CN100532894C

CN100532894C - 一种数控电磁阀

Info

Publication number: CN100532894C
Application number: CNB2007101141990A
Authority: CN
Inventors: 乔国昌; 张媛; 张让莘; 张让堂; 匙雪冰; 苏炳玲; 卢洪德; 李强
Original assignee: 张让莘
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2027-11-20
Also published as: CN101201111A

Abstract

本发明涉及一种数控电磁阀，包括具有进气口、出气口的阀体，阀体上固定连接有阀芯，阀芯的空腔内设置有动铁芯，动铁芯与阀芯之间设置有弹簧，阀芯的外侧设置有线圈、线圈外壳和接线盒，线圈的底部设置有闭合片，阀芯的顶部设置有永磁铁，接线盒内设置有用来控制动铁芯动作的驱动装置，驱动装置设置有与外部控制电路电连接的控制端子、正电源端子，以及与外接交流电源连接的电源端子，在阀芯的顶部设置永磁铁，电磁阀通以瞬间电流就会改变其工作状态，降低了电耗，将驱动装置与电磁阀设置为一体，使用时将控制电路的数字脉冲信号接入电磁阀的控制端子就可以控制电磁阀的通断状态，使用方便，增强了通用性和互换性。

Description

一种数控电磁阀

技术领域

本发明涉及一种电磁阀，具体的说，涉及一种应用于管路中控制气体、液体等流动介质通断、兼有常开和常闭两种特征的一种数控电磁阀。

背景技术

一般电磁阀根据在不通电时所保持的状态，分为常开型和常闭型，这种电磁阀只有在通电时才能转换状态，停电后又立刻恢复常态。使用中为了使电磁阀能够长时间在非常态下工作，电磁阀工作期间需要始终通电，这样，线圈中通过的较大的驱动电流极容易导致线圈过热而烧毁。另外，由于使用此类电磁阀时，用户须自己设计、配置专用控制系统，使用成本高，通用性差，使用不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上技术缺陷，提供一种在断电后可保持在选定的常开或常闭任一状态、节能，通用性好，控制方便，线圈短时间通电即可转换开关状态的一种数控电磁阀。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种数控电磁阀，包括具有进气口、出气口的阀体，阀体上固定连接有阀芯，阀芯的空腔内设置有动铁芯，动铁芯与阀芯之间设置有弹簧，阀芯的外侧设置有线圈、线圈外壳和接线盒，所述线圈的底部设置有闭合片，所述阀芯的顶部设置有永磁铁，所述接线盒内设置有用来控制动铁芯动作的驱动装置，所述驱动装置与线圈电连接，驱动装置设置有与外部控制电路电连接的控制端子I、控制端子II和正电源端子U+，以及与外接交流电源连接的电源端子U1和电源端子U2，其特征在于：所述驱动装置包括电源电路和电源极性转换电路，所述电源电路包括保护电路、整流滤波电路、开关控制电路，所述电源极性转换电路的输出端电连接有继电器J，开关控制电路包括限流电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、光电耦合器OC1和双向可控硅SCR，光电耦合器OC1的一个输入端经限流电阻R1连接控制端子I，另一个输入端接正电源端子U+，光电耦合器OC1的一个输出端连接双向可控硅SCR的控制端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接双向可控硅SCR的T1极、电阻R4的一端和交流电源端子U2，电阻R4的另一端经电容C1连接双向可控硅SCR的T2极和整流滤波电路的一个输入端，光电耦合器OC1的另一个输出端经电阻R2连接双向可控硅SCR的T2极，交流电源端子U1连接整流滤波电路的另一个输入端，整流滤波电路的两个输出端经继电器J的常闭点K与线圈电连接。

上述技术方案的进一步优化，所述电源极性转换电路包括限流电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、光电耦合器OC2、双向可控硅SCR2和电容C4，光电耦合器OC2的一个输入端经限流电阻R5连接控制端子II，另一个输入端接正电源端子U+，光电耦合器OC2的一个输出端连接双向可控硅SCR2的控制端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接双向可控硅SCR2的T1极、电阻R8的一端和交流电源端子U2，电阻R8的另一端经电容C4连接继电器J和双向可控硅SCR2的T2极，继电器J的另一端连接交流电源端子U1，光电耦合器OC2的另一个输出端经电阻R7连接双向可控硅SCR2的T2极。

所述整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电容C2和电容C3，二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5组成整流全桥，电容C2、电容C3和二极管D1并联在整流全桥的两个输出端之间。

所述保护电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1，用来保护双向可控硅SCR。

本发明采用上述技术方案，具有以下优点：

(1)在阀芯的顶部设置永磁铁，永磁铁、动铁芯与弹簧配合，当电磁阀处于打开或关闭的任一状态时，使电磁阀在断电后能够保持当前状态不变，降低了驱动线圈所消耗的电能，更加节能，本发明的电磁阀不仅适用于普通场合，也适合于电池供电等特殊场合，应用范围广。

(2)本发明的电磁阀通以瞬间电流就会改变其工作状态，因此避免了持续通电后，线圈容易发热而烧毁，造成电磁阀使用寿命短的问题。

(3)将驱动装置与电磁阀设置为一体，使用时将控制电路的数字脉冲信号接入电磁阀的控制端子就可以控制电磁阀的通断状态，不需要专门配备驱动装置，使用方便，大大简化了电磁阀的使用方式，增强了通用性和互换性。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

附图说明

图1是本发明实施例打开时的结构示意图；

图2是本发明实施例关闭时的结构示意图；

图3是本发明实施例中驱动装置的原理图。

具体实施方式

1-阀体，2-线圈外壳，3-进气口，4-出气口，5-闭合片，6-线圈，7-阀芯，8-永磁铁，9-弹簧，10-动铁芯，11-接线盒，12-驱动装置

实施例，如图1所示，一种数控电磁阀，处于打开的状态，包括具有进气口3、出气口4的阀体1，阀体1上固定连接有阀芯7，阀芯7的空腔内设置有动铁芯10，动铁芯10与阀芯7上端之间设置有弹簧9，阀芯7的外侧设置有线圈6、线圈外壳2和接线盒11，阀芯7的顶部设置有永磁铁8，线圈6的底部设置有闭合片5，接线盒11内设置有用来控制动铁芯10动作的驱动装置12，驱动装置12与线圈6电连接，驱动装置12设置有与控制电路电连接的控制端子I、控制端子II和正电源端子U+，以及与外接交流电源连接的电源端子U1与电源端子U2。

如图3所示，驱动装置12包括电源电路和电源极性转换电路，电源电路包括保护电路、整流滤波电路、开关控制电路，保护电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1，用来保护双向可控硅SCR。

开关控制电路包括限流电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、光电耦合器OC1和双向可控硅SCR，光电耦合器OC1的一个输入端经限流电阻R1连接控制端子I，另一个输入端接正电源端子U+，光电耦合器OC1的一个输出端连接双向可控硅SCR的控制端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接双向可控硅SCR的T1极、电阻R4的一端和交流电源端子U2，电阻R4的另一端经电容C1连接双向可控硅SCR的T2极和整流滤波电路的一个输入端，光电耦合器OC1的另一个输出端经电阻R2连接双向可控硅SCR的T2极，交流电源端子U1连接整流滤波电路的另一个输入端，整流滤波电路的两个输出端经继电器J的常闭点K与线圈6电连接。

电源极性转换电路包括限流电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、光电耦合器OC2、双向可控硅SCR2和电容C4，光电耦合器OC2的一个输入端经限流电阻R5连接控制端子II，另一个输入端接正电源端子U+，光电耦合器OC2的一个输出端连接双向可控硅SCR2的控制端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接双向可控硅SCR2的T1极、电阻R8的一端和交流电源端子U2，电阻R8的另一端经电容C4连接继电器J和双向可控硅SCR2的T2极，继电器J的另一端连接交流电源端子U1，光电耦合器OC2的另一个输出端经电阻R7连接双向可控硅SCR2的T2极。

整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电容C2和电容C3，二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5组成整流全桥，电容C2、电容C3和二极管D1并联在整流全桥的两个输出端之间。

控制端子I控制双向可控硅SCR，当控制端子I处于高电平时双向可控硅SCR不导通，接收到低脉冲时双向可控硅SCR才导通，交流电经过整流滤波后经过极性转换电路控制电磁阀，控制端子II控制双向可控硅SCR2，接收高脉冲时双向可控硅SCR2不导通，继电器J保持常闭触点K导通，电磁阀线圈6的1脚为高电平，2脚为低电平，接收低电平脉冲时双向可控硅SCR2导通，电流通过继电器J的线圈，继电器J吸合，使电磁阀线圈6的2脚为高电平，1脚为低电平，实现线圈6磁场方向的改变。

下表是控制端子与电磁阀状态关系表

其中，控制端子I和控制端子II正常状态下为高电平。

当控制端子I接收高脉冲时，控制端子II在任何状态下电磁阀都不能动作，当控制端子I和控制端子II均接收低脉冲时，电磁阀将关闭至如图2所示的状态，如已经关闭则会保持不变。

当控制端子I接收低电平脉冲，控制端子II接收高电平脉冲时，电磁阀线圈6的1脚为高电平，2脚为低电平，动铁芯10在电磁场的作用下产生磁性，其上端与永磁铁8的永磁场下端极性相反，两者相吸，动铁芯10被吸合到阀芯7的上端，原来处于关闭状态的阀门将被打开，已经打开的则会保持不变，断电后由于永磁铁8的永磁力克服了弹簧9的弹力，动铁芯10仍然保持与阀芯7上端吸合，阀门保持开通不变。

当控制端子I和控制端子II同时接收到低电平脉冲信号时，双向可控硅SCR和双向可控硅SCR2均导通，继电器J吸合，线圈6的电源极性改变为2脚为高电平，1脚为低电平，动铁芯10上端与永磁铁8的永磁场下端极性相斥，动铁芯10在磁力和弹簧力共同作用下，使原来打开的阀门关闭，原来处于关闭状态的阀门将会保持不变，断电后由于阀芯7与动铁芯10距离较远，永磁铁8产生的永磁场对动铁芯10的吸力远远小于弹簧9的推力，阀门将保持关闭状态。

Claims

1、一种数控电磁阀，包括具有进气口(3)、出气口(4)的阀体(1)，阀体(1)上固定连接有阀芯(7)，阀芯(7)的空腔内设置有动铁芯(10)，动铁芯(10)与阀芯(7)之间设置有弹簧(9)，阀芯(7)的外侧设置有线圈(6)、线圈外壳(2)和接线盒(11)，所述线圈(6)的底部设置有闭合片(5)，所述阀芯(7)的顶部设置有永磁铁(8)，所述接线盒(11)内设置有用来控制动铁芯(10)动作的驱动装置(12)，所述驱动装置(12)与线圈(6)电连接，驱动装置(12)设置有与外部控制电路电连接的控制端子I、控制端子II和正电源端子U+，以及与外接交流电源连接的电源端子U1和电源端子U2，其特征在于：所述驱动装置(12)包括电源电路和电源极性转换电路，所述电源电路包括保护电路、整流滤波电路、开关控制电路，所述电源极性转换电路的输出端电连接有继电器J，开关控制电路包括限流电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、光电耦合器OC1和双向可控硅SCR，光电耦合器OC1的一个输入端经限流电阻R1连接控制端子I，另一个输入端接正电源端子U+，光电耦合器OC1的一个输出端连接双向可控硅SCR的控制端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接双向可控硅SCR的T1极、电阻R4的一端和交流电源端子U2，电阻R4的另一端经电容C1连接双向可控硅SCR的T2极和整流滤波电路的一个输入端，光电耦合器OC1的另一个输出端经电阻R2连接双向可控硅SCR的T2极，交流电源端子U1连接整流滤波电路的另一个输入端，整流滤波电路的两个输出端经继电器J的常闭点K与线圈(6)电连接。

2、如权利要求1所述的一种数控电磁阀，其特征在于：所述电源极性转换电路包括限流电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、光电耦合器OC2、双向可控硅SCR2和电容C4，光电耦合器OC2的一个输入端经限流电阻R5连接控制端子II，另一个输入端接正电源端子U+，光电耦合器OC2的一个输出端连接双向可控硅SCR2的控制端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接双向可控硅SCR2的T1极、电阻R8的一端和交流电源端子U2，电阻R8的另一端经电容C4连接继电器J和双向可控硅SCR2的T2极，继电器J的另一端连接交流电源端子U1，光电耦合器OC2的另一个输出端经电阻R7连接双向可控硅SCR2的T2极。

3、如权利要求2所述的一种数控电磁阀，其特征在于：所述整流滤波电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电容C2和电容C3，二极管D2、二极管D3、二极管D4和二极管D5组成整流全桥，电容C2、电容C3和二极管D1并联在整流全桥的两个输出端之间。

4、如权利要求3所述的一种数控电磁阀，其特征在于：所述保护电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1，用来保护双向可控硅SCR。