CN110686115B - 电磁阀和电磁阀的运作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开电磁阀和电磁阀的运作方法。其中，电磁阀包括壳体、定磁体、动磁体、线圈和热膨胀材料，所述定磁体固定于所述壳体内，所述动磁体的至少部分收容在所述壳体内，所述动磁体以可移动的方式设置，具有第一状态和第二状态。在所述第一状态，所述动磁体远离所述定磁体；在所述第二状态，所述动磁体邻近或接触所述定磁体。所述线圈环绕所述动磁体和所述定磁体设置。所述热膨胀材料邻近所述线圈设置，所述热膨胀材料与处于第一状态的动磁体直接或间接接触。通过同时包含电驱动和热驱动两种结构，将热能转化为机械能并充分利用，可以有效避免因温度升高而烧坏线圈的弊端。

Description

电磁阀和电磁阀的运作方法

技术领域

本发明涉及一种电磁阀和一种电磁阀的运作方法。

背景技术

电磁阀是一种通电产生电磁、利用电磁驱动动磁体运动以实现开关的装置，在生产生活中均有着广泛的应用。相关的电磁阀一般都是由线圈驱动，线圈通电后产生较多的热量，造成阀体温度较高，尤其当动磁体在初始位置时，电流最大，若动磁体一直不能和定磁体吸合则会出现线圈烧坏的情况。

发明内容

本申请的创作人(们)研究后发现，相关的电磁阀只包含一个线圈，当需要驱动较大负载时，需要较大的功率或较多的漆包线，大大提升了成本。同时，因为线圈在刚刚通电时，动磁体和定磁体之间距离最大，动磁体和定磁体一直不吸合会出现线圈烧坏的情况，温升过高也会导致设备的不稳定性增加。

本申请提供一种电磁阀，所述电磁阀同时包含电驱动和热驱动两种结构，通过将热能转化为机械能并充分利用，可以有效避免因温度升高而烧坏线圈的弊端。

根据本申请实施例，提供一种电磁阀，包括：

壳体；

定磁体，所述定磁体固定于所述壳体；

动磁体，所述动磁体的至少部分收容在所述壳体内，所述动磁体以可移动的方式设置，具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述动磁体远离所述定磁体；在所述第二状态，所述动磁体邻近或接触所述定磁体；

线圈，所述线圈环绕所述动磁体和所述定磁体设置；

热膨胀材料，所述热膨胀材料邻近所述线圈设置，所述热膨胀材料与处于第一状态的动磁体直接或间接接触。

本申请技术方案的电磁阀，一方面可将热能转化为机械能，推动动磁体向定磁体运动，并随着距离靠近、磁吸力增大，完成动磁体和定磁体之间的吸合，并可有效避免因温度升高而烧坏线圈的弊端。

进一步的，所述电磁阀还包括：

骨架，所述骨架至少部分包裹所述动磁体和所述定磁体，所述骨架的两端与所述壳体连接，所述线圈环绕所述骨架设置；

导套，所述导套设置于所述热膨胀材料及所述动磁体之间，所述导套外表面紧靠所述骨架内壁。

进一步的，所述导套外表面设置有一个或多个第一凹陷，一个或多个第一密封圈嵌入所述第一凹陷中。

上述设置可防止热膨胀材料膨胀时渗入到骨架和动磁体之间的缝隙，更好的推动动磁体靠近定磁体。

进一步的，所述壳体包括：

上壳；

底壳，所述底壳包括面板部和支撑部，所述支撑部向壳体内部突出；

所述动磁体下端设置有可供所述支撑部嵌入的支撑槽，所述动磁体可移动的与所述底壳嵌套设置。

支撑部和支撑槽的上述设置为动磁体的移动提供了轨道，有助于当热膨胀材料受热不均时依然保证动磁体相对于定磁体运动，提高电磁阀的稳定性和工作效率。

进一步的，所述支撑部为筒状，所述导套为环状，所述导套内壁紧抱所述支撑部设置。

第一密封圈虽然起到密封骨架和动磁体之间缝隙的作用，但可能会因为产生较大的摩擦力，而使得动磁体的运动受阻。而将导套设计为环状，包裹支撑部，导套光滑的内壁与支撑部外壁之间的摩擦力小于第一密封圈与骨架之间的摩擦力，因此可以有效的降低动磁体动作时的摩擦力，以保证导套上下运动并且膨胀材料不会流出。

进一步的，所述电磁阀还包括第二密封圈，所述骨架下端设置有与第二密封圈配合的第二凹陷，所述第二密封圈嵌入所述第二凹陷中。

上述设置可有效防止热膨胀材料膨胀时渗入到底壳和骨架之间的缝隙，更好的推动动磁体靠近定磁体。

进一步的，所述电磁阀包括弹性件，所述弹性件的两端与定磁体、动磁体连接。

通过弹性件的设置，可保证动磁体和定磁体之间的快速分离。

本申请还提供一种可应用于上述任一种电磁阀的运作方法，在线圈被通电后，所述线圈产生磁场并发热，所产生的磁场使定磁体和动磁体产生或增大磁吸力，所述热膨胀材料吸收所述线圈的热量、体积膨胀，在所述磁吸力和热膨胀材料的作用下，动磁体脱离第一状态、向定磁体运动。

运作上述方法的电磁阀可有效利用因电能产生的热能，并通过将热能转化为机械能并充分利用，可以有效避免因温度升高而烧坏线圈的弊端。

附图说明

图1是本发明一示例性实施例示出的一种电磁阀的剖视图。

图2是图1电磁阀的俯视图。

图3是图1电磁阀的分解图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个；类似的，在没有明确说明的情况下，本申请中所提到的“多个”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是本发明一示例性实施例示出的一种电磁阀的剖视图。图2是图1电磁阀的俯视图。图3是图1电磁阀的分解图。

参照图1至图3所示，本申请电磁阀100可包括壳体90、部分收容在壳体90内的定磁体13、相对于定磁体13设置的动磁体14、绕定磁体13和动磁体14设置的线圈15和邻近线圈15设置的热膨胀材料30。其中，定磁体14固定于壳体90内。动磁体14可相对定磁体13运动，因而具有第一状态和第二状态。第一状态可对应于线圈15的未通电状态，在此状态下，所述动磁体远离所述定磁体。第二状态可对应于线圈15通电一段时间后，动磁体与定磁体已完成吸合(动磁体与定磁体接触或邻近)的状态。线圈15通电前(即，未通电时)，动磁体处在第一状态，动磁体远离所述定磁体。线圈15通电后，动磁体会脱离第一状态并趋向第二状态。

说明一点，这里所说的“在第一状态，动磁体远离定磁体”是相较第二状态下的动磁体和定磁体之间的距离而言。即，其只是在描述动磁体与定磁体的距离在第一状态下比第二状态下更大。

这里所说的“热膨胀材料邻近线圈设置”以热膨胀材料能否接受到线圈所产生的热量为判断标准。假如线圈通电后在正常工作状态下所产生的热量可被热膨胀材料接收并发生膨胀、产生了驱动动磁体的力，则可认为热膨胀材料邻近线圈设置。

热膨胀材料30与处于第一状态的动磁体14直接或间接接触，以使得热膨胀材料30的膨胀可驱动动磁体14由第一状态向第二状态运动。

定磁体13和/或动磁体14可以由导磁材料或软磁材料制备而成。在具体实施时，定磁体13和/或动磁体14的材质可以是铁。

热膨胀材料30可为石蜡，当然，也可以为其他受热后体积膨胀，冷却后恢复原状的材料，可根据实际应用具体限制。

其中，由于热膨胀材料30体积缩小较慢，为了防止线圈15断电后，动磁体14和定磁体13不能迅速分离，应当根据热膨胀材料的膨胀系数设计合理的热膨胀材料30体积，使所述热膨胀材料30受热后推动动磁体14靠近定磁体13的距离S1应为小于第一状态时动磁体14与定磁体13相距的距离S2。比如，可选择合适的热膨胀材料种类和体积等，以使S1不大于S2的一半或三分之一等。

壳体90可包括上壳10和底壳11。所述上壳10可包括顶板101和侧壁102，顶板101和底壳11位于所述侧壁102的相对两端，所述侧壁102包括通道103。底壳11包括中空的支撑部112以及自支撑部112的低端延伸的面板部111。动磁体14下端设置有可供支撑部112嵌入的支撑槽141，动磁体14以可移动的方式与底壳11嵌套设置，动磁体的下端穿过支撑部112的中空至壳体90空间外。

本申请电磁阀100还可包括两端分别与壳体90连接的骨架12，所述骨架12包括中空的内侧壁121以及自所述内侧壁121的相对两端延伸的延伸壁122。所述延伸壁122与壳体90连接。所述内侧壁121的内部形成一个收容部201，定磁体13的至少部分和动磁体14的至少部分均收容在收容部201。动磁体14可沿内侧壁121的内表面滑动，即骨架12限定了动磁体14的运动轨迹。容易理解，在其它实施例中，也可不设置骨架12，而由其它结构(比如，壳体90)来限定或提供动磁体14的运动轨道。

所述内侧壁121的外表面与所述延伸壁122围成凹陷槽210。所述线圈15收容在所述凹陷槽210内。所述线圈15外包裹有绝缘层16。

进一步的，本申请电磁阀100还包括设置于热膨胀材料30及动磁体14之间的导套32和第一密封圈33，导套32外表面紧靠内侧壁121，内表面紧抱支撑部112设置。导套32外表面设置有一个或多个第一凹陷34，第一密封圈33嵌入第一凹陷34中。此设计可防止热膨胀材料30膨胀时渗入到骨架12和动磁体14之间的缝隙，更好的推动动磁体14靠近定磁体13，同时，第一密封圈33嵌入到导套32上，可以有效的降低动磁体14运动时的摩擦力，以保证导套32上下运动并且膨胀材料不会流出。

在一可选实施例中，电磁阀100包括两个第一密封圈34，导套32上设置两个第一凹陷34。从而进一步确保骨架12和动磁体14之间缝隙的密封。本申请对于第一密封圈34的数量不做具体限制，可根据实际应用具体设置。

在一可选实施例中，第一密封圈33是O型圈，当然，也可以根据实际情况使用其他结构的密封圈，本申请对此不做具体限制。

进一步的，电磁阀100还包括第二密封圈40，延伸壁122靠近面板部111设置有与第二密封圈40配合的第二凹陷41，第二密封圈40嵌入第二凹陷41中。此设计可对延伸壁122和底壳11之间的缝隙进行密封，以保证膨胀材料不会流出，更好的推动动磁体14靠近定磁体13。

在一可选实施例中，第二密封圈40是O型圈，当然，也可以根据实际情况使用其他结构的密封圈，本申请对此不做具体限制。

在一可选实施例中，电磁阀100包括弹性件17，弹性件17上下两端分别与定磁体13和动磁体14连接。在另一可选实施例中，动磁体14在邻近定磁体13的表面设置有第三凹陷18，弹性件17下端部分嵌入第三凹陷18中，从而避免弹性件17受力而位移。通过弹性件17的设置，以及上述对热膨胀材料30体积的限定，保证动磁体14和定磁体13之间的快速分离。

在一可选实施例中，弹性件17是弹簧，当然，也可以根据实际情况使用其他结构的弹性件，本申请对此不做具体限制。

本申请还提供了一种可应用于上述任一种电磁阀的运作方法。线圈15通电前，动磁体14处于第一状态，动磁体14与定磁体13相远离。当线圈15被通电后，线圈15产生磁场并发热。线圈15的通电使定磁体13和动磁体14产生磁吸力，或增大定磁体13和动磁体14之间的磁吸力。线圈15释放的热能可快速传导至邻近线圈15设置的热膨胀材料30，热膨胀材料30受热后体积增大，从而产生推动动磁体14脱离第一状态、向定磁体13靠近的力。与单纯的磁吸力相比，磁吸力和热膨胀材料30推力的合力更大，更容易驱动动磁体14。这样，就避免了动磁体14在初始位置不易吸合而被烧坏的隐患。

动磁体14脱离第一状态后，热膨胀材料30不再与动磁体14接触，动磁体14后续的驱动力将完全由定磁体13和动磁体14之间的磁吸力来提供。在脱离第一状态后，动磁体14与定磁体13的距离变小，因而它们之间的磁吸力变大，并大于弹性件17的弹力和动磁体14自重之和，动磁体14快速向定磁体13运动、完成吸合。完成吸合的动磁体14处于第二状态。

在线圈15断电后，磁吸力消失或大幅减小，动磁体14在弹性件17弹力和动磁体14自重的作用下远离定磁体13，迅速完成部分分离。由于热膨胀材料30通常不能因热源的消失或温度的降低，迅速收缩回膨胀前的状态(原状)，因而，处于部分分离状态的动磁体14会下压到仍处于膨胀状态的热膨胀材料30。在此状态下，电磁阀已可充分实现其关闭的功能。

待恢复到室温、热膨胀材料30体积收缩至原状后，动磁体14实现完全分离、重新回到第一状态。此时，动磁体14直接或间接下压到收缩回原状的热膨胀材料30。

本申请各实施例中提供的电磁阀，和可应用于个实施例中提供的电磁阀的运作方法，通过同时设置电磁驱动和热驱动两套驱动结构，一方面利用线圈15通电使定磁体13和动磁体14产生磁吸力并释放热能，一方面将热能转化为机械能，推动动磁体14快速向定磁体13运动，并随着距离靠近、磁吸力增大，完成动磁体14和定磁体13之间的快速吸合。同时，通过弹性件17及对热膨胀材料30体积的限定，保证动磁体14和定磁体13之间的快速分离。

并且，以往的设计中，当电磁阀需要驱动较大负载时，需要较大的功率或较多的漆包线，成本较高，本申请提供的各个实施例可有效利用电能，降低成本，尤其是大负载时更加明显。

另一方面，通过双驱动结构的设置，可以有效避免因温度升高而烧坏线圈15的弊端，提高了产品可靠性，延长电磁阀的使用寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电磁阀，其特征在于，所述电磁阀(100)包括：

壳体(90)；

定磁体(13)，所述定磁体(13)固定于所述壳体(90)；

动磁体(14)，所述动磁体(14)的至少部分收容在所述壳体(90)内，所述动磁体(14)以可移动的方式设置，具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述动磁体远离所述定磁体；在所述第二状态，所述动磁体邻近或接触所述定磁体；

线圈(15)，所述线圈(15)环绕所述动磁体(14)和所述定磁体(13)设置；

热膨胀材料(30)，所述热膨胀材料(30)邻近所述线圈(15)设置，用以接受所述线圈(15)通电后所产生的热量而发生膨胀，所述热膨胀材料(30)与处于第一状态的动磁体(14)直接或间接接触，以使得所述热膨胀材料(30)的膨胀可驱动所述动磁体(14)由第一状态向第二状态运动。

2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀(100)还包括：

骨架(12)，所述骨架(12)至少部分包裹所述动磁体(14)和所述定磁体(13)，所述骨架(12)的两端与所述壳体(90)连接，所述线圈(15)环绕所述骨架(12)设置；

导套(32)，所述导套(32)设置于所述热膨胀材料(30)及所述动磁体(14)之间，所述导套(32)外表面紧靠所述骨架(12)内壁。

3.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述导套(32)外表面设置有一个或多个第一凹陷(34)，一个或多个第一密封圈(33)嵌入所述第一凹陷(34)中。

4.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述壳体(90)包括：

上壳(10)；

底壳(11)，所述底壳包括面板部(111)和支撑部(112)，所述支撑部(112)向壳体(90)内部突出；

所述动磁体(14)下端设置有可供所述支撑部(112)嵌入的支撑槽(141)，所述动磁体(14)以可移动的方式与所述底壳(11)嵌套设置。

5.根据权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述支撑部(112)为筒状，所述导套(32)为环状，所述导套(32)的内壁紧抱所述支撑部(112)设置。

6.根据权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀(100)还包括第二密封圈(40)，所述骨架(12)下端设置有与第二密封圈(40)配合的第二凹陷(41)，所述第二密封圈(40)嵌入所述第二凹陷(41)中。

7.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀(100)包括弹性件(17)，所述弹性件(17)的两端与定磁体(13)、动磁体(14)连接。

8.根据权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述动磁体(14)在邻近定磁体的表面设置有第三凹陷(18)，所述弹性件(17)的至少部分嵌入所述第三凹陷(18)中。

9.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述电磁阀(100)包括绝缘层(16)，所述绝缘层(16)包裹线圈(15)设置。

10.如权利要求1至9任一项所述电磁阀的运作方法，其特征在于，

在线圈(15)被通电后，所述线圈(15)产生磁场并发热，所产生的磁场使定磁体(13)和动磁体(14)产生或增大磁吸力，所述热膨胀材料(30)吸收所述线圈(15)的热量、体积膨胀，在所述磁吸力和热膨胀材料(30)的作用下，动磁体(14)脱离第一状态、向定磁体(13)运动。