CN201306510Y - 节能真空电磁阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种节能真空电磁阀，为解决现有技术中能耗高等问题而发明。包括真空电磁阀和线圈控制模块，真空电磁阀包括单通电线圈，线圈控制模块将输入的外供交流电源转化为直流电压输出供给单通电线圈，线圈控制模块在阀门开启时预定时间内输出的直流电压高于在开启后的时间内输出的直流电压。采用线圈控制模块双电压控制单通电线圈电磁驱动方式，阀门开启时通以高电压，延迟极短时间开启到位后，线圈上通以低电压，阀门保持打开工作状态；瞬间高压启动不会造成线圈烧损，工作时低压维持减小能耗，单线圈匝数少，制造方便，输出电压值可任意调制，使用可靠方便、控制准确且宜批量生产，工作功率不超过3W，同型号阀门体积较小。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种真空电磁阀，尤其是节能型真空电磁阀。
背景技术
现在用的真空电磁阀，普遍采用将供电电压通过整流后，在工作线圈上施加恒定直流电压供电，因为电磁力的大小与线圈的匝数成正比，与流过线圈电流的平方成正比，所以要产生足够的电磁力，在电压不变的情况下，线圈必需做得足够大或电压足够大，这样才能产生足够的执行力开启阀门，因此，线圈所用的漆包线很多，材料消耗大，阀门体积也很大；阀门通电工作时，对线圈持续高电压供电，通以线圈电流很大，因此，阀门的功耗很大，线圈温升高，不利于阀门长时间开启状态工作，容易烧线圈；在阀门体积受限制时，线圈通电后产生电磁力不够大，造成阀门打开和关断动作速度慢，开断时间长。
以上的技术应用较早，已经成熟，想要在上述技术上进行改进，已很难消除上述存在缺点，为了克服现有的不足，本实用新型采用一种改进的电源供电方法，有效保证阀门的线圈较小时，也能产生一个足够大的电磁吸力，让阀门做快速开启动作，而且在阀门工作时，通以极小电流，保证阀门可靠的工作。
实用新型内容
为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种寿命长的节能真空电磁阀。
为了达到上述目的，本实用新型的节能真空电磁阀，包括真空电磁阀和线圈控制模块，所述的真空电磁阀包括单通电线圈，所述线圈控制模块将输入的外供交流电源转化为直流电压输出给单通电线圈，其中所述线圈控制模在阀门开启时预定时间内输出的直流电压高于在开启后的时间内输出的直流电压。
其中，所述的线圈控制模块由电源模块、控制模块、电子开关和稳压模块组成；所述的外供交流电源经电源模块向电子开关供给直流电压；控制模块输出控制信号控制电子开关在阀门开启时预定时间内与在开启后的时间内输出可控脉冲电压至稳压模块；经稳压模块稳压后供给单通电线圈。
进一步地，所述的电源模块具体由熔断器、滤波器、整流器、电容降压及整流器组成；所述的控制模块具体为单片机；电子开关为功率场效应管；稳压模块为稳压管；所述的外供交流电源经滤波器后分成两路，一路经电容降压及整流器后供给单片机，另一路经整流器后供给功率场效应管，通过在所述的单片机控制器上编程控制率功场效应管在阀门开启时预定时间内和在阀门开启后的时间内的开关频率，输出可控脉冲电压至稳压管；经稳压管稳压后供给单通电线圈。
上述结构的节能真空电磁阀，采用线圈控制模块双电压控制线圈电磁驱动方式，阀门在开启时，通以高电压，延迟极短的时间，阀门已开启到位后，线圈上通以低电压，阀门保持工作，启动时电磁力大，工作时功率小，还由于采用单线圈，并且线圈的匝数少，所以制造方便；阀门的切换电压及时间控制上，用单片机技术来控制，输出保持电压以脉冲电压来进行降压，使输出电压的值可以任意调制，具有可靠，使用方便，控制准确等特点，采用上述结构的阀门适宜批量生产，阀门在工作时功率不超过3W，同一型号的阀门，在外形尺寸上，比其它的产品小很多。
附图说明
图1为本实用新型的电磁吸力的特征示意图。
图2为本实用新型的线圈控制模块结构示意图。
图3为本实用新型的输出波形示意图。
图4为本实用新型的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
如图1-4所示，本实用新型的节能真空电磁阀，包括真空电磁阀和线圈控制模块，所述的真空电磁阀包括单通电线圈，所述线圈控制模块将输入的外供交流电源转化为直流电压输出给单通电线圈，其中所述线圈控制模在阀门开启时预定时间内输出的直流电压高于在开启后的时间内输出的直流电压。
首先根据电磁铁的吸力特性F＝f(δ)，可知当激励线圈是由直流电压供电时，线圈中的电流基本上是不随气隙δ的变化而变化，所以称为磁势(安匝)不变的磁路。这时吸力F与气隙δ的平方成反比，当δ增加时吸力迅速减低，反之随δ的减小，吸力就急速地增加。吸力特性如图1所示。因此阀门在开启动作完成后，此时阀芯与上导磁块之间的间隙接近为零，从而只要在线圈上持续施加一个很小的直流电压，就能产生足够大的电磁力来维持阀门的打开工作状态。根据上述，采用了以下方法，也就是在阀门在做开启动作过程中，线圈通以供电电压整流后的高电压，等阀门开到位后，在线圈上通以一个很低的直流电压来保持阀在打开的状态。这样线圈可以做得小，在开启阀门时，由于电压高，线圈阻抗小，因此电流大，这样就产生一个很大的电磁力，让阀芯带动阀板迅速的做开启运动。因为阀门动作很快，高电压的施加时间短(一般小于0.1s)，所以大电流对线圈就不会造成影响，这样即能完成在阀门开启时产生足够大的执行力，又能的阀门开启后工作时，线圈的功耗及温升都很低，又起到了节能的效果，有效解决了现有技术普遍存在的问题。
上述结构的节能真空电磁阀，采用双电压控制单线圈电磁驱动方式，阀门在开启时，通以高电压，延迟极短的时间，阀门已开启到位后，线圈上通以低电压，阀门保持工作，启动时电磁力大，工作时功率小，还由于采用单线圈，并且线圈的匝数少，所以制造方便；阀门的切换电压及时间控制上，用单片机技术来控制，输出保持电压以脉冲电压来进行降压，使输出电压的值可以任意调制，具有可靠，使用方便，控制准确等特点。
其中，所述的线圈控制模块由电源模块、控制模块、电子开关和稳压模块组成；所述的外供交流电源经电源模块向电子开关供给直流电压；控制模块输出控制信号控制电子开关在阀门开启时预定时间内与在开启后的时间内输出可控脉冲电压至稳压模块；经稳压模块稳压后供给单通电线圈。
所述的电源模块将外供交流电源滤波整流后转换为电压恒定的直流电压，供给电子开关，通过设定控制模块输出时间脉冲控制信号控制电子开关的工作频率，控制输出脉冲电压，经稳压模块调整后输出预定的直流电压值，输出预定电压值的大小通过设定控制模块输出时间脉冲控制信号来实现。
进一步地，所述的电源模块具体由熔断器、滤波器、整流器、电容降压及整流器组成；所述的控制模块具体为单片机；电子开关为功率场效应管；稳压模块为稳压管；所述的外供交流电源经滤波器后分成两路，一路经电容降压及整流器后供给单片机，另一路经整流器后供给功率场效应管，通过在所述的单片机控制器上编程控制率功场效应管在阀门开启时预定时间内和在阀门开启后的时间内的开关频率，输出可控脉冲电压至稳压管；经稳压管稳压后供给单通电线圈。
在单片机控制器上进行编程，输出一个导通时间受控制器控制的电压，用此电压作为功率场效应管栅源极电压的驱动电压，从而控制了功率场效应管开闭时间，输出高电压的时间及电压值的大小可以通过在单片机控制器上编程来完成，从而解决了阀门在开启时，通以高电压，延迟极短的时间，阀门已开启到位后，输出一个脉冲电压，电源经过整流后，在一个周期上通过调整角度，输出很短一个波形，脉冲电压很短，此时输出的平均电压降到所需的电压，通过控制导通的角度，可以调整所需的电压值，完成降压过程，线圈上通以低的直流电压，阀门保持工作，
如图2所示，供电电源经滤波器输出后分成两路，一路经电容降压级整流后，给单片机控制器供电；另一路经整流器后，通过上面所述的单片机控制器控制控制功率场效应管的开闭，经稳压器后输出电压给负载提供电源。电源输出实测的波形，如图3所示，以切换位置为转换点把阀门工作过程分成二个阶段：第一个阶级是阀门的启动阶级，此时输出直流电压为高电压，并在极短的时间内完成；第二个阶段是阀门保持打开工作状态阶段，此时输出为直流脉冲电压，脉冲电压的时间由所需保持电压来决定，并通过线圈控制模块来实现。
具体的结构，如图4所示，阀体1内设置有上导磁块8、下导磁块3、导磁外筒6、阀芯11四个部分组成磁路部分，线圈控制模块7输出端接在线圈5的两端，线圈通电后，在磁路中产生磁通，阀芯11受到一个吸力作用向上移动，完成阀门的开启动作；阀芯11上下两端分别设置阀杆10，下端阀杆10上设置有弹簧2，阀门开启状态，弹簧2处于压缩状态，压缩弹簧2的弹性恢复力，使阀门受向下的力作用关闭；另外，为了使阀芯11移动位置更加精确，在阀芯11上下两端分别设置上轴套9和下轴套12，限制阀芯11的直线移动位置，起导向作用，而且降低了阀芯11的磨损，延长使用寿命。
本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利用上述的节能真空电磁阀都是本实用新型的一种变形，均应认为落在本实用新型保护范围之内。
Claims (3)
1、一种节能真空电磁阀，其特征在于，包括真空电磁阀和线圈控制模块，所述的真空电磁阀包括单通电线圈，所述线圈控制模块将输入的外供交流电源转化为直流电压输出供给单通电线圈，其中所述线圈控制模块在阀门开启时预定时间内输出的直流电压高于在开启后的时间内输出的直流电压。
2、如权利要求1所述的节能真空电磁阀，其特征在于，所述的线圈控制模块由电源模块、控制模块、电子开关和稳压模块组成；所述的外供交流电源经电源模块向电子开关供给直流电压；控制模块输出控制信号控制电子开关在阀门开启时预定时间内与在开启后的时间内输出可控脉冲电压至稳压模块；经稳压模块稳压后供给单通电线圈。
3、如权利要求2所述的节能真空电磁阀，其特征在于，所述的电源模块具体由熔断器、滤波器、整流器、电容降压及整流器组成；所述的控制模块具体为单片机；电子开关为功率场效应管；稳压模块为稳压管；所述的外供交流电源经滤波器后分成两路，一路经电容降压及整流器后供给单片机，另一路经整流器后供给功率场效应管，通过在所述的单片机控制器上编程控制率功场效应管在阀门开启时预定时间内和在阀门开启后的时间内的开关频率，输出可控脉冲电压至稳压管；经稳压管稳压后供给单通电线圈。
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Legal Events
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Owner name: XICHONG JIUTIAN VACUUM TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHUANBEI VACUUM TECHNOLOGY (BEIJING) CO., LTD. Effective date: 20120322 |
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