CN114001178B - 具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，属于电磁阀领域，包括阀体，所述阀体的上端安装有出气管，所述阀体的外侧安装有进气管，所述阀体的下端安装有物料瓶，所述出气管的外部安装有外部线圈，所述阀体的内部安装有环形磁铁和阀芯，所述环形磁铁位于阀芯的上方，所述阀芯的内部安装有圆柱磁铁，所述阀芯的下端安装有密封胶圈，所述物料瓶的内部安装有内部线圈，所述内部线圈的内部安装有内部线圈保持架。本发明所述的具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，进一步缩小阀的体积和阀的空间占比，不仅提高了电磁阀的可靠性，同时也降低了电磁阀的能耗与尺寸，可节省制造成本和电磁阀占用空间，在微小电子系统中，具有更好的应用效果。

Description

具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀

技术领域

本发明涉及电磁阀领域，具体涉及具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀。

背景技术

电磁阀是流体传输时，通过电磁驱动，对气体进行开关控制使用的阀，应用于各种流体开关控制场合；

电磁阀由电磁部分和阀体组成，电磁部件由固定铁芯、动铁芯和线圈等组成，阀体部分由滑阀芯和弹簧底座等组成。传统电磁阀的一般由阀体、恢复弹簧、电磁线圈、顶杆、阀口以及衔铁组成。未通电时，电磁阀的顶杆在弹簧力的作用下顶向锥形阀口，使阀口关闭，电磁阀保持常开状态。通电时，线圈产生的磁力吸引衔铁克服弹簧力向上运动，使阀口打开。持续通电使电磁阀保持开启状态，直到断电时电磁吸力消失，顶杆在弹簧力的作用下再次压紧阀口，使阀关闭；

但是现有的瓶盖一体电磁双阀在使用时存在着一定的不足之处有待改善，从驱动方面来看，现有的电磁阀采用机械弹簧作为恢复机构，若要使阀保持开启状态，必须给线圈持续通电，使顶杆能够始终压紧弹簧，从而让阀口通畅。然而，机械弹簧带来了两个主要缺陷。其一，随着电磁阀开启次数的增加，机械弹簧不可避免地会发生失效，主要表现为弹簧刚度的变化，弹簧刚度随其伸缩次数的增加而逐渐降低，这将导致顶杆压紧阀口的力减小，使阀口密封不牢靠，其二，能量消耗大，持续通电才能使阀保持开启状态，在很多场合，阀的开启时间较长，能耗的缺点更为显著，而且长时间通电会导致铜损严重，使阀产生严重的发热现象。

从结构上来说，传统电磁阀的驱动部分与流体回路分离，因此电磁部件将会占用更多空间，同时驱动方向与流体流向相互垂直，对流体回路的布置产生不利影响，在空间要求较高的情况下，传统电磁阀的使用收到极大限制。

在空间利用方面，弹簧与顶杆的结构很不利于电磁阀的小型化，在空间尺寸要求较高的场合，传统电磁阀明显不适用，此外，在液压或气动回路中，系统常需要两个阀（进气控制阀与出气控制阀）相互配合才能实现其功能，因此应用传统电磁阀组装的气动回路将会消耗大量的空间，使设备过于笨重，不利于设备的便携性和小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，可以解决现有的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，包括阀体，所述阀体的上端安装有出气管，所述阀体的外侧安装有进气管，所述阀体的下端安装有物料瓶，所述出气管的外部安装有外部线圈，所述阀体的内部安装有环形磁铁和阀芯，所述环形磁铁位于阀芯的上方，所述阀芯的内部安装有圆柱磁铁，所述阀芯的下端安装有密封胶圈，所述物料瓶的内部安装有内部线圈，所述内部线圈的内部安装有内部线圈保持架，所述内部线圈保持架的下端安装有内针，所述物料瓶旋入至阀体的内部并与其螺纹连接，所述阀芯的顶部开设有环形磁铁放置槽和出气流道，所述环形磁铁放置槽位于出气流道的上方，所述阀芯的内部开设有进气流道，所述阀芯的底部设有圆柱磁铁放置孔和密封胶圈固定处，所述密封胶圈固定处位于圆柱磁铁放置孔的外侧，所述圆柱磁铁放置孔的内侧开设有进气过流槽，所述密封胶圈套在密封胶圈固定处的外侧，进气流道与圆柱磁铁放置孔之间贯通连接，内部线圈保持架的顶部插入至阀芯的内部，圆柱磁铁与圆柱磁铁放置孔的内部配合连接，内部线圈保持架位于圆柱磁铁的下方，环形磁铁放入至环形磁铁放置槽的内部并与其配合连接，所述进气管贯穿至阀体的内部，进气管与进气流道相通。

作为本发明的进一步技术方案，所述内针的顶部开设有内针过流槽，所述内针的内部开设有内针流道。

作为本发明的进一步技术方案，所述环形磁铁的内部开设有环形磁铁通气孔。

本发明的有益效果：

通过设置的出气管、阀体、进气管、外部线圈、环形磁铁、阀芯、圆柱磁铁和内部线圈，利用基于外部线圈和内部线圈的双线圈驱动环形磁铁和圆柱磁铁的双磁铁双稳态原理，减少能量消耗和线圈发热，通过阀体和特定容器结合的方式将微阀与容器结合紧密，大大提高了空间利用率，适用在空间受较大限制的场所，设计具有内外双流道特殊结构的阀芯将两个微阀合并成一个双阀，进一步缩小阀的体积和阀的空间占比，不仅提高了电磁阀的可靠性，同时也降低了电磁阀的能耗与尺寸，可节省制造成本和电磁阀占用空间，在微小电子系统中，具有更好的应用效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀的整体结构示意图；

图2是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀的拆分图；

图3是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀的阀芯的剖视图；

图4是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀的局部剖视图；

图5是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀的内针的剖析视图；

图6是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀的环形磁铁的放大图；

图7是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀开启时的剖视图；

图8是本发明具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀关闭时的剖视图。

图中：1、出气管；2、阀体；3、进气管；4、物料瓶；5、外部线圈；6、环形磁铁；7、阀芯；8、圆柱磁铁；9、密封胶圈；10、内部线圈；11、内部线圈保持架；12、内针；121、内针过流槽；122、内针流道；51、环形磁铁通气孔；71、环形磁铁放置槽；72、出气流道；73、进气流道；74、圆柱磁铁放置孔；75、密封胶圈固定处；76、进气过流槽。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1-8所示，具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，包括阀体2，阀体2的上端安装有出气管1，阀体2的外侧安装有进气管3，阀体2的下端安装有物料瓶4，出气管1的外部安装有外部线圈5，阀体2的内部安装有环形磁铁6和阀芯7，环形磁铁6位于阀芯7的上方，阀芯7的内部安装有圆柱磁铁8，阀芯7的下端安装有密封胶圈9，物料瓶4的内部安装有内部线圈10，内部线圈10的内部安装有内部线圈保持架11，内部线圈保持架11的下端安装有内针12，物料瓶4旋入至阀体2的内部并与其螺纹连接，阀芯7的顶部开设有环形磁铁放置槽71和出气流道72，环形磁铁放置槽71位于出气流道72的上方，阀芯7的内部开设有进气流道73，阀芯7的底部设有圆柱磁铁放置孔74和密封胶圈固定处75，密封胶圈固定处75位于圆柱磁铁放置孔74的外侧，圆柱磁铁放置孔74的内侧开设有进气过流槽76，密封胶圈9套在密封胶圈固定处75的外侧，进气流道73与圆柱磁铁放置孔74之间贯通连接，内部线圈保持架11的顶部插入至阀芯7的内部，圆柱磁铁8与圆柱磁铁放置孔74的内部配合连接，内部线圈保持架11位于圆柱磁铁8的下方，环形磁铁6放入至环形磁铁放置槽71的内部并与其配合连接，进气管3贯穿至阀体2的内部，进气管3与进气流道73相通。

内针12的顶部开设有内针过流槽121，内针12的内部开设有内针流道122，内针12的内针过流槽121和阀芯7共同作为进气流道73的一部分。

环形磁铁6的内部开设有环形磁铁通气孔51，环形磁铁6的环形磁铁通气孔51与出气管1共同作为出气流道72的一部分，防止气流受到阻挡。

该具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，在使用时，阀体2作为瓶盖与进气管3和出气管1相连，对外部线圈5和内部线圈10通以一定方向的电流，环形磁铁6向上运动被出气管的1铁芯吸引，内部圆柱磁铁8向下运动被内针12的铁芯吸引，之后将电流撤去环形磁铁6被吸引在阀芯7出气管1的铁芯上依旧保持开启的状态，此时气流从进气管泵3进，经过阀芯进气过流槽76和内针过流槽121进入瓶中，将瓶中所需的气体经过阀芯出气流道72和出气管1挤出，当需要关闭双阀时，对上下两个线圈通以和之前方向相反的电流，环形磁铁6和圆柱磁铁8在电磁力的作用下相互靠近并相互吸引，将电流撤去后环形磁铁6和圆柱磁铁8在吸引力的作用下保持阀的关闭状态，此时出气管1和进气管3被环形磁铁6和圆柱磁铁8堵住密封。

通过设置的出气管1、阀体2、进气管3、外部线圈5、环形磁铁6、阀芯7、圆柱磁铁8和内部线圈10，利用基于外部线圈5和内部线圈10的双线圈驱动环形磁铁6和圆柱磁铁8的双磁铁双稳态原理，减少能量消耗和线圈发热，通过阀体2和特定容器结合的方式将微阀与容器结合紧密，大大提高了空间利用率，适用在空间受较大限制的场所，设计具有内外双流道特殊结构的阀芯7将两个微阀合并成一个双阀，进一步缩小阀的体积和阀的空间占比，不仅提高了电磁阀的可靠性，同时也降低了电磁阀的能耗与尺寸，可节省制造成本和电磁阀占用空间，在微小电子系统中，具有更好的应用效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，其特征在于：包括阀体（2），所述阀体（2）的上端安装有出气管（1），所述阀体（2）的外侧安装有进气管（3），所述阀体（2）的下端安装有物料瓶（4），所述出气管（1）的外部安装有外部线圈（5），所述阀体（2）的内部安装有环形磁铁（6）和阀芯（7），所述环形磁铁（6）位于阀芯（7）的上方，所述阀芯（7）的内部安装有圆柱磁铁（8），所述阀芯（7）的下端安装有密封胶圈（9），所述物料瓶（4）的内部安装有内部线圈（10），所述内部线圈（10）的内部安装有内部线圈保持架（11），所述内部线圈保持架（11）的下端安装有内针（12），所述物料瓶（4）旋入至阀体（2）的内部并与其螺纹连接，所述阀芯（7）的顶部开设有环形磁铁放置槽（71）和出气流道（72），所述环形磁铁放置槽（71）位于出气流道（72）的上方，所述阀芯（7）的内部开设有进气流道（73），所述阀芯（7）的底部设有圆柱磁铁放置孔（74）和密封胶圈固定处（75），所述密封胶圈固定处（75）位于圆柱磁铁放置孔（74）的外侧，所述圆柱磁铁放置孔（74）的内侧开设有进气过流槽（76），所述密封胶圈（9）套在密封胶圈固定处（75）的外侧，进气流道（73）与圆柱磁铁放置孔（74）之间贯通连接，内部线圈保持架（11）的顶部插入至阀芯（7）的内部，圆柱磁铁（8）与圆柱磁铁放置孔（74）的内部配合连接，内部线圈保持架（11）位于圆柱磁铁（8）的下方，环形磁铁（6）放入至环形磁铁放置槽（71）的内部并与其配合连接，所述进气管（3）贯穿至阀体（2）的内部，进气管（3）与进气流道（73）相通。

2.根据权利要求1所述的具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，其特征在于：所述内针（12）的顶部开设有内针过流槽（121），所述内针（12）的内部开设有内针流道（122）。

3.根据权利要求1所述的具有双稳态结构的瓶盖一体电磁双阀，其特征在于：所述环形磁铁（6）的内部开设有环形磁铁通气孔（51）。

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