CN110415913B - 基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置。包括：壳体和导电线圈，导电线圈位于壳体内；导向筒，导向筒固定在导电线圈的内部，导向筒内沿轴向开设有安装孔；导磁板贴合在永磁铁上，永磁铁和导磁板均固定在安装孔内并沿安装孔的轴向排列设置；衔铁位于导磁板上背向永磁铁的一侧并沿着安装孔的轴向可滑移设置；弹性件，弹性件沿弹性方向包括安装端和滑移端，安装端固定在导磁板上，滑移端固定在衔铁上，衔铁贴合设置在导磁板上时，弹性件处于压缩状态。本发明提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，降低了线圈供电时长，减小了电磁阀的能耗，增加了衔铁与电磁铁之间分离的响应速度，提高了电磁铁的控制精度。

Description

基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置

技术领域

本发明涉及电磁阀技术领域，尤其涉及一种基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置。

背景技术

电磁阀是液压支架电液控制系统的核心装置，其中电磁铁是电磁阀的主要驱动部件。

现有技术中，位于电磁阀中的电磁铁位于导电线圈之间，线圈通电时电磁铁产生电磁，吸附或者排斥衔铁，以实现电磁阀的开启或者关闭。发明人在实现发明创造的过程中发现:(1)电磁铁在开启或者关闭的状态下均需要持续供电，不仅提高了电磁阀的能耗，而且容易造成位于电磁铁中的线圈发热、导致线圈的绝缘和使用寿命均降低，严重时有存在引发线圈燃烧的风险；(2)电磁铁与衔铁从吸附状态到分离状态时，受到电磁铁磁性的影响，衔铁与永磁铁分离时响应慢，电磁铁的控制精度低。

因此，有必要解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，以解决现有技术中存在的问题，降低线圈供电时长，减小电磁阀的能耗，增加衔铁与电磁铁之间分离的响应速度，提高电磁铁的控制精度。

本发明提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，包括：壳体和导电线圈，所述导电线圈位于所述壳体内；导向筒，所述导向筒固定在所述导电线圈的内部，所述导向筒内沿轴向开设有安装孔；永磁铁和导磁板，所述导磁板贴合在所述永磁铁上，所述永磁铁和所述导磁板均固定在所述安装孔内并沿所述安装孔的轴向排列设置；衔铁，所述衔铁位于所述导磁板上背向所述永磁铁的一侧并沿着所述安装孔的轴向可滑移设置；弹性件，所述弹性件沿弹性方向包括相对设置的安装端和滑移端，所述安装端固定在所述导磁板上，所述滑移端固定在所述衔铁上，所述衔铁贴合设置在所述导磁板上时，所述弹性件处于压缩状态。

可选地，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括轭铁，所述轭铁位于所述壳体内，所述轭铁与所述导向筒相对设置，所述轭铁沿轴向开设有限位孔，所述限位孔的开口与所述安装孔的开口相对设置，所述衔铁滑移设置在所述限位孔内，所述导电线圈从所述导向筒与所述轭铁的对接处延伸至所述轭铁的外侧。

可选地，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括顶杆，所述衔铁上开设有第一导向孔，所述顶杆的第一端延伸进所述第一导向孔，所述顶杆的轴面上设置有限位凸台，所述限位凸台抵接在所述衔铁上背向所述导磁板的一侧，所述顶杆的第二端延伸出所述壳体并抵接在换向阀的阀芯杆上。

可选地，所述顶杆的第一端固定连接在所述衔铁上。

可选地，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括顶杆，所述壳体上开设有第二导向孔，所述导向筒沿轴向开设有第三导向孔，所述永磁铁上开设有第四导向孔，所述导磁板上开设有第五导向孔，所述顶杆的第一端依次穿设过对齐设置的第一导向孔、所述第五导向孔、所述第四导向孔、所述第三导向孔、以及所述第二导向孔后穿设出所述壳体。

可选地，所述轭铁上开设有第六导向孔，所述第六导向孔的内壁上设置有限位轴承，所述限位凸台的外径大于所述限位轴承的内径，所述顶杆的第二端穿设过所述限位轴承后沿着所述第六导向孔延伸出所述壳体，所述限位凸台位于所述限位轴承与所述衔铁之间。

可选地，所述顶杆上套设有回位弹簧，所述回位弹簧的第一端固定在所述顶杆的第一端，所述回位弹簧的第二端穿设过所述第二导向孔和所述第三导向孔后固定在所述永磁铁上。

可选地，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括端盖，所述端盖对接在所述壳体上，所述端盖上开设有操作孔，所述顶杆的第一端延伸进所述操作孔内。

可选地，所述端盖上背向所述壳体的表面为操作面，所述操作孔沿所述顶杆的轴向贯穿所述操作面；所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括弹性皮帽，所述弹性皮帽覆盖在所述操作孔上；所述回位弹簧在自由状态下，所述顶杆的第一端位于所述弹性皮帽的弹性形变范围内。

可选地，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括压片，所述压片覆盖在所述弹性皮帽的边沿，所述压片通过螺栓安装在所述端盖上。

本发明提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，增设的导磁板可以在永磁铁、导磁板和壳体之间形成局部的封闭磁路，使衔铁在远离永磁铁的瞬间，永磁铁对衔铁的作用力急剧下降，配合弹性件的拉力，衔铁快速与永磁铁分离，增加了衔铁对换向电流的动态响应特性，提高了电磁铁的控制精度；且在初始吸附状态时，只需要对导电线圈短时施加正向脉冲电路，使永磁铁与衔铁相吸附，在排斥工作状态，只需要对导电线圈短时施加反向脉冲电流，使永磁铁与衔铁相排斥分离即可，均无需持续供电，增加了永磁铁所在的电磁阀的安全性，降低了电磁阀的能耗。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，以助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在初始状态时的第一实施例的结构示意图。

图2为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在工作状态时的第一实施例的结构示意图。

图3为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在初始状态时的第二实施例的结构示意图。

图4为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在工作状态时的第二实施例的结构示意图。

图5为本发明可选实施例提供的第二实施例中导向筒的结构示意图

图6为本发明可选实施例提供的顶杆以及安装在顶杆上的部件的结构示意图。

具体实施方式

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

图1为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在初始状态时的第一实施例的结构示意图，图2为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在工作状态时的第一实施例的结构示意图，图3为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在初始状态时的第二实施例的结构示意图，图4为本发明可选实施例提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置在工作状态时的第二实施例的结构示意图。

如图1至图4所示，本发明提供了一种基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，包括：壳体5、导电线圈1、导向筒2、永磁铁31和导磁板32、衔铁33、以及弹性件41。

请同时参照图1至图4，所述导电线圈1位于所述壳体5内，所述导向筒2固定在所述导电线圈1的内部，所述导向筒2内沿轴向开设有安装孔21；导电线圈1通电后产生电磁场；所述导磁板32贴合在所述永磁铁31上，所述永磁铁31和所述导磁板32均固定在所述安装孔21内并沿所述安装孔21的轴向排列设置；所述衔铁33位于所述导磁板32上背向所述永磁铁31的一侧并沿着所述安装孔21的轴向可滑移设置；所述弹性件41沿弹性方向包括相对设置的安装端和滑移端，所述安装端固定在所述导磁板32上，所述滑移端固定在所述衔铁33上，所述衔铁33贴合设置在所述导磁板32上时，所述弹性件41处于压缩状态。

在本实施例中，通过对导电线圈1施加正向脉冲电流，导电线圈1随之产生与永磁铁31磁场矢量方向相同的电磁场，导电线圈1产生的电磁场与永磁铁31的磁场相叠加，表现为磁场强度增加，衔铁33在磁场的吸附作用下快速向永磁铁31方向移动并吸和，表现为初始状态。随后停止对导电线圈1供电，弹性件41的拉力不足以克服衔铁33与永磁铁31的吸引力，衔铁33在永磁铁31的磁力下稳定吸附在导磁板32上。

在本实施例中，通过对导电线圈1施加反向脉冲电流，导电线圈1产生的电磁场与永磁铁31磁场的矢量方向相反，导电线圈1产生的电磁场与永磁铁31的磁场相抵消，表现为磁场强度减弱，衔铁33在弹性件41的推动下远离永磁铁31，表现为排斥工作状态，随后取消对导线线圈供电，衔铁33和永磁铁31在脱离状态下的吸引力小于弹性件41的拉力，衔铁33与永磁铁31相分离。

本发明提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，增设的导磁板32可以在永磁铁31、导磁板32和壳体5之间形成局部的封闭磁路，使衔铁33在远离永磁铁31的瞬间，永磁铁31对衔铁33的作用力急剧下降，配合弹性件41的拉力，衔铁33快速与永磁铁31分离，增加了衔铁33对换向电流的动态响应特性，提高了电磁铁的控制精度；且在初始吸附状态时，只需要对导电线圈1短时施加正向脉冲电路，使永磁铁31与衔铁33相吸附，在排斥工作状态，只需要对导电线圈1短时施加反向脉冲电流，使永磁铁31与衔铁33相排斥分离即可，均无需持续供电，增加了永磁铁31所在的电磁阀的安全性，降低了电磁阀的能耗。

可选地，所述壳体5内还设置有线圈骨架11，所述导电线圈1固定在所述线圈骨架11上。本实施例中的线圈骨架11对导电线圈1起到支撑和定位的作用，增强导电线圈1产生的磁场与永磁铁31产生的磁铁在矢量方向相叠加或者相抵消时的效果。

在上述实施例的基础上，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括轭铁6，所述轭铁6位于所述壳体5内，所述轭铁6与所述导向筒2相对设置，所述轭铁6沿轴向开设有限位孔61，所述限位孔61的开口与所述安装孔21的开口相对设置，所述衔铁33滑移设置在所述限位孔61内，所述导电线圈1从所述导向筒2与所述轭铁6的对接处延伸至所述轭铁6的外侧。本实施例可使导电线圈1中产生的磁场从所述轭铁6与所述导向筒2的间隙处进入衔铁33轴向方向，在导电线圈1与永磁铁31之间的磁场叠加时增加永磁铁31对衔铁33的吸附效果；在导电线圈1与永磁铁31之间的磁场抵消时增加永磁铁31对衔铁33的排斥效果。此外，限位孔61沿轴向对对衔铁33的滑移方向起到限位的作用。

可选地，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括顶杆7，所述衔铁33上开设有第一导向孔，所述顶杆7的第一端延伸进所述第一导向孔，所述顶杆7的轴面上设置有限位凸台71，所述限位凸台71抵接在所述衔铁33上背向所述导磁板32的一侧，所述顶杆7的第二端延伸出所述壳体5并抵接在换向阀的阀芯杆上。本实施例中，当导电线圈1中施加反向脉冲电流，衔铁33脱离永磁铁31，带动顶杆7驱动换向阀的阀芯杆移动，实现电磁控制换向阀的开启。

请同时参照图1至图2，作为一个可选的实施例，所述顶杆7的第一端固定连接在所述衔铁33上。本实施例中，通过顶杆7固定在衔铁33上，当衔铁33吸附在永磁铁31上时，实现电磁控制换向阀的关闭，当衔铁脱离永磁铁31时，实现电磁控制换向阀的开启，通过电磁控制实现了换向阀的开启和关闭。

图5为本发明可选实施例提供的第二实施例中导向筒的结构示意图，图6为本发明可选实施例提供的顶杆以及安装在顶杆上的部件的结构示意图。

请同时参照图3至图6，作为一个可选的实施过程，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括顶杆7，所述壳体5上开设有第二导向孔，所述导向筒2沿轴向开设有第三导向孔22，所述永磁铁31上开设有第四导向孔，所述导磁板32上开设有第五导向孔；所述顶杆7的第一端依次穿设过对齐设置的第一导向孔、所述第五导向孔、所述第四导向孔、所述第三导向孔22、所述第二导向孔后穿设出所述壳体5。本实施例中，通过手动挤压顶杆7的第一端，驱动顶杆7的第二端带动换向阀中的阀芯杆动作，控制换向阀的开启和关闭，通过采用电磁控制和手控两种方式，增加了控制的可靠性。

较佳地，所述轭铁6上开设有第六导向孔62，所述第六导向孔62的内壁上设置有限位轴承63，所述限位凸台71的外径大于所述限位轴承63的内径，所述顶杆7的第二端穿设过所述限位轴承63后沿着所述第六导向孔62延伸出所述壳体5，所述限位凸台71位于所述限位轴承63与所述衔铁33之间。本实施例中的第六导向孔62可以对顶杆7的滑移方向进行限位，限位轴承63既可以允许顶杆7沿自身的轴向发生转动，又对顶杆7的轴向位移距离进行了限定，增加了顶杆7运行的稳定性。

在上述实施例的基础上，所述弹性件41为复位弹簧，所述复位弹簧套设在所述顶杆7的外侧。复位弹簧具有回复力稳定、受压状态下恢复作用力大，在导电线圈1上施加反向作用力时，有利于驱动衔铁33快速复位，此外，复位弹簧的回复力与被压缩的程度成正比，有利于提高复位弹簧的控制精度。

较佳地，所述顶杆7上套设有回位弹簧42，所述回位弹簧42的第一端固定在所述顶杆7的第一端，所述回位弹簧42的第二端穿设过所述第二导向孔和第三导向孔22后固定在所述永磁铁31上。本实施例中，顶杆7的第一端受力在轴向发生滑移后，回位弹簧42受拉伸，当手动作用力撤销后，回位弹簧42恢复自由状态带动顶杆7复位。进一步地，顶杆7杆的第一端的轴面上可以设置有弹簧挡圈43，回位弹簧42的第一端固定在弹簧挡圈43上，增加回位弹簧42安装的结构稳定性。

作为一个可选的实施过程，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括端盖8，所述端盖8对接在所述壳体5上，所述端盖8上开设有操作孔，所述顶杆7的第一端延伸进所述操作孔内。本实施例中的端盖8可以对顶杆7的第一端起到遮挡的效果，避免顶杆7的第一端裸露在外侧，增加安全性。

在上述实施例的基础上，所述端盖8上背向所述壳体5的表面为操作面，所述操作孔沿所述顶杆7的轴向贯穿所述操作面；所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括弹性皮帽91，所述弹性皮帽91覆盖在所述操作孔上；所述回位弹簧42在自由状态下，所述顶杆7的第一端位于所述弹性皮帽91的弹性形变范围内。弹性皮帽91起到对顶杆7进一步地遮挡和隐藏的效果，通过挤压弹性皮帽91，弹性皮帽91发生形变带动顶杆7沿轴向发生滑移。

可选地，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括压片92，所述压片92覆盖在所述弹性皮帽91的边沿，所述压片92通过螺栓安装在所述端盖8上。压片92可以将弹性皮帽91稳定固定在端盖8上。

本发明提供的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，增设的导磁板32可以在永磁铁31、导磁板32和壳体5之间形成局部的封闭磁路，使衔铁33在远离永磁铁31的瞬间，永磁铁31对衔铁33的作用力急剧下降，配合弹性件41的拉力，衔铁33快速与永磁铁31分离，增加了衔铁33对换向电流的动态响应特性，提高了电磁铁的控制精度；且在初始吸附状态时，只需要对导电线圈1短时施加正向脉冲电路，使永磁铁31与衔铁33相吸附，在排斥工作状态，只需要对导电线圈1短时施加反向脉冲电流，使永磁铁31与衔铁33相排斥分离即可，均无需持续供电，增加了永磁铁31所在的电磁阀的安全性，降低了电磁阀的能耗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，其特征在于，包括：

壳体和导电线圈，所述导电线圈位于所述壳体内；

导向筒，所述导向筒固定在所述导电线圈的内部，所述导向筒内沿轴向开设有安装孔；

永磁铁和导磁板，所述导磁板贴合在所述永磁铁上，所述永磁铁和所述导磁板均固定在所述安装孔内并沿所述安装孔的轴向排列设置；

衔铁，所述衔铁位于所述导磁板上背向所述永磁铁的一侧并沿着所述安装孔的轴向可滑移设置；

弹性件，所述弹性件沿弹性方向包括相对设置的安装端和滑移端，所述安装端固定在所述导磁板上，所述滑移端固定在所述衔铁上，所述衔铁贴合设置在所述导磁板上时，所述弹性件处于压缩状态；

顶杆，所述衔铁上开设有第一导向孔，所述壳体上开设有第二导向孔，所述导向筒沿轴向开设有第三导向孔，所述永磁铁上开设有第四导向孔，所述导磁板上开设有第五导向孔，所述顶杆的第一端依次穿设过对齐设置的第一导向孔、所述第五导向孔、所述第四导向孔、所述第三导向孔、以及所述第二导向孔后穿设出所述壳体；所述顶杆的轴面上设置有限位凸台，所述限位凸台抵接在所述衔铁上背向所述导磁板的一侧，所述顶杆的第二端延伸出所述壳体并抵接在换向阀的阀芯杆上；所述顶杆上套设有回位弹簧，所述回位弹簧的第一端固定在所述顶杆的第一端，所述回位弹簧的第二端穿设过所述第二导向孔和所述第三导向孔后固定在所述永磁铁上；轭铁，所述轭铁位于所述壳体内，所述轭铁上开设有第六导向孔，所述第六导向孔的内壁上设置有限位轴承，所述限位凸台的外径大于所述限位轴承的内径，所述顶杆的第二端穿设过所述限位轴承后沿着所述第六导向孔延伸出所述壳体，所述限位凸台位于所述限位轴承与所述衔铁之间。

2.根据权利要求1所述的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，其特征在于，所述轭铁与所述导向筒相对设置，所述轭铁沿轴向开设有限位孔，所述限位孔的开口与所述安装孔的开口相对设置，所述衔铁滑移设置在所述限位孔内，所述导电线圈从所述导向筒与所述轭铁的对接处延伸至所述轭铁的外侧。

3.根据权利要求1所述的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，其特征在于，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括端盖，所述端盖对接在所述壳体上，所述端盖上开设有操作孔，所述顶杆的第一端延伸进所述操作孔内。

4.根据权利要求3所述的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，其特征在于，所述端盖上背向所述壳体的表面为操作面，所述操作孔沿所述顶杆的轴向贯穿所述操作面；所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括弹性皮帽，所述弹性皮帽覆盖在所述操作孔上；所述回位弹簧在自由状态下，所述顶杆的第一端位于所述弹性皮帽的弹性形变范围内。

5.根据权利要求4所述的基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置，其特征在于，所述基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置还包括压片，所述压片覆盖在所述弹性皮帽的边沿，所述压片通过螺栓安装在所述端盖上。

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