CN111853326A - 一种交流小功率先导式进水电磁阀 - Google Patents

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Abstract

一种交流小功率先导式进水电磁阀，包括主阀、结合于主阀的先导阀和套于驱动先导阀塞的活动铁芯外周的线圈；所述线圈包括骨架和骨架上缠绕的漆包线绕组以及用于与电源连接的端子；额定电压为非特低电压；所述绕组视在功率不大于10VA；所述漆包线为线径不大于0.1mm的铜漆包线，或不大于0.15mm的铜包铝漆包线，或不大于0.2mm的铝漆包线；电源供给所述绕组电流的回路串联有分压器件。该设计显著改善传统设计的工艺和成本。

Description

一种交流小功率先导式进水电磁阀
技术领域
本发明涉及一种交流小功率先导式进水电磁阀，IPC分类属于F16K31/02。
背景技术
交流小功率先导式进水电磁阀因体积小和性能优良，广泛用于家用和类似器具控制供水，其原理、结构和性能可详见30多年前的有关文章。如这些文章所述，该阀传统设计由来已久的问题是，其以市电供电的电流很小，所需线圈匝数千甚至过万而线径可小至0.06mm，因而工艺问题多多和漆包线单价高，一直是影响质量和成本的首要因素，未见根本改善。
有关术语和知识，除本说明书指明外，参见《IEC电工电子标准术语词典》(中国标准出版社1992年第1版)、《电器制造工艺学》(机械工业出版社1982年第1版)、《机械工程手册》和《电机工程手册》(机械工业出版社1978年第1版和1997年第2版)以及国家标准GB14536.9《家用和类似用途电自动控制器电动水阀的特殊要求(包括机械要求)》和国家轻工行业标准QB/T1291《自动洗衣机用进水电磁阀》。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种交流小功率先导式进水电磁阀，可以显著改善背景技术所述传统设计的工艺和成本问题。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：一种交流小功率先导式进水电磁阀，包括主阀、结合于主阀的先导阀和套于驱动先导阀塞的活动铁芯外周的线圈；所述线圈包括骨架和骨架上缠绕的漆包线绕组以及用于与电源连接的端子，其特征在于：
——该电磁阀的额定电压为非特低电压；
——所述绕组视在功率不大于10VA；
——所述漆包线为线径不大于0.1mm的铜漆包线，或不大于0.15mm的铜包铝漆包线，或不大于0.2mm的铝漆包线；
——电源供给所述绕组电流的回路串联有分压器件。
该技术方案的技术效果是：分压器件在串联电路对电源电压分压使绕组承受电压降低，相同磁路和骨架产生等效电磁力的绕组需匝数负相关地减少和漆包线线径正相关地增大，此二项改变显著改善背景技术所述传统设计的工艺和成本。
所述分压器件首选单向导电元件，使绕组仅承受交流电源的半波电压，分压简单显著和成本低且运行不耗能。
该分压器件最好设计为单向导电元件与阻抗元件串联。阻抗元件取适当数值，可使绕组匝数减少和漆包线线径增大至工艺和成本最令人满意的水平。
所述阻抗元件可以为电阻、电容、电感、电阻和电感或电容串联。其中，电阻体积小且价格低，电容和电感则运行不耗能。
进一步设计线圈骨架固定有供电源、绕组引出端及所述分压器件连接的端子，以方便产品制造和使用装配。其基本设计包括：
——所述用于与电源连接的端子是位于骨架下方的第1插片和第2插片，该二插片平行设置，且第1插片的长度大于第2插片的长度，第2插片后方还设有与第2插片同向的第3插片；所述绕组一引出端与第2插片连接，另一个引出端与第3插片连接，第3插片通过所述分压器件与第1插片连接。
进一步设计包括：
——第2插片上形成第1端子，第3插片形成第2端子；所述绕组一引出端通过第1端子与第2插片连接，另一引出端通过第2端子与第3插片连接；第3插片的末端形成第3端子，第1插片的末端形成第4端子；所述分压器件通过第3端子与第3插片连接，通过第4端子与第1插片连接。
具体设计之一是：所述分压器件由1个元件组成，该元件的一端与第3端子连接，另一端与第4端子连接。
具体设计之二是：所述分压器件由2个元件组成，所述线圈还包括安装板，该安装板竖直设置于第1插片和第3插片末端的上方，该安装板的后侧形成有分别容纳该2个元件的二个安装槽；该2个元件之一的一端与第4端子连接，该2个元件之二的一端与第3端子连接，所述2个元件的另一端连接在一起。
具体设计之三是：所述分压器件由3个元件组成，在所述具体设计之二的基础上，其所述安装板后侧还形成有凸台，所述2个元件的另一端改为不连接，所述3个元件的第3个设于所述凸台上，串接于所述2个元件另一端之间。上述设计连接简单，坚固耐用。
进一步设计还包括：
——所述分压器件为单向导电元件或单向导电元件与阻抗元件串联时，还包括并联于所述绕组二引出端的二极管，并且，该二极管与单向导电元件往绕组同1引出端的整流方向相同。该二极管在单向导电元件停止导电时释放绕组电感储能，可减轻电流脉动，因而提高效率、降低电磁干扰和振动噪声。
下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明本发明。
附图说明
图1为实施例1和实施例4电磁阀的截面图；
图2为实施例1和实施例4电磁阀的线圈结构示意图；
图3为实施例1电磁阀的线圈的局部结构示意图；
图4为实施例2电磁阀的线圈结构示意图；
图5为实施例2电磁阀的线圈的局部结构示意图；
图6为实施例2的电磁阀的截面图；
图7为实施例2电磁阀的后视图；
图8为实施例3电磁阀的线圈结构示意图；
图9为实施例3电磁阀的截面图；
图10为实施例4电磁阀的线圈的局部结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例是在类似《全自动洗衣机原理与维修》(福建科学技术出版社2000年6月第1版)中图2-21所示产品的基础上改进而成，除为适应在器具的安装位置，将进、出水口方向由互为垂直改为平行外，主要为改善背景技术所述质量成本问题，改进了线圈结构。
实施例1
如图1所示，本实施例电磁阀200主要由主阀、结合于主阀的先导阀和套于驱动先导阀塞250的活动铁芯230外周的线圈100组成。主阀阀体20包括进水口210和出水口220，先导阀的活动铁芯230的下方设有复位弹簧240。活动铁芯230和复位弹簧240位于阀体20圆筒形的隔水套260中，橡胶制的先导阀塞250镶于活动铁芯230的顶部。
隔水套260位于线圈100的骨架120的圆筒形空腔。线圈100具有塑封套170，将如图2和图3所示骨架120的底部、插片130、插片140、第3插片150和二极管160塑封包裹，只露出用于电源连接的插片130和插片140前方的连接端。
如图2和图3所示，线圈100包括骨架120及其缠绕的漆包线绕组110、插片结构和作为分压器件的二极管160。绕组110具有2条引出线。插片结构位于骨架120下方，包括用于电源连接的插片130和插片140。
插片130和插片140采用GB/T17196规定的结构，对于专用连接，也可以是非标的其他常用结构。插片130的长度大于插片140的长度，平行设置于骨架120底部二端，并支撑骨架120。插片结构还有也设于骨架120下方且于插片140后方与其同向设置的插片150。
插片130的底部设有端子131，插片140的底部设有端子141，插片150的底部设有端子151和端子152。其中，端子131由插片130末端的底部向下伸出并弯曲，端子152与端子131对称地设置于插片150的末端底部，端子141由插片140的外侧面先向下再向内伸出，端子151由插片150的外侧面先向下再向内伸出。
绕组110的二条引出线之一连接端子141，另一连接端子151，二极管160的2条引出线跨接端子152、131。上述连接为锡焊，也可用其它的钎焊、电阻焊或铆接等连接方式。
插片130和插片140接通交流电源后，来自交流电源一端的电流自插片130进入，经端子131、二极管160、端子152到达插片150，再经端子151和绕组110一引出线进入绕组110，自绕组110另一引出线流出至端子141，经插片140到达交流电源另一端。上述电流在绕组110产生磁场驱动活动铁芯230向下压缩复位弹簧240，使先导阀塞250下移开通先导阀的流通孔，水源压力降落于平衡孔前的主阀阀膜将其压向下而开启，使进水口210和出水口220贯通，即电磁阀开通。断电后，绕组110产生的磁场消失，复位弹簧240顶起活动铁芯230，推动先导阀塞250上移，关闭先导阀的流通孔，水源压力穿越平衡孔上压主阀阀膜复位，使进水口210和出水口220间断流，即电磁阀关闭。
在上述交流电源向绕组110供电的电流回路中，二极管160的连接可调整至该回路任何串联位置。例如，二极管160跨接端子131、152可以与绕组110跨接端子151、141互换，绕组110获得的二极管160对电源电压分压效果不变。该回路所接交流电源二端的极性也可互换。
本实施例沿用改进前的额定电压100V，采用串联二极管对电源电压分压以及将原铜漆包线改为铝漆包线，且线径增大和匝数减少，大体维持原绕组视在功率和QB/T1291要求的性能，对比如下表。
线材 线径 匝数 绕组电压 绕组电流 绕组视在功率 线材成本
改进前 铜 0.09mm 4000 100V 0.07A 7.0VA 0.65元
改进后 铝 0.13mm 2000 54V 0.15A 8.1VA 0.29元
本实施例使线径增大和匝数减少，改善了背景技术所述工艺质量和成本问题，尤其是线径增大至有铝漆包线(现有产品最小规格为0.12mm)可用，得以实施以铝代铜，因而显著降低成本。
二极管160也可以利用器具中对进水电磁阀控制的双向晶闸管兼有本发明的对电源电压分压的功能，只需对该双向晶闸管在接通时控制为单向导通即可。
二极管160也可以用单个电阻、电容或电感代替，通过实验调整元件参数至相当于串联二极管对电源电压分压的效果即可。其中，电阻体积小且价格低，但发热且耗能，电容和电感则相反。
实施例2
如图4、5、6、7所示，本实施例电磁阀400相比实施例1电磁阀200，主要是其线圈300相比实施例1的线圈100，为容纳由2个电阻组成的分压器件，调整了结构：
——对实施例1的分压器件二极管160，用电阻361和电阻362串联代替；
——增加安装板370，竖直设置于插片130和插片150末端的上方，其后侧，即背向绕组310的一侧形成分别用于容纳电阻361和电阻362的安装槽，电阻361的一端穿过其所在安装槽底部的安装孔与端子152连接，电阻362的一端穿过其所在的安装槽底部的安装孔与端子131连接，电阻361的另一端和电阻362的另一端分别穿过各安装槽顶部的安装孔相互连接；
——由于电源电压和电路有改变，绕组310的匝数、线径也与实施例1的绕组110不同。
图4、5、6中与图1、2、3中附图标记相同的部分的作用相同，不再赘述。
本实施例沿用改进前的额定电压220V，采用串联二个电阻对电源电压分压以及将原铜漆包线线径增大和匝数减少，大体维持原绕组视在功率和QB/T1291要求的性能，对比如下表。
线材 线径 匝数 绕组电压 绕组电流 绕组视在功率 线材成本
改进前 铜 0.06mm 16000 220V 0.029A 6.4VA 0.69元
改进后 铜 0.08mm 9000 124V 0.051A 6.3VA 0.64元
本实施例使线径增大和匝数减少，主要是改善了背景技术所述工艺质量，且因漆包线线径增大单价稍有下降使成本有所降低。
电阻降压不发生二极管降压难免的电磁干扰和噪声，但增加耗电和发热。采用二个电阻串联有利于选用功率和体积较小的元件，散热也更好。
此外，安装板370除了设计为安装电阻361和电阻362前已预先做成的零件外，对于塑料封装结构的线圈，也可以设计为在线圈中放置好电阻361和电阻362后一体塑料封装时被注塑自然形成。
实施例3
如图8、9所示，本实施例电磁阀600相比实施例2电磁阀400，主要是其线圈500相比实施例2的线圈300，为在分压器件的2个电阻之间串联二极管，调整了结构：
——在安装板370顶部，原二个电阻的另一端分别越过各安装槽顶部的安装孔直接相互连接，改为经二极管563连接。
图8、9中与图1～7中附图标记相同的部分的作用相同，不再赘述。
本实施例沿用改进前的额定电压127V，采用串联二个电阻和二极管对电源电压分压以及将原铜漆包线改为铜包铝漆包线，且线径增大和匝数减少，大体维持原绕组视在功率和QB/T1291要求的性能，对比如下表。
线材 线径 匝数 绕组电压 绕组电流 绕组视在功率 线材成本
改进前 铜 0.08mm 5100 127V 0.054A 6.9VA 0.67元
改进后 铜包铝 0.11mm 2850 72V 0.098A 7.1VA 0.44元
本实施例使线径增大和匝数减少，改善了背景技术所述工艺质量，且尤其是线径增大至可使用铜包铝漆包线(现有产品最小规格为0.1mm)，得以实施以铝代铜，保持铜漆包线的可焊性和防腐性的同时，成本有较大下降。
此外，与实施例2相比，分压器件的2个电阻561和562的阻值由于二极管的串入可以减少，耗电和发热因而也减少。
该实施例相比实施例1的优点是，可以利用2个电阻561和562的阻值可调，使绕组匝数减少和漆包线线径增大至工艺和成本最令人满意的水平。
此外，除可以利用2个电阻561和562的阻值可调外，也可以如实施例1，当利用器具中对进水电磁阀控制的双向晶闸管兼有二极管160对电源电压分压的功能，使该双向晶闸管在接通时控制为单向导通的同时，调整其导通角也可达到目的，且有不耗电和发热的好处。
实施例4
本实施例电磁阀是在实施例1电磁阀200的基础上进一步改进而成，其相比实施例1电磁阀200的改进仅为：
——如图10所示，连接端子141和151除连接绕组110的二条引出线外，还跨接了二极管960，且二极管960和二极管160的导电方向如图中元件标识所示，即它们的整流导电方向均指向端子150。当然，该二个二极管的导电方向也可以同时调反，即二极管960的整流导电方向改为指向端子140和二极管160的整流导电方向改为指向端子130。此外，二极管160还可以改为串联适当的电阻再跨接于端子152和131，以满足对电源电压分压的需要。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，在实际应用时，还可以将各部件上下反转安装，其各部件的顶部和底部则分别交换，其仍属于本发明的保护范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种交流小功率先导式进水电磁阀，包括主阀(20，40)、结合于主阀的先导阀和套于驱动先导阀塞(250)的活动铁芯(230)外周的线圈(100，300，500)；所述线圈包括骨架(120)和骨架上缠绕的漆包线绕组(110，310)以及用于与电源连接的端子，其特征在于：
——该电磁阀的额定电压为非特低电压；
——所述绕组视在功率不大于10VA；
——所述漆包线为线径不大于0.1mm的铜漆包线，或不大于0.15mm的铜包铝漆包线，或不大于0.2mm的铝漆包线；
——电源供给所述绕组电流的回路串联有分压器件。
2.按照权利要求1所述电磁阀，其特征在于，所述分压器件为单向导电元件或阻抗元件或单向导电元件与阻抗元件串联。
3.按照权利要求2所述电磁阀，其特征在于，骨架(120)固定有供电源、绕组引出端及所述分压器件连接的端子；所述用于与电源连接的端子是位于骨架(120)下方的第1插片(130)和第2插片(140)，该二插片平行设置，且第1插片(130)的长度大于第2插片(140)的长度，第2插片(140)后方还设有与第2插片(140)同向的第3插片(150)；绕组(110)一引出端与第2插片(140)连接，另一个引出端与第3插片(150)连接，第3插片(150)通过所述分压器件与第1插片(130)连接。
4.按照权利要求3所述电磁阀，其特征在于，第2插片(140)上形成第1端子(141)，第3插片(150)形成第2端子(151)；绕组(110)一引出端通过第1端子(141)与第2插片(140)连接，另一引出端通过第2端子(151)与第3插片(150)连接；第3插片(150)的末端形成第3端子(152)，第1插片(130)的末端形成第4端子(131)；所述分压器件通过第3端子(152)与第3插片(150)连接，通过第4端子(131)与第1插片(130)连接。
5.按照权利要求4所述电磁阀，其特征在于，所述分压器件由1个元件(160)组成，该元件一端与第3端子(152)连接，另一端与第4端子(131)连接。
6.按照权利要求4所述电磁阀，其特征在于，所述分压器件由2个元件(361，362)组成，所述线圈(300)还包括安装板(370)，该安装板(370)竖直设置于第1插片(130)和第3插片(150)末端的上方，该安装板(370)的后侧形成用于分别容纳该2个元件(361，362)的二个安装槽，该2个元件之1(361)的一端与第4端子(131)连接，该2个元件之2(362)的一端与第3端子(152)连接，所述2个元件(161，162)的另一端连接在一起。
7.按照权利要求4所述电磁阀，其特征在于，所述分压器件由3个元件(561，562,563)组成，所述线圈(500)还包括安装板(370)，该安装板(370)竖直设置于第1插片(130)和第3插片(150)末端的上方，该安装板(370)的后侧形成有分别容纳其中2个元件(561，562)的二个安装槽，该2个元件之1(561)的一端与第4端子(131)连接，该2个元件之2(562)的一端与第3端子(152)连接，第3个元件(563)跨接该2个元件(561，562)的另一端。
8.按照权利要求1所述电磁阀，其特征在于，所述分压器件为单向导电元件或单向导电元件与阻抗元件串联，还包括并联于所述绕组(110，310)二引出端的二极管(960)，并且，所述二极管(960)与所述单向导电元件往所述绕组(110，310)同1引出端的整流方向相同。
9.按照权利要求8所述电磁阀，其特征在于，骨架(120)固定有供电源、绕组引出端及所述分压器件连接的端子；所述用于与电源连接的端子是位于骨架(120)下方的第1插片(130)和第2插片(140)，该二插片平行设置，且第1插片(130)的长度大于第2插片(140)的长度，第2插片(140)后方还设有与第2插片(140)同向的第3插片(150)；绕组(110)一引出端和所述二极管(960)一极与第2插片(140)连接，所述绕组(110)另一个引出端和所述二极管(960)另一极与第3插片(150)连接，第3插片(150)通过所述分压器件与第1插片(130)连接。
10.按照权利要求9所述电磁阀，其特征在于，第2插片(140)上形成第1端子(141)，第3插片(150)形成第2端子(151)；所述绕组(110)一引出端和所述二极管(960)一极通过第1端子(141)与第2插片(140)连接，所述绕组(110)另一个引出端和所述二极管(960)另一极通过第2端子(151)与第3插片(150)连接；第3插片(150)的末端形成第3端子(152)，第1插片(130)的末端形成第4端子(131)；所述分压器件为二极管(160)，其通过第3端子(152)与第3插片(150)连接，通过第4端子(131)与第1插片(130)连接。
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