CN116792282A - 电磁控制装置及流体控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电磁控制装置及流体控制系统。该电磁控制装置包括：磁吸活塞，沿第一方向活动设置于活塞腔体，活塞腔体被磁吸活塞分隔为第一腔体和第二腔体，流体入口与第一腔体连通，流体出口与第二腔体连通；控制装置，与电磁装置电连接，电磁装置驱动磁吸活塞沿第一方向往复运动；第一单向阀，设置于流体入口，沿流向第一腔体的方向单向导通；第二单向阀，设置于流体出口，沿自第二腔体流出的方向单向导通；第三单向阀，设置于磁吸活塞，沿第一腔体流向第二腔体的方向单向导通。利用单向阀的开关及磁吸活塞的直线往复运动，将控制活塞腔体压缩体积变化的活塞与驱动活塞运动的动力装置合二为一，具有结构简单、方便密封、噪声低等优势。

Description

电磁控制装置及流体控制系统

技术领域

本申请实施例涉及流体控制设备技术领域，尤其涉及一种电磁控制装置及流体控制系统。

背景技术

流体压缩机是一种用以压缩流体的设备，与水泵构造类似。根据工作原理，压缩机可以分为往复活塞式，旋转叶片或旋转螺杆。

目前工业上广泛使用的压缩机需要通过电机驱动，结构复杂，成本高，且传动效率低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提出一种电磁控制装置及流体控制系统。

第一方面，本申请实施例提供一种电磁控制装置，包括：

安装本体，具有沿第一方向延伸的活塞腔体以及与所述活塞腔体连通的流体入口和流体出口；

磁吸活塞，沿所述第一方向活动设置于所述活塞腔体内，所述活塞腔体被所述磁吸活塞分隔为第一腔体和第二腔体，所述流体入口与所述第一腔体连通，所述流体出口与所述第二腔体连通；

电磁装置，设置于所述活塞腔体相对于所述第一方向的外周；

控制装置，与所述电磁装置电连接，用于控制对所述电磁装置通电以驱动所述磁吸活塞在所述活塞腔体内沿所述第一方向往复运动；

第一单向阀，设置于所述流体入口，沿流向所述第一腔体的方向单向导通；

第二单向阀，设置于所述流体出口，沿自所述第二腔体流出的方向单向导通；

第三单向阀，设置于所述磁吸活塞，沿所述第一腔体流向所述第二腔体的方向单向导通。

在本申请实施例提供的电磁控制装置中，利用第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀的开关以及磁吸活塞的直线往复运动，实现压缩功能；其将控制活塞腔体压缩体积变化的活塞与驱动活塞运动的动力装置合二为一，结构简单，所需零部件少，成本低；而且还具有方便密封、噪声低等优势。

在一种可能的实施方式中，所述磁吸活塞包括活塞本体和套设于所述活塞本体外周的活塞环，所述活塞本体包括由永磁材料制成且具有磁性的永磁部，所述永磁部与通电状态下的所述电磁装置之间能够产生磁作用力。

在一种可能的实施方式中，所述活塞本体沿所述第一方向交替设置有磁性相反的第一永磁部和第二永磁部，相邻的所述第一永磁部和所述第二永磁部之间设置有所述活塞环。

在一种可能的实施方式中，所述磁吸活塞包括活塞本体和套设于所述活塞本体外周的活塞环，所述活塞本体包括铁磁部，所述铁磁部由铁磁材料制成，所述铁磁部与通电状态下的所述电磁装置之间能够产生磁作用力。

在一种可能的实施方式中，所述磁吸活塞和所述活塞腔体的内壁之间设置有隔离套，所述隔离套采用非导磁材料制成。

在一种可能的实施方式中，所述活塞腔体为圆柱腔，所述圆柱腔的中轴线与所述第一方向平行，所述流体入口和所述流体出口分别设置于所述圆柱腔的两端面；所述磁吸活塞为与所述活塞腔体同轴的圆柱结构。

在一种可能的实施方式中，所述电磁装置包括设置于所述活塞腔体外周的电磁线圈。

在一种可能的实施方式中，还包括：

位置感应线圈，设置于所述活塞腔体相对于所述第一方向的外周，用于感应所述磁吸活塞的位置，并且与所述控制装置电连接。

在一种可能的实施方式中，所述电磁控制装置为液体泵、压缩机、管道泵、传输泵、真空泵或电磁阀。

第二方面，本申请实施例提供了一种流体控制系统，包括多级并联或串联的第一方面实施例中任一项所述的电磁控制装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电磁控制装置处于第一状态的主视图；

图2为该电磁控制装置处于第二状态的主视图；

图3为该电磁控制装置的侧视图。

附图标记说明：

1-第一单向阀、2-电磁装置、3-第三单向阀、4-磁吸活塞、5-控制装置、6-隔离套、7-第二单向阀、8-安装本体、9-活塞腔体、10-位置感应装置、11-活塞环；

G：第一腔体、H：第二腔体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种电磁控制装置处于第一状态的主视图，图2为该电磁控制装置处于第二状态的主视图，图3为该电磁控制装置的侧视图。如图1至图3所示，该电磁控制装置可以为液体泵、压缩机、管道泵、传输泵、真空泵或电磁阀；其包括安装本体8，安装本体8限制出沿第一方向延伸的活塞腔体9。以图1所示方位为例，第一方向即图1中的横向方向，也即图1中E与F之间的方向。

活塞腔体9可以为圆柱腔，该圆柱腔的中轴线平行于第一方向。定义图1中活塞腔体9沿第一方向左侧的端部为第一端，沿第一方向右侧的端部为第二端。第一端与附图中E所在位置对应，第二端与附图中F所在位置对应。

该电磁控制装置在第一端和第二端分别设置有与活塞腔体9连通的流体入口和流体出口，也就是说，流体入口和所述流体出口分别设置于圆柱腔的两端面。在流体入口设置有第一单向阀1，第一单向阀1沿进入活塞腔体9的方向单向导通。在流体出口设置有第二单向阀7，第二单向阀7沿自活塞腔体9流出的方向单向导通。

活塞腔体9中设置有磁吸活塞4，磁吸活塞4可以在活塞腔体9中沿第一方向作往复直线运动。磁吸活塞4可以为导磁结构，也可以为非导磁结构，能够在电磁装置2的作用下产生磁作用力即可。在可能的实施方式中，磁吸活塞4包括活塞本体和套设于活塞本体外周的活塞环11，活塞本体包括采用永磁材料制成且具有磁性的永磁部，永磁部能够与电磁装置2产生磁作用力。

磁吸活塞4沿第一方向活动安装于活塞腔体9内，为与活塞腔体9配合的圆柱状结构，该圆柱状结构与活塞腔体9共中轴线，即同轴设置。设置于活塞腔体9中的磁吸活塞4将活塞腔体9分隔为两部分，分别为靠近第一端的第一腔体G以及靠近第二端的第二腔体H。磁吸活塞4沿第一方向运动能够改变第一腔体G和第二腔体H的体积。

磁吸活塞4的活塞本体可以包括具有磁性的永磁部，还可以包括铁磁材料制成的铁磁部，铁磁部在电磁装置2作用下也能够产生磁作用力。在本实施例中，活塞本体包括沿第一方向交替设置有磁性相反的第一永磁部和第二永磁部，相邻第一永磁部和第二永磁部之间设置有活塞环11。

磁吸活塞4上设置有第三单向阀3，第三单向阀3沿第一腔体G至第二腔体H的方向单向导通。

在一种可能的实施方式中，磁吸活塞4和活塞腔体9的内壁之间设置有隔离套6，隔离套6采用非导磁材料制成，起到密闭腔体的作用。

该电磁控制装置在活塞腔体9相对于第一方向的外周设置有电磁装置2，电磁装置2包括套设于活塞腔体9外周的电磁线圈，电磁线圈沿第一方向设置有多个，电磁线圈在通电后能驱动磁吸活塞4在活塞腔体9沿第一方向作往复直线运动。

该电磁控制装置还包括控制装置5，控制装置5与电磁装置2电连接，并控制电磁装置2，以驱动磁吸活塞4在活塞腔体9沿第一方向作往复直线运动。

在可能的实施方式中，该电磁控制装置还包括位置感应装置10，用于检测磁吸活塞4在活塞腔体9中的位置。可选的，位置感应装置10为位置感应线圈，位置感应线圈套设于活塞腔体9相对于第一方向的外周，用于感应磁吸活塞4的位置，并且与控制装置5电连接。控制装置5根据位置感应线圈的信号产生相应的控制指令。

下面描述该电磁控制装置的工作原理。

图1所示状态为电磁控制装置的第一状态。通过控制装置5，对电磁装置2通电，以驱动磁吸活塞4从E端向F端做直线运动，即由图1所示的第一状态向图2所示的第二状态转变。由图1和图2可以看出，在磁吸活塞4从E端向F端做直线运动的过程中，第一腔体G的容积逐渐变大，第二腔体H的容积逐渐变小。

由于第一单向阀1沿朝向第一腔体G的方向单向单通，因此第一腔体G在容积逐渐变大的过程中，能够通过流体入口吸入流体；由于第二单向阀7沿自第二腔体H流出的方向单向单通，因此第二腔体H在容积逐渐变小的过程中，其内部流体被压缩，并打开流体出口的第二单向阀7对外排出流体，直到第二腔体H的容积变成最小，其中的全部流体排出，磁吸活塞4到达F端的终点位置，第一腔体G变得最大，吸入流体结束。

通过控制装置5，对电磁装置2通电，以驱动磁吸活塞4从F端向E端做直线运动。在此过程中，第二腔体H的容积逐渐变大，第一腔体G的容积逐渐变小；第一腔体G中被吸入的流体被压缩，此时第一单向阀1关闭，第三单向阀3逐渐打开，流体从第一腔体G流入第二腔体H；当磁吸活塞4到达E端的终点位置时，第一腔体G内流体完全压缩进入第二腔体H，第三单向阀3关闭。

依次重复以上运动，活塞腔体9中的流体被不停地压缩排出。

由以上结构和工作原理的描述可以看出，本申请实施例提供的电磁控制装置通过巧妙利用第一单向阀1、第二单向阀7和第三单向阀3随压力变化而开闭，以及磁吸活塞4在电磁装置2驱动下的往复运动，实现对流体的压缩，相较于现有技术具有如下优势：

1.结构简单：流体从入口进入，从出口流出，并且能起到压缩的作用；

2.运动简单：磁吸活塞通过直线运动，即可实现流体压缩的目的；

3.压缩比高；

4.所需零部件少，且结构紧凑，能够大幅度缩小装置体积；

5.能效比高，易损件少，运行成本低；

6.无动密封，无润滑部件，能够实现无油污染以及无泄漏；

7.结构密闭，运行噪声低；

8.便于实现多级串联和并联。

通过以上描述可知，在本申请实施例提供的电磁控制装置中，将控制活塞腔体9压缩体积变化的活塞与驱动活塞运动的动力装置合二为一，结构简单，所需零部件少，传动效率高。而且还具有方便密封、噪声低等优势。

本申请实施例同时提供了一种流体控制系统，包括多级并联或串联的电磁控制装置，电磁控制装置采用上述实施例中的结构。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

此外，上文所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁控制装置，其特征在于，包括：

安装本体，具有沿第一方向延伸的活塞腔体以及与所述活塞腔体连通的流体入口和流体出口；

磁吸活塞，沿所述第一方向活动设置于所述活塞腔体内，所述活塞腔体被所述磁吸活塞分隔为第一腔体和第二腔体，所述流体入口与所述第一腔体连通，所述流体出口与所述第二腔体连通；

电磁装置，设置于所述活塞腔体相对于所述第一方向的外周；

控制装置，与所述电磁装置电连接，用于控制对所述电磁装置通电以驱动所述磁吸活塞在所述活塞腔体内沿所述第一方向往复运动；

第一单向阀，设置于所述流体入口，沿流向所述第一腔体的方向单向导通；

第二单向阀，设置于所述流体出口，沿自所述第二腔体流出的方向单向导通；

第三单向阀，设置于所述磁吸活塞，沿所述第一腔体流向所述第二腔体的方向单向导通。

2.根据权利要求1所述的电磁控制装置，其特征在于，所述磁吸活塞包括活塞本体和套设于所述活塞本体外周的活塞环，所述活塞本体包括由永磁材料制成且具有磁性的永磁部，所述永磁部与通电状态下的所述电磁装置之间能够产生磁作用力。

3.根据权利要求2所述的电磁控制装置，其特征在于，所述活塞本体沿所述第一方向交替设置有磁性相反的第一永磁部和第二永磁部，相邻的所述第一永磁部和所述第二永磁部之间设置有所述活塞环。

4.根据权利要求1所述的电磁控制装置，其特征在于，所述磁吸活塞包括活塞本体和套设于所述活塞本体外周的活塞环，所述活塞本体包括铁磁部，所述铁磁部由铁磁材料制成，所述铁磁部与通电状态下的所述电磁装置之间能够产生磁作用力。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁控制装置，其特征在于，所述磁吸活塞和所述活塞腔体的内壁之间设置有隔离套，所述隔离套采用非导磁材料制成。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁控制装置，其特征在于，所述活塞腔体为圆柱腔，所述圆柱腔的中轴线与所述第一方向平行，所述流体入口和所述流体出口分别设置于所述圆柱腔的两端面；所述磁吸活塞为与所述活塞腔体同轴的圆柱结构。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁控制装置，其特征在于，所述电磁装置包括电磁线圈。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁控制装置，其特征在于，还包括：

位置感应线圈，设置于所述活塞腔体相对于所述第一方向的外周，用于感应所述磁吸活塞的位置，并且与所述控制装置电连接。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的电磁控制装置，其特征在于，所述电磁控制装置为液体泵、压缩机、管道泵、传输泵、真空泵或电磁阀。

10.一种流体控制系统，其特征在于，包括多级并联或串联的根据权利要求1-9中任一项所述的电磁控制装置。