всасывания, и максимальное значение достигается, когда подвижный железный сердечник уже почти входит в верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку. После того как подвижный железный сердечник всасывается в верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, длина рабочего воздушного зазора не изменяется, область воздушного зазора увеличивается с глубиной подвижного железного сердечника, магнитный рабочий воздушный зазор быстро увеличивается до степени, которую можно сравнить с магнитной проводимостью нерабочего воздушного зазора, в результате чего пропорционально уменьшается магнитное падение давления рабочего воздушного зазора и, таким образом, уменьшается сила электромагнитного всасывания. Нисходящий участок характеристической кривой электромагнитной силы всасывания и восходящий участок характеристической кривой реакции нагрузки пересекаются в точке С, подвижный железный сердечник завершает свое перемещение, а соленоидный клапан для воды также обладает проводимостью*.
С учетом того факта, что подвижный железный сердечник должен иметь определенный ход всасывания, в зазоре между верхней магнитной внутренней втулкой и нижней магнитной внутренней втулкой существует магнитная утечка, а магнитное седло установлено в верхней магнитной внутренней втулке, изобретение улучшает структуру магнитной цепи следующим образом:
1. верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении (эквивалентном положению, в котором находится подвижный железный сердечник до включения электропитания) не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки и не выше чем 1/4 расстояния между верхним краем нижней магнитопроводящей внутренней втулки и нижним краем верхней магнитопроводящей внутренней втулки, в результате чего верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении несколько выше, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки таким образом, чтобы магнитная утечка зазора между верхним краем нижней магнитопроводящей внутренней втулки и нижним краем верхней магнитопроводящей внутренней втулки полностью действовала на подвижный железный сердечник в исходном положении и гарантировала, что подвижный железный сердечник имеет надежный ход всасывания, тем самым повышая надежность всасывания.
2. длина гнезда между подвижным железным сердечником в исходном положении и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой (эквивалентная длине подвижного железного сердечника в исходном положении в нижней магнитопроводящей внутренней втулке) составляет не менее 1/4 от суммы высот верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, т. е. длина подвижного железного сердечника может быть меньше длины нижней магнитопроводящей внутренней втулки, но больше или равна, чем 1/2 длины нижней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы гарантировать, что магнитная проводимость нерабочего воздушного зазора не является слишком маленькой, железный сердечник является насыщенным, и улучшает способность соленоидного клапана для воды переносить большое воздействие импульсного тока.
Конкретные числовые значения устанавливаются следующим образом:
зазор между верхней магнитопроводящей внутренней втулкой и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой составляет 2-5 мм;
вес магнитопроводящего седла должна быть не менее 60% от веса подвижного железного сердечника;
диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм;
внутренний диаметр водоизолирующей втулки составляет 5,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 0,5 мм, наружный диаметр составляет 6,5 ± 0,1 мм;
внутренний диаметр магнитопроводящей внутренней втулки составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, внешний диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм;
проём отверстия в стойке катушки составляет около 8,7 мм; а также
толщина стенки стойки катушки уменьшена с 1 мм до 0,4 мм.
В результате уменьшения диаметра подвижного железного сердечника, шум, создаваемый во время столкновения вследствие притягивания между намагниченным магнитопроводящим седлом и подвижным железным сердечником, также уменьшается, когда на обмотку катушки подаётся электропитание. Проёмы отверстий водоизолирующей втулки, верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, а также стойки катушки уменьшены, чтобы компенсировать уменьшение диаметра подвижного железного сердечника. Когда проём отверстия стойки катушки уменьшается, расход медного провода уменьшается, сопротивление обмотки уменьшается, а ток увеличивается при условии, что количество витков обмотки и диаметр провода являются неизменными, что улучшает притяжение соленоида и снижает пусковые характеристики по напряжению.
Изобретение предлагает способ выполнения соленоидного клапана для воды, способный увеличивать силу электромагнитного всасывания, который включает в себя этапы, на которых:
получают статорный узел с пластмассовым уплотнением посредством нагнетания пластмассы на статорный узел;
собирают статорный узел с пластмассовым уплотнением и корпусный узел клапана, содержащий подвижный железный сердечник 201, вместе для образования соленоидного клапана для воды;
как показано на фиг. 3, статорный узел с пластмассовым уплотнением согласно изобретению содержит: катушечный узел 103, имеющий стойку 104 для катушки, обмотку 109 катушки, намотанную на стойку 104 для катушки, вставку 107 и электронный компонент 108, установленный на стойке 104 для катушки (см. фиг. 5); верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 113 и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 114, установленные в отверстии катушечного узла; водоизолирующую втулку 117, расположенную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки 113 и нижней магнитопроводящей внутренней втулки 114; ярмо 111, расположенное снаружи катушечного узла и соединяющее верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 113 и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 114; магнитопроводящее седло 121, установленное внутри верхней водоизолирующей втулки 117; и пластмассовый герметизирующий слой 116, покрывающий катушечный узел и ярмо 111.
Согласно изобретению верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника 201 в исходном положении установлена не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки 114 и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки 114 до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки 113, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды.
Как показано на фиг. 3, корпусный узел соленоидного клапана для воды согласно изобретению включает в себя: возвратную пружину 200 и подвижный железный сердечник 201, которые размещены в водоизолирующей втулке; резину 202 заглушки клапана проточного отверстия; заглушку 203 клапана; резину 204 заглушки клапана; корпус 205 клапана, монтажную стойку 206, кольцо 207 сброса давления, резиновую прокладку 208 и фильтрующий сетчатый узел 209 и т.д. Поскольку все эти компоненты корпусного узла соленоидного клапана для воды являются компонентами существующего соленоидного клапана для воды, взаимное расположение соединений также, по существу, является таким же, как и в предшествующем уровне техники, они находятся в рамках предшествующего уровня техники. Ради краткости изложения, подробное описание того, что считается известным уровнем техники, опущено.
Согласно изобретению с помощью установки длины подвижного железного сердечника в нижней магнитопроводящей внутренней втулке в исходном положении не менее чем 1/4 суммы высот верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы гарантировать, что магнитная проводимость нерабочего воздушного зазора не слишком мала, предотвращается магнитное насыщение железного сердечника и улучшается способность соленоидного клапана для воды выдерживать воздействие большого импульсного тока.
Конкретные параметры изобретения для достижения вышеупомянутого улучшения структуры магнитной цепи включают в себя: зазор между верхней и нижней магнитопроводящими внутренними гильзами составляет 2 мм - 5 мм; диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, наружный диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр водоизолирующей втулки составляет 5,5 ± 0,1 мм, наружный диаметр составляет 6,5 ± 0,1 мм; и вес магнитопроводящего седла составляет не менее 60% от веса подвижного железного сердечника, чтобы надлежащим образом увеличивать магнитопроводящее седло, увеличивать силу электромагнитного всасывания и повысить надежность всасывания клапана.
Как показано на фиг. 4, изобретение может формировать водоизолирующую втулку внутри верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок 113 и 114 посредством нагнетания пластмассы внутрь верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок 113 и 114, установленных в катушечном узле.
На фиг. 5 - фиг. 11 показан конкретный процесс формирования водоизолирующей втулки внутри верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок 113 и 114, согласно изобретению.
Как показано на фиг. 5, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка 113 и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка 114 установлены в полости на катушечном узле, а позиционирующее кольцо 106 магнитопроводящей внутренней втулки (см. фиг. 4) в отверстии в стойке 104 катушки ограничивает верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 113 и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 114 в положении, допускающем контакт с магнитным ярмом 111; затем канавки 112 позиционирования ярма 111 входят в зацепление с выступами 105 позиционирования ярма на верхней и нижней торцевых поверхностях стойки 104 катушки, в результате чего ярмо 111 позиционируется на стойке 104 катушки с одной стороны, и близко контактирует и соединяется с верхней и нижней магнитопроводящими внутренними втулками 113 и 114, с другой стороны, таким образом образуя статорный узел 102, показанный на фиг. 6.
По сравнению с предшествующим уровнем техники изобретение позволяет сократить процесс сварки ярма 111 с верхней и нижней магнитопроводящими внутренними втулками и может уменьшить одно ярмо. Однако в предшествующем уровне техники необходимо приварить верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку к одному ярму, приварить нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку к другому ярму, а затем соединить два ярма встык (могут возникнуть проблемы с качеством, заключающиеся в том, что стыковое соединение не может быть достигнуто). Таким образом, согласно изобретению количество этапов может быть уменьшено, стоимость может быть уменьшена, а качество продукта может быть улучшено.
В изобретении статорный узел 102 используется в качестве основания или вставки, и на статорный узел 100 нагнетают пластмассу с помощью водоизолирующей втулки:
с помощью помещения статорного узла 102, показанного на фиг. 6 в пресс-форму и нагнетания пластмассы в первый раз, обмотка 109 катушки, ярмо 111 и электронный компонент 108 обворачиваются пластмассой, но вставка 107 и отверстие в стойке 125 катушки с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой 113 и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой 114 обнажаются, образуя, таким образом, основной узел 101 с пластмассовым уплотнением, показанный на фиг. 7 и 8;
с помощью помещения основного узла 101 с пластмассовым уплотнением в другую пресс-форму и нагнетания пластмассы во второй раз, на отверстии стойки 125 катушки формируется водоизолирующая втулка 117 с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой 113 и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой 114, чтобы изготовить интегрированный статорный узел 100 с водоизолирующей втулкой, как показано на фиг. 10 и 11.
На фиг. 11 показана конструкция интегрированного статорного узла 100 с водоизолирующей втулкой. Ярмо 111 плотно прикреплено к катушечному узлу 103 с помощью пластмассового герметизирующего слоя 116, а водоизолирующая втулка 117 отлита под давлением на внутренних стенках верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок 113 и 114, в результате чего водоизолирующая втулка 117, имеющая толщину около 0,5 мм, сформирована в отверстии стойки катушки, то есть изобретение уменьшает толщину водоизолирующей втулки 117 с помощью процесса нагнетания пластмассы. Изобретение может значительно уменьшить зазор между подвижным железным сердечником 201 и магнитопроводящей внутренней втулкой и увеличить электромагнитную силу, действующую на подвижный железный сердечник 201, по сравнению с водоизолирующей втулкой толщиной 1,7 мм в известном уровне техники.
Кроме того, во втором процессе нагнетания пластмассы основание 118 водоизолирующей втулки, имеющей наружную резьбу, также отливается под давлением, в результате чего интегрированный статорный узел 100, имеющий водоизолирующую втулку, может быть навинчен на корпус 205 клапана, имеющий внутреннюю резьбу, когда выполняется сборка соленоидного клапана для воды, см. фиг. 11.
Затем магнитопроводящее седло 121 устанавливается внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки 113, чтобы сформировать статорный узел с пластмассовым уплотнением, показанный на фиг. 4.
На фиг. 9a-9d показана конструкция верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок, согласно изобретению. Верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка 113 и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка 114 согласно изобретению выполнены цилиндрическими, а в их стенках выполнено радиальное сквозное отверстие 115 для прохождения клея, при этом внутренняя поверхность цилиндрической стенки снабжена осевой канавкой 122 магнитопроводящей внутренней втулки (для облегчения потока горячей расплавленной пластмассы при нагнетании пластмассы), и осевая канавка 122 магнитопроводящей внутренней втулки сообщается с радиальным сквозным отверстием 115. С помощью нагнетания пластмассы в отверстие стойки катушки, имеющей верхнюю и нижнюю магнитопроводящие внутренние втулки, нагнетаемая пластмасса, используемая для формирования водоизолирующей втулки, протекает по осевым канавкам 122 верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок в магнитопроводящую внутреннюю втулку через отверстие 115, образуя корневую часть для позиционирования водоизолирующей втулки 117, в результате чего водоизолирующая втулка 117 прочно прикрепляется к верхней и нижней магнитопроводящим внутренним втулкам 113, 114, которые были позиционированы с помощью позиционирующего кольца 106 магнитопроводящей внутренней втулки.
Кроме того, изобретение может дополнительно обеспечивать множество окружных канавок (не показаны) на внутренних поверхностях верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок 113 и 114 для дополнительной фиксации водоизолирующей втулки с использованием радиальных канавок, когда водоизолирующая втулка герметизируется с помощью пластмассы.
На фиг. 12-14 пояснен другой вариант осуществления изобретения для формирования водоизолирующей втулки. Во-первых, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка 113, стопор 106 и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка 114 размещаются вместе (как показано на фиг. 12). Во-вторых, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка 113, стопор 106 и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка 114, которые размещаются вместе, используются как вставки для нагнетания пластмассы, для того чтобы изготавливать водоизолирующий втулочный узел, включающий в себя водоизолирующую втулку, сформированную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (см. фиг. 13 и 14). Затем водоизолирующий втулочный узел устанавливается в отверстие в катушечном узле и выполняется процесс нагнетания пластмассы, таким образом формируя статорный узел с пластмассовым уплотнением, как показано на фиг. 4.
По сравнению с технологией «литья под давлением верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок в виде вставок вместе с водяной рубашкой и каркасом катушки», способ выполнения соленоидного клапана впуска для воды согласно изобретению может очень значительно уменьшать рабочий воздушный зазор, поскольку водоизолирующая втулка согласно изобретению формируется с помощью нагнетания пластмассы в отверстие катушечного узла, при этом может быть сформирована очень тонкая водоизолирующая втулка. Технология «литья под давлением верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок в виде вставок вместе с водяной рубашкой и каркасом катушки» заключается в том, что «магнитная внутренняя втулка, водяная рубашка и стойка катушки отлиты под давлением в виде интегрированной детали», поэтому необходимо изготавливать отдельную водяную рубашку, стойку катушки и магнитную внутреннюю втулку; с учетом таких факторов, как процесс изготовления и прочность, водяная рубашка должна иметь определенную толщину, чтобы ее толщина была больше, чем у водоизолирующей втулки согласно изобретению, пластмасса которой нагнетается в отверстие стойки катушки. Кроме того, технология «литья под давлением верхней и нижней магнитных внутренних втулок в виде вставок вместе с водяной рубашкой и каркасом катушки» не позволяет упаковывать вместе ярмо, обмотку катушки, вставку, стойку катушки, магнитную внутреннюю втулку и водоизолирующую втулку, чтобы сформировать интегрированный статорный узел.
Изобретение также обеспечивает соленоидный клапан для воды с увеличением силы электромагнитного всасывания, выполненный по вышеуказанному способу, который содержит:
статорный узел с пластмассовым уплотнением;
корпусный узел клапана, содержащий подвижный железный сердечник для сборки со статорным узлом с пластмассовым уплотнением, чтобы сформировать соленоидный клапан для воды;
как показано на фиг. 3, статорный узел с пластмассовым уплотнением согласно изобретению содержит: катушечный узел, имеющий стойку 104 для катушки, обмотку 109 катушки, намотанную на стойку 104 для катушки, вставку 107 и электронный компонент 108, установленный на стойке 104 для катушки (см. фиг. 5); верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 113 и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 114, установленные в отверстии катушечного узла; водоизолирующую втулку 117, расположенную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки 113 и нижней магнитопроводящей внутренней втулки 114; ярмо 111, расположенное снаружи катушечного узла и соединяющее верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 113 и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку 114; магнитопроводящее седло 121, установленное внутри верхней водоизолирующей втулки 117; и пластмассовый герметизирующий слой 116, покрывающий катушечный узел и ярмо 111.
Согласно изобретению верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника 201 в исходном положении установлена не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки 114 и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки 114 до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки 113, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды.
Как показано на фиг. 3, корпусный узел соленоидного клапана для воды согласно изобретению включает в себя: возвратную пружину 200 и подвижный железный сердечник 201, которые размещены в водоизолирующей втулке; резину 202 заглушки клапана проточного отверстия; заглушку 203 клапана; резину 204 заглушки клапана; корпус 205 клапана, монтажную стойку 206, кольцо 207 для сброса давления, резиновую прокладку 208 и фильтрующий сетчатый узел 209 и т.д.
Согласно изобретению верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении установлена не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки, и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды.
Согласно изобретению с помощью установки длины подвижного железного сердечника в нижней магнитопроводящей внутренней втулке в исходном положении не менее 1/4 суммы высот верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы гарантировать, что магнитная проводимость нерабочего воздушного зазора не является слишком маленькой, предотвращается магнитное насыщение железного сердечника и улучшается способность соленоидного клапана для воды выдерживать воздействие большого импульсного тока.
Конкретные параметры изобретения для достижения вышеупомянутого улучшения структуры магнитной цепи включают в себя: зазор между верхней и нижней магнитопроводящими внутренними гильзами составляет 2 мм - 5 мм; диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, наружный диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр водоизолирующей втулки составляет 5,5 ± 0,1 мм, наружный диаметр составляет 6,5 ± 0,1 мм; и вес магнитопроводящего седла составляет не менее 60% от веса подвижного железного сердечника, чтобы надлежащим образом увеличивать магнитопроводящее седло, увеличивать силу электромагнитного всасывания и повысить надежность всасывания клапана.
Кроме того, согласно изобретению водоизолирующая втулка внутри верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок образована посредством нагнетания пластмассы на внутренние поверхности верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок.
В качестве альтернативы изобретение может также размещать вместе верхнюю магнитную внутреннюю втулку, стопор и нижнюю магнитную внутреннюю втулку в виде вставки и выполнять на них литье под давлением с образованием водоизолирующего втулочного узла, который устанавливается в отверстие катушечного узла и включает в себя водоизолирующую втулку, образованную с помощью литья под давлением на внутренних поверхностях верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки.
С другой стороны, верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка 113 и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка 114 согласно изобретению являются цилиндрическими, а их стенка обеспечивается радиальным сквозным отверстием 115 для прохождения клея, внутренняя поверхность их стенки обеспечивается осевой канавкой 122 магнитопроводящей внутренней втулки, а осевая канавка 122 магнитопроводящей внутренней втулки сообщается с радиальным сквозным отверстием 115. С помощью нагнетания пластмассы в отверстие стойки катушки, имеющей верхнюю и нижнюю магнитопроводящие внутренние втулки, нагнетаемая пластмасса, используемая для формирования водоизолирующей втулки, протекает вдоль осевых канавок 122 верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок в магнитопроводящую внутреннюю втулку через отверстие 115, образуя корневую часть для позиционирования отлитой под давлением водоизолирующей втулки 117.
Согласно экспериментальному исследованию изобретателя структура магнитной цепи соленоидного клапана для воды спроектирована на такой размер, что, не влияя на пусковые характеристики клапана при низком давлении, расходные материалы могут быть уменьшены, и стоимость также может быть уменьшена. Диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр водоизолирующей втулки составляет 5,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 0,5 мм, наружный диаметр составляет 6,5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, наружный диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм; проём отверстия в стойке катушки составляет около 8,7 мм.
Поскольку водоизолирующая втулка вибрирует вследствие действия подвижного железного сердечника во время работы клапана, стойка катушки должна соответствовать определенным требованиям жесткости, чтобы предотвратить повреждение. Согласно положениям GB14536.1-2008 «Регуляторы электрические автоматические бытового и аналогичного назначения» и GB 4706.1-2005 «Безопасность электроприборов бытового и аналогичного назначения», магнитное ярмо впускного клапана для воды открыто и доступно для ручных манипуляций человека. Чтобы соответствовать требованиям к изоляции, толщина стенки каркаса должна быть больше 0,7 мм. Магнитное ярмо впускного клапана для воды согласно изобретению имеет пластмассовое уплотнение, к которому не могут прикасаться руки человека, а каркас не требует толщины, и необходимо только обеспечить прочность, чтобы он не деформироваться при намотке, в результате чего толщина каркаса может быть минимизирована.
Поскольку в изобретении используется процесс изготовления литья под давлением водоизолирующей втулки, эта водоизолирующая втулка формируется посредством нагнетания пластмассы в статорный узел и интегрируется со стойкой катушки, а толщина стенки стойки катушки не ограничивается национальным стандартом, толщина стенки отверстия в стойке катушки уменьшена с 1 мм до 0,4 мм, в результате чего диаметр катушки дополнительно уменьшен, а количество медного провода дополнительно уменьшено при условии, что количество витков обмотки и диаметр провода являются неизменными.
Кроме того, по мере того, как подвижный железный сердечник становится меньше и легче, когда на обмотку 109 катушки подается электропитание, шум, создаваемый притяжением между намагниченным магнитным седлом 121 и подвижным железным сердечником 201, также уменьшается.
Следует отметить, что процесс литья под давлением водоизолирующей втулки, используемой в соленоидном клапане для воды согласно варианту осуществления изобретения, является только пояснением процесса изготовления соленоидного клапана для воды, и не ограничивает структуру магнитной цепи. Способ улучшения структуры магнитной цепи согласно изобретению является эффективным для всех соленоидных клапанов для воды с точки зрения увеличения силы притяжения соленоида при запуске, уменьшает расход провода и уменьшает шум, создаваемый при всасывающем перемещении железного сердечника, при условии соблюдения минимальных требований к пусковому напряжению.
Хотя изобретение было подробно описано выше, изобретение не ограничивается этим, и специалист в данной области техники может выполнить различные модификации, в соответствии с принципами изобретения. Таким образом, следует понимать, что модификации, выполненные в соответствии с принципами изобретения, входят в объем изобретения.
1. Способ выполнения соленоидного клапана для воды, способного увеличивать электромагнитную силу всасывания, включающий в себя этапы, на которых:
получают статорный узел с пластмассовым уплотнением посредством нагнетания пластмассы на статорный узел, причем статорный узел с пластмассовым уплотнением содержит:
катушечный узел;
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, установленные в отверстии катушечного узла;
водоизолирующую втулку, расположенную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки;
ярмо, расположенное снаружи катушечного узла и соединяющее верхние магнитопроводящие внутренние втулки и нижние магнитопроводящие внутренние втулки;
магнитопроводящее седло, установленное на внутренней стороне водоизолирующей втулки; а также
пластмассовый герметизирующий слой, покрывающий катушечный узел и ярмо;
собирают вместе статорный узел с пластмассовым уплотнением и корпусный узел клапана, содержащий подвижный железный сердечник, для образования соленоидного клапана для воды;
при этом верхнюю торцевую поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении устанавливают не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки, и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды.
2. Способ по п. 1, в котором длину подвижного железного сердечника в нижней магнитопроводящей внутренней втулке в исходном положении устанавливают на значение не менее чем 1/4 от суммы высот верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок, так что материал сердечника может быть сохранен.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором зазор между верхней магнитопроводящей внутренней втулкой и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой составляет 2-5 мм; диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, наружный диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм; водоизолирующая втулка имеет внутренний диаметр 5,5 ± 0,1 мм и внешний диаметр 6,5 ± 0,1 мм; а вес магнитопроводящего седла составляет не менее чем 60% от веса подвижного железного сердечника.
4. Способ по п. 2, в котором на внутренние стороны верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки, установленных в катушечном узле, нагнетают пластмассу, чтобы сформировать водоизолирующую втулку на внутренних сторонах верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки.
5. Способ по п. 2, в котором водоизолирующий втулочный узел, содержащий водоизолирующую втулку, сформированную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, изготавливают посредством нагнетания пластмассы на верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, стопор и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, размещенные вместе в виде вставки; затем в отверстие катушечного узла устанавливают водоизолирующий втулочный узел и осуществляют нагнетание пластмассы.
6. Способ по п. 4 или 5, в котором верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка имеют форму цилиндра, а стенка цилиндра снабжена радиальными сквозными отверстиями для прохождения клея.
7. Способ по п. 6, в котором на внутренних поверхностях верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки выполнены осевые канавки магнитопроводящей внутренней втулки, сообщающиеся с радиальными сквозными отверстиями.
8. Способ по п. 7, в котором при нагнетании пластмассы в отверстие стойки катушки, снабженной верхней магнитной внутренней втулкой и нижней магнитной внутренней втулкой, нагнетаемая пластмасса, используемая для формирования водоизолирующей втулки, протекает в радиальное сквозное отверстие вдоль осевых канавок магнитопроводящей внутренней втулки, образуя таким образом корневую часть для крепления водоизолирующей втулки.
9. Соленоидный клапан для воды, способный увеличивать электромагнитную силу всасывания, содержащий:
статорный узел с пластмассовым уплотнением, содержащий:
катушечный узел;
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, установленные в отверстии катушечного узла;
водоизолирующую втулку, расположенную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки;
ярмо, расположенное снаружи катушечного узла и соединяющее верхние магнитопроводящие внутренние втулки и нижние магнитопроводящие внутренние втулки;
магнитопроводящее седло, установленное на внутренней стороне водоизолирующей втулки; а также
пластмассовый герметизирующий слой, покрывающий крышечный узел и ярмо;
корпусный узел клапана, содержащий подвижный железный сердечник, для сборки со статорным узлом с пластмассовым уплотнением для образования соленоидного клапана для воды;
при этом верхняя торцевая поверхность подвижного железного сердечника в исходном положении установлена не ниже, чем верхний край нижней магнитопроводящей внутренней втулки и не выше 1/4 расстояния от верхнего края нижней магнитопроводящей внутренней втулки до нижнего края верхней магнитопроводящей внутренней втулки, чтобы увеличивать силу электромагнитного всасывания соленоидного клапана для воды.
10. Соленоидный клапан для воды по п. 9, в котором длина подвижного железного сердечника в нижней магнитопроводящей внутренней втулке в исходном положении установлена на значение не менее чем 1/4 от суммы высот верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок.
11. Соленоидный клапан для воды по п. 9 или 10, в котором зазор между верхней магнитопроводящей внутренней втулкой и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой составляет 2 мм - 5 мм; диаметр подвижного железного сердечника уменьшен с 6 мм до 5 ± 0,1 мм; внутренний диаметр верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки составляет 6,5 ± 0,1 мм, толщина стенки составляет 1 мм, наружный диаметр составляет 8,5 ± 0,1 мм; водоизолирующая втулка имеет внутренний диаметр 5,5 ± 0,1 мм и внешний диаметр 6,5 ± 0,1 мм; а вес магнитопроводящего седла составляет не менее чем 60% от веса подвижного железного сердечника.
12. Соленоидный клапан для воды по п. 9 или 10, в котором нагнетание пластмассы осуществлено на внутренних сторонах верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки, которые установлены в катушечном узле так, чтобы формировать водоизолирующую втулку на внутренних сторонах верхней магнитной внутренней втулки и нижней магнитной внутренней втулки.
13. Соленоидный клапан для воды по п. 9 или 10, в котором водоизолирующий втулочный узел, содержащий водоизолирующую втулку, сформированную внутри верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки, изготавливают посредством нагнетания пластмассы на верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, стопор и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку, размещенные вместе в виде вставки; затем водоизолирующий втулочный узел устанавливают в отверстие катушечного узла.
14. Соленоидный клапан для воды по п. 12 или 13, в котором верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка имеют форму цилиндра, а стенка цилиндра снабжена радиальными сквозными отверстиями для прохождения клея.
15. Соленоидный клапан для воды по п. 14, в котором внутренние поверхности верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки снабжены осевыми канавками магнитопроводящей внутренней втулки, сообщающимися с радиальными сквозными отверстиями.
16. Соленоидный клапан для воды по п. 15, в котором посредством нагнетания пластмассы в отверстие стойки катушки, снабженной верхней магнитной внутренней втулкой и нижней магнитной внутренней втулкой, нагнетаемая пластмасса, используемая для формирования водоизолирующей втулки, протекает в радиальное сквозное отверстие вдоль осевых канавок магнитопроводящей внутренней втулки, таким образом образуя корневую часть для крепления водоизолирующей втулки.
17. Способ выполнения статорного узла с водоизолирующей втулкой, применяемого к соленоидному клапану для воды, включающий в себя этапы, на которых:
формируют катушечный узел (103) с полостью посредством установки элемента, включающего в себя вставку (107), на стойку (104) катушки, обмотанную обмоткой (109) катушки;
формируют статорный узел (102) посредством установки верхней магнитопроводящей внутренней втулки (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (114) с обеих сторон в отверстии (125) в стойке катушки катушечного узла (103), и прикрепляют ярмо, соединяющее верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (113) и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (114) снаружи катушечного узла (103);
нагнетают пластмассу на статорный узел (102) для формирования статорного узла (100) с водоизолирующей втулкой.
18. Способ по п. 17, в котором этап нагнетания пластмассы на статорный узел (102) для формирования статорного узла (100) с водоизолирующей втулкой включает в себя:
посредством нагнетания пластмассы на статорный узел (102), покрывание обмотки (109) катушки и ярма (111) пластмассой, оставляя открытыми вставку (107) и отверстие (125) в стойке катушки, таким образом изготавливая основной статорный узел (101) с пластмассовым уплотнением;
посредством нагнетания пластмассы в основной статорный узел (101) с пластмассовым уплотнением, формирование водоизолирующей втулки (117) в отверстии (125) стойки катушки с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой (114), таким образом изготавливая статорный узел (100) с водоизолирующей втулкой.
19. Способ по п. 18, в котором отверстие (125) стойки катушки имеет позиционирующее кольцо магнитопроводящей внутренней втулки для позиционирования верхней магнитопроводящей внутренней втулки (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (114) так, чтобы сохранять верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (113) и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (114) на предварительно определенном расстоянии в отверстии стойки катушки.
20. Способ по п. 18, в котором одновременно с нагнетанием пластмассы в основной статорный узел (101) с пластмассовым уплотнением формируют водоизолирующее основание (118), расположенное на нижнем конце водоизолирующей втулки (117), которое используют для соединения и крепления корпусного узла соленоидного клапана для воды.
21. Способ выполнения статорного узла с водоизолирующей втулкой, применяемого к соленоидному клапану для воды, включающий в себя этапы, на которых:
формируют водоизолирующий втулочный узел (300) с магнитопроводящей втулкой посредством нагнетания пластмассы в верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (113), стопор (106) и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (114) для формирования водоизолирующей втулки (117);
формируют катушечный узел (103) посредством установки элемента, включающего в себя вставку (107), на стойку (104) катушки, обмотанную обмоткой (109) катушки, и прикрепляют ярмо (111), соединяющее верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (113) и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (114) снаружи катушечного узла (103);
вставляют водоизолирующий втулочный узел (300) с магнитопроводящей втулкой в отверстие (125) стойки катушки катушечного узла (103) для формирования статорного узла;
изготавливают статорный узел (100) с водоизолирующей втулкой посредством нагнетания пластмассы в статорный узел, чтобы покрыть обмотку катушки и ярмо на статорном узле.
22. Способ по п. 21, в котором водоизолирующий втулочный узел (300) содержит:
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (113), стопор (106) и нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (114), которые скрепляют вместе посредством нагнетания пластмассы;
водоизолирующую втулку (117), сформированную на внутренних поверхностях верхней магнитопроводящей внутренней втулки (113), стопора (106) и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (114) посредством нагнетания пластмассы;
основание (118) водоизолирующей втулки, расположенное на нижнем конце водоизолирующей втулки (117) и выполненное с ней за одно целое.
23. Способ по любому из пп. 17-22, в котором верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка (113) и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка (114) соответственно представляют собой цилиндр, а стенки цилиндра снабжены радиальными сквозными отверстиями (115), через которые протекает клей.
24. Способ по п. 23, в котором внутренние поверхности верхней магнитопроводящей внутренней втулки (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (114) снабжены осевыми канавками (122), сообщающимися с радиальными сквозными отверстиями (115).
25. Способ по п. 24, в котором внутренние поверхности верхней и нижней магнитопроводящих внутренних втулок снабжены окружными канавками (122'), которые сообщаются с осевыми канавками.
26. Способ по п. 24 или 25, в котором посредством нагнетания пластмассы на внутренних поверхностях верхней магнитной внутренней втулки (113) и нижней магнитной внутренней втулки (114) формируют водоизолирующую втулку (117) и основание (118) водоизолирующей втулки; во время нагнетания пластмассы горячая расплавленная пластмасса затекает в радиальное сквозное отверстие (115) магнитопроводящей внутренней втулки вдоль осевых канавок (122) верхней магнитопроводящей внутренней втулки (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (114), образуя корневую часть для крепления нагнетательной водяной рубашки.
27. Статорный узел (100) с водоизолирующей втулкой, применяемый к соленоидному клапану для воды, содержащий:
катушечный узел (103), содержащий стойку (104) катушки, обмотку (109) катушки, намотанную на стойку (104) катушки, и вставку (107), расположенную на стойке (104) катушки, при этом отверстие (125) стойки катушки сформировано в середине стойки (104) катушки;
верхнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (113), нижнюю магнитопроводящую внутреннюю втулку (114) и водоизолирующую втулку (117), которые расположены в отверстии (125) стойки катушки, при этом водоизолирующая втулка (117) сформирована посредством нагнетания пластмассы на внутренние поверхности верхней магнитопроводящей внутренней втулки (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (114);
ярмо (111), расположенное снаружи катушечного узла, причем верхний конец и нижний конец ярма (111) тесно связаны соответственно с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулкой (114);
пластмассовый герметизирующий слой (116), покрывающий катушечный узел, сформированный посредством нагнетания пластмассы, при этом пластмассовый герметизирующий слой (116) не закрывает часть вставки (107), электрически соединенную с внешним источником электропитания.
28. Статорный узел по п. 27, в котором нижний конец водоизолирующей втулки (117) снабжен основанием (118) водоизолирующей втулки, выполненным за одно целое посредством нагнетания пластмассы, при этом основание (118) водоизолирующей втулки не покрыто пластмассовым герметизирующим слоем (116), чтобы соединяться и скрепляться с корпусом соленоидного впускного клапана для воды.
29. Статорный узел по п. 27, в котором позиционирующая канавка (112) ярма (111) зажимает выступы (105) позиционирования ярма, выполненные на верхней и нижней торцевых поверхностях стойки (104) катушки, в результате чего ярмо (111) позиционируется на стойке (104) катушки с одной стороны и соединено с верхней магнитопроводящей внутренней втулкой (113) с другой стороны.
30. Статорный узел по п. 27, в котором верхняя магнитопроводящая внутренняя втулка (113) и нижняя магнитопроводящая внутренняя втулка (114) выполнены цилиндрическими, и обе они снабжены фиксирующими конструкциями водоизолирующей втулки для прикрепления водоизолирующей втулки (117) к внутренним поверхностям верхней магнитопроводящей внутренней втулки (113) и нижней магнитопроводящей внутренней втулки (114).
31. Статорный узел по п. 30, в котором фиксирующая конструкция водоизолирующей втулки содержит радиальное сквозное отверстие (115), через которое протекает клей.
32. Статорный узел по п. 30, в котором фиксирующая конструкция водоизолирующей втулки дополнительно содержит канавки, выполненные на внутренних поверхностях верхней магнитопроводящей внутренней втулки и нижней магнитопроводящей внутренней втулки.
33. Статорный узел по п. 32, в котором канавка содержит осевую канавку (122), сообщающуюся с радиальным сквозным отверстием (115).
34. Статорный узел по п. 33, в котором канавка содержит окружную канавку, сообщающуюся с осевой канавкой.
35. Соленоидный клапан для воды, содержащий корпусный узел клапана и статорный узел с водоизолирующей втулкой (100) по любому из пп. 27-34, причем статорный узел с водоизолирующей втулкой (100) собран вместе с корпусным узлом клапана для формирования соленоидного клапана для воды.
