CN1085297A - 自保持微功耗膜片式直流电磁阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自保持微功耗膜片式直流电 磁阀，这种电磁阀的特点是阀芯为轴向磁化的硬磁 体，由两个磁极性相反的励磁线圈驱动，阀芯与外导 磁回路的相互作用能保持阀芯移动后的状态。由直 流电源双向驱动，每次动作能耗小于20毫焦耳。

Description

本发明涉及一种在开、关动作后具有自保持特性的微功耗膜片式直流电磁阀。

膜片式电磁阀一般由电磁驱动装置和包括膜片在内的阀体两大部分组成。现有的膜片式电磁阀，通电时，由软磁材料做的阀芯在磁场的作用下向上移动，膜片上方的液体通过泄流孔流走，由于恒节流孔的作用，膜片上方压力下降，上游压力将膜片顶起，阀门打开。不通电时阀芯便在重力及弹簧力的作用下堵住了膜片上的泄流孔，上游压力通过恒节流孔直接加到膜片上方，使膜片向下盖紧出口，阀门处于关闭状态。可见，阀门的启闭取决于阀芯的上下移动，而阀芯的向上移动则是由励磁线圈通电来驱动并保持其位移的。这样，在电磁阀整个接通过程中，都需要向励磁线圈供电，因此，这种电磁阀耗电较大。

本发明的目的是提供一种能克服上述缺点，既具有普通膜片式电磁阀的开、关性能，又能大幅度减少电耗的自保持微功耗膜片式直流电磁阀。

本发明的自保持微功耗膜片式直流电磁阀是由橡胶膜片、泄流孔、恒节流孔、进口、出口和阀座等构成的阀体以及电磁驱动装置组成。电磁驱动装置是由一轴向充磁的硬磁体阀芯;连接在阀芯下面，用于调节阀芯上下位置的阀杆;装在阀杆下面以保证与泄流孔密封的橡胶堵头;同轴套在阀芯、阀杆、橡胶堵头三者外面的密封件;同轴套在密封件外面上下两个磁极性相反的励磁线圈;以及包在励磁线圈外面，用软磁材料制成的外导磁回路等构成。上述驱动装置中，阀芯的直径为φ3-φ8mm，长为8-20mm，安装时的极性根据线圈的绕制方向及通电方向确定;上下两个励磁线圈的轴向长度比为1∶1.5-1.5∶1之间，平均长度是阀芯长度的55%-90%;阀杆和密封件是由非磁性非金属材料制成，密封件内径的大小以能使阀芯、阀杆、橡胶堵头三者沿轴线上下自由移动为宜。当对励磁线圈通以不同方向的电流，即可使阀芯沿着励磁线圈轴线上下移动。当阀芯移至最高位置时，即使励磁线圈不通电，阀芯与外导磁回路之间的磁性作用力也能保持阀芯不会掉下来。当阀芯移至最低位置时，阀芯与外导磁回路的作用力可使橡胶堵头可靠地堵住膜片上的泄流孔。可见，这种电磁阀能自动保持每次驱动后的状态，电磁阀只需在开、关过程中通以很短暂的励磁电流外，其余时间无需供电。

与现有技术比较，本发明的自保持微功耗膜片式直流电磁阀，由于阀芯是一轴向充磁的硬磁体，与外导磁回路的相互作用使其具有自保持特性，两个励磁线圈又安排成推挽工作方式，所以只需很小的励磁电流即可使阀芯获得较大的驱动力，而且通电时间又很短，因此该电磁阀总的耗电量非常小。

附图1是本发明的自保持微功耗膜片式直流电磁阀的剖面图，其中1是阀芯，2是阀杆，3是橡胶堵头，4是泄流孔，5是恒节流孔，6是进口，7是阀座，8是出口，9是膜片，10是外导磁回路，11、12为励磁线圈，13是密封件。

下面结合附图进一步说明该电磁阀的工作过程。设原状态阀芯1是处在最低位置，并且阀芯的磁化极性为上N下S，接在阀杆下部的橡胶堵头3堵住泄流孔4，这时进口6的压力不受损失地通过恒节流孔5加到膜片9的上方，膜片9盖紧出口8，电磁阀关闭。这时阀芯1与外导磁回路10的相对位置偏下，其总的磁场作用力向下，与阀芯1、阀杆2的重力一道使泄流孔4可靠关闭。当励磁电流同时加到励磁线圈11、12时，假设在励磁线圈11产生的磁场为上N下S，在励磁线圈12产生的，磁场为上S下N，于是，励磁线圈11对阀芯产生一个向上的排斥力，励磁线圈12对阀芯产生一个向上的吸力，这两个力的共同作用使阀芯1、阀杆2、橡胶堵头3向上移动，泄流孔4打开，膜片9上方压力下降向上移动，打开出口8，电磁阀接通，阀芯1依靠其自身磁场与外导磁回路10的作用保持在最高位置。要关闭电磁阀时，需对励磁线圈11、12通以与开启时相反的励磁电流，这样励磁线圈11对阀芯产生一个向下的吸力，励磁线圈12对阀芯产生一个向下的斥力，共同作用的结果使阀芯向下移动，从而关闭电磁阀。从上述工作过程可见，只需在阀芯的移动过程中对励磁线圈11、12供电，而这个时间是非常短的，因此电磁阀所耗用的电能是很微的。

实施例一：

公称管径15mm，阀座7由ABS工程塑料模注成型，膜片9、泄流孔4、恒节流孔5、密封件13利用洗衣机进水电磁阀上的部件;阀芯为φ6mm，长度13mm的轴向磁化的钕铁硼磁芯，轴向表面磁感强度0.4特斯拉;阀杆2用塑料制成，长度刚好能使阀芯1在最低位置时，阀芯1的下端面比励磁线圈11的下端面高2mm。阀芯1、阀杆2、橡胶堵头3之间用环氧树脂粘接。励磁线圈11与12的长度比为1.2∶1，线圈11的长度为10mm，用φ0.12mm漆包线绕2400匝，直流电阻每个约100欧姆，并联使用。外导磁回路10用1.5mm铁板做成。将上述各部件按图1装配好，即制成一个自保持微功耗膜片式直流电磁阀。该电磁阀用3V直流电双向驱动，每次动作能耗小于20毫焦耳。

实施例二：

利用洗衣机进水电磁阀的阀座7，膜片9，泄水孔4，恒节流孔5，与实施例一的电磁驱动装置配合，可组成自保持微功耗膜片式电磁阀。性能与实施例一相同。

Claims (3)

1、一种自保持微功耗膜片式直流电磁阀，该电磁阀是由橡胶膜片9、泄流孔4、恒节流孔5、进口6、出口8和阀座7等构成的阀体以及电磁驱动装置组成，其特征在于电磁驱动装置是由一轴向充磁的硬磁体阀芯1；连接在阀芯1下面，用于调节阀芯1上下位置的阀杆2；装在阀杆2下面以保证与泄流孔4密封的橡胶堵头3；同轴套在阀芯1、阀杆2、橡胶堵头3外面的密封件13；同轴套在密封件13外面上下两个磁极性相反的励磁线圈11、12；以及包在励磁线圈11、12外面，用软磁材料制成的外导磁回路10等构成。

2、根据权利要求1所述的自保持微功耗膜片式直流电磁阀，其特征在于阀芯1的直径为φ3-φ8mm，长度为8-20mm。

3、根据权利要求1或2所述的自保持微功耗膜片式直流电磁阀，其特征在于励磁线圈11、12的长度比为1∶1.5-1.5∶1之间，平均长度是阀芯1长度的55%-90%。

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