CN207599026U - 一种电磁阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电磁阀，包括阀体，所述阀体具有设置在两侧的电磁驱动装置和中部的圆筒形工作室，所述工作室内设置有阀套，所述阀套内设有可移动的阀芯，该阀芯与所述阀套相接触，所述工作室的两端分别固定安装有密封橡胶圈；所述电磁驱动装置包括磁场生成单元、被动件和电路控制器，其中所述磁场生成单元形成一个驱动室，所述被动件可移动地设置在所述驱动室内，且所述被动件穿过所述密封橡胶圈与所述阀芯固定连接；所述电路控制器分别与所述磁场生成单元和电源可通电地相连接。本实用新型电磁阀功耗降低、发热减小，不会出现漏油的情况，同时有效防止了阀芯与阀体在工作时产生摩擦，有效保护电磁组件和阀体。

Description

一种电磁阀

技术领域

本实用新型涉及液压阀技术领域，尤其涉及一种电磁阀。

背景技术

电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数，其具有精度和灵活性高的优点。但是，现有的电磁阀的涡流损耗大，工作效率低，常见的工业电磁阀的结构决定了其具有较大的功耗，而现有电磁阀的维持运行电压在整个工作期间的保持不变决定了电磁阀的高能耗。其次，现有电磁阀的长时间使用和通电会使电磁阀的控制线圈产生大量的热量，和导致控制线圈的温度升高。另外，现有技术的液压电磁阀的阀芯与电磁组件之间的密封件密封效果不好，使用一段时间后会出现漏油的情况，造成电磁组件的损坏。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电磁阀功耗降低、发热减小，并且不会出现漏油的情况，同时有效防止了阀芯与阀体在工作时产生摩擦，有效保护电磁组件和阀体。

该实用新型提供以下技术方案，一种电磁阀，所述阀体具有设置在两侧的电磁驱动装置和中部的圆筒形工作室；所述工作室内设置有阀套，所述阀套内设有可移动的阀芯，该阀芯与所述阀套相接触；所述工作室的两端分别固定安装有密封橡胶圈；所述电磁驱动装置包括磁场生成单元、被动件和电路控制器；其中所述磁场生成单元形成一个驱动室，所述被动件可移动地设置在所述驱动室内，且所述被动件穿过所述密封橡胶圈与所述阀芯固定连接；所述电路控制器分别与所述磁场生成单元和电源可通电地相连接。

进一步地，所述磁场生成单元包括电磁线圈和磁感应元件，所述电磁线圈缠绕所述磁感应元件，所述磁感应元件形成所述驱动室，所述电磁线圈与所述电路控制器可通电地相连接，其中所述磁感应元件和所述被动件均由软磁性材料制成。

较佳地，所述阀套上开有所述阀体上的油孔相对应的孔。

较佳地，所述密封橡胶圈边缘设置有台阶圈边，在对应安装所述密封橡胶圈的所述工作室内边沿上设置有一道环形定位槽。

进一步地，所述电路控制器包括输入模块、降压模块、延时切换模块以及输出模块；所述输入模块从接线组件接入的初始电压一路经过降压模块降压后输入至延时切换模块，另一路直接输入至延时切换模块。

进一步地，所述电路控制器还包括降压电流检测模块与浪涌电流抑制模块；所述降压电流检测模块与延时切换模块相连，该降压电流通过浪涌电流抑制模块反馈至降压模块。

进一步地，所述电路控制器还包括整流模块，设置于输入模块与降压模块之间。

进一步地，所述电路控制器还包括过温保护模块、防振荡模块以及短路保护模块；所述过温保护模块与降压模块双向连接；所述防振荡模块设置于延时切换模块与输出模块之间；所述短路保护模块与降压电流检测模块相连。

进一步地，所述降压模块、降压电流检测模块、浪涌电流抑制模块、过温保护模块、防振荡模块以及短路保护模块集成于XL2009芯片及外围电路中；所述外围电路包括电感L1、MOS管Q1、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4；电感LI一端接入XL2009芯片第五端口、第六端口以及二极管D2反向端，另一端分别接入电容C3第一端、二极管D3反向端以及输出降压电压；二极管D2正向端分别接入C3第二端以及二极管D3正向端；初始电压接入XL2009芯片第四端口并分别接入电容C2和电容C4第一端；电容C4第二端接入XL2009芯片第三端口；电阻R2—端接入XL2009芯片第四端口，另一端分别接入电容Cl第一端、电阻R3第一端、二极管Dl反向端以及MOS管Ql栅极；二极管Dl正向端、电阻R3第二端、电容Cl第二端以及MOS管源级均接地；M0S管Ql漏极接入电容C2第二端；XL2009芯片第二端通过电阻Rl接入初始电压；XL2009芯片第一端通过电阻R4输出降压电压。

本实用新型的有益效果为：本实用新型在运行期间具有较低的功耗、较高的启动和关闭可靠性，电磁线圈的发热小，长时间使用后仍能保持较低温度，因此较为安全和不易被烧毁。在工作室和电磁组件之间设置橡胶圈和弹簧，弹簧为橡胶圈提供压力，由于弹簧提供的压力，使橡胶圈与其接触件之间紧密接触，不会出现漏油的情况，而且设置的阀套，有效防止了阀芯与阀体在工作时产生摩擦，造成其损坏，有效保护了阀体。

附图说明

图1为本实用新型所述电磁阀的结构示意图；

图2为本实用新型所述电路控制器的原理框图；

图3为本实用新型所述XL2009芯片及外围电路图。

附图标记说明：

输入模块1，降压模块2，延时切换模块3，输出模块4，降压电流检测模块5，浪涌电流抑制模块6，整流模块7，过温保护模块8，防振荡模块9，短路保护模块10。

阀体20，工作室21，阀芯22，阀套23，橡胶圈24，台阶圈边25，定位槽26。

电磁驱动装置30，磁场生成单元31，驱动室310，电磁线圈311，磁感应元件312，被动件32，电路控制器33，弹簧34。

具体实施方式

为了使本实用新型的实用新型目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，一种电磁阀，包括阀体20，所述阀体20内形成有一圆筒形工作室21，所述工作室21内设置有阀套23，所述阀套23内设有可移动的阀芯22，该阀芯22与所述阀套23相接触，所述阀芯22与所述阀套23相接触；所述阀芯22的两端固定连接有电磁驱动装置30，所述工作室21的两端安装有密封橡胶圈24，所述密封橡胶圈24边缘设置有台阶圈边25，在对应安装所述密封橡胶圈24的所述工作室21内边沿上设置有一道环形定位槽26，所述电磁驱动装置30上设置有压缩所述橡胶圈24的弹簧34。所述弹簧34为所述橡胶圈24提供压力，由于所述弹簧34提供的压力，使所述橡胶圈24与所述工作室21之间紧密接触，不会出现漏油的情况，而且设置的所述阀套23，有效防止了所述阀芯22与所述阀体20在工作时产生摩擦，造成其损坏，有效保护了所述阀体20。

所述电磁驱动装置30包括磁场生成单元31、被动件32和电路控制器33；其中所述磁场生成单元31形成一个驱动室310，所述被动件32可移动地设置在所述驱动室310内，且所述被动件32穿过所述橡胶圈24与所述阀芯22物理性地固定连接，所述电路控制器33分别与所述磁场生成单元31和电源可通电地相连接。可以理解的是本实用新型电磁阀的电磁驱动装置30的电路控制器33能够在启动该电磁阀时，向该电磁阀的该电磁驱动装置30的一个启动电压(启动电流)，如24V启动电压，以通过该电磁驱动装置30的被动件32驱动该电磁阀的先导阀芯20A启动移动和进入一个工作状态或运行状态，和在该电磁阀被启动后，向该电磁阀的该电磁驱动装置30的一个维持电压(维持电流)，如8V维持电压，用于保持该电磁阀处在正常工作状态或运行状态。因此，本实用新型电磁阀可正常运行的条件下，在整个工作运行期间消耗更低的电能。

进一步地，所述磁场生成单元31包括电磁线圈311和磁感应元件312，所述电磁线圈311缠绕所述磁感应元件312，所述磁感应元件312形成所述驱动室310，所述电磁线圈311与所述电路控制器33可通电地相连接，其中所述磁感应元件312和所述被动件32均由软磁性材料制成。换句话说，当该电磁驱动装置30的该电路控制器向该电磁驱动装置30的该磁场生成单元31的该电磁线圈311提供该启动电流时，该电磁驱动装置30的该磁场生成单元31生成一个能够穿过该驱动室310的磁场，且该磁场能够驱动设置在该驱动室310中的被动件32启动移动，其中该被驱动后移动的被动件32能够驱动该先导阀芯20A移动；当该电磁驱动装置30的该电路控制器向该电磁驱动装置30的该磁场生成单元31的该电磁线圈311提供该维持电流时，该电磁驱动装置30的该磁场生成单元31生成另一个能够穿过该驱动室310的磁场，且该磁场能够驱动设置在该驱动室310中的被动件32保持移动，其中该保持移动的被动件32能够驱动该先导阀芯20A移动。

较佳地，所述阀套23上开有所述阀体20上的油孔相对应的孔。

参照图2，所述电路控制器包括输入模块1、降压模块2、延时切换模块3以及输出模块4；输入模块1从接线组件接入的初始电压一路经过降压模块2降压后输入至延时切换模块3，另一路直接输入至延时切换模块3；延时切换模块接收初始电压和降压电压后，先输出初始电压值至输出模块4以带动电磁铁开启；电磁铁开启后，延时切换模块3延时预设时间后将输出电压切换至降压电压。

在电磁铁开启时一般需要较大的作用力，此时电磁铁的线圈相应需要较大的电压才能产生较大的磁力以驱动电磁铁顶杆动作；然而当电磁铁开启后，仅需要较小的作用力即可维持电磁铁的开启状态，此时若线圈上流经的电压仍未开启时的高电压时，则会一方面造成功耗损失变大，另一方面也使得线圈发热量增大。

本实用新型在线圈通电前增加电路控制模块，使得线圈开启前通过高电压开启，线圈开启后通过低电压维持进而减小功耗、减小线圈发热量。

为了使得电路控制模块通过降压模块2降压后的降压电压以及通过延时切换模块3输出的电压稳定，本实用新型的电路控制模块包括有降压电流检测模块5以及浪涌电流抑制模块6；降压电流检测模块5与延时切换模块4相连，用于检测延时切换模块4输出的降压电流的降压电流值，该降压电流值通过浪涌电流抑制模块6反馈至降压模块2，降压模块2根据该降压电流值判断输入至延时切换模块3的降压电压是否符合要求。

浪涌电流抑制模块6主要用于防止降压电流检测模块5输出的降压电流由于各种原因发生突变时引起降压模块误动作。降压模块2—旦误动作将会使得电磁铁的线圈的电压产生变化从而使得电磁铁控制不稳定，在某些场合会造成重大影响，因此降压电流检测模块5与浪涌电流抑制模块6在电磁铁的电路控制模块中也至关重要。

优选地，为了进一步加强电路的稳定性，在输入模块1输入电压值降压模块2和延时切换模块3之前，先通过整流模块7整流。整流模块7可使用现已成熟的各种整流方案，例如全桥整流等。

优选地，本实施例的电路控制模块还包括过温保护模块8、防振荡模块9以及短路保护模块10。过温保护模块8与降压模块2双向连接，用于防止降压模块2温度过高；防振荡模块9设置于延时切换模块3与输出模块4之间,用于防止延时切换输出模块3输出的电压波动；短路保护模块10与降压电流检测模块5相连，用于防止电路短路。

整流模块7、降压电流检测模块5、浪涌电流抑制模块6、过温保护模块8、防振荡模块9以及短路保护模块10使得本实施例的电路控制模块通过多种方式保证了电压稳定和电路安全，该电路控制模块可以直接运用于实际的电磁铁中。

进一步地，所述降压模块2、降压电流检测模块5、浪涌电流抑制模块6、过温保护模块8、防振荡模块9以及短路保护模块10集成于XL2009芯片及外围电路中。

XL2009芯片是上海芯龙半导体技术股份有限公司生产的高性能DC-DC转换芯片。现有的XL2009芯片是专为车载充电开发的芯片，主要应用于各类车载充电器中，本实施例中，将XL2009芯片创造性地应用于电磁铁的电路控制模块中作为主要的降压模块，同时为了使得XL2009芯片更适合于电磁铁的使用，还对XL2009芯片的外围电路进行具体设计。

参照图3，所述外围电路包括电感L1、MOS管Ql、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、二极管Dl、二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4；电感LI一端接入XL2009芯片第五端口、第六端口以及二极管D2反向端，另一端分别接入电容C3第一端、二极管D3反向端以及输出降压电压；二极管D2正向端分别接入C3第二端以及二极管D3正向端；初始电压接入XL2009芯片第四端口并分别接入电容C2和电容C4第一端；电容C4第二端接入XL2009芯片第三端口；电阻R2—端接入XL2009芯片第四端口，另一端分别接入电容Cl第一端、电阻R3第一端、二极管Dl反向端以及MOS管Ql栅极；二极管Dl正向端、电阻R3第二端、电容Cl第二端以及MOS管源级均接地；M0S管Ql漏极接入电容C2第二端；XL2009芯片第二端通过电阻Rl接入初始电压；XL2009芯片第一端通过电阻R4输出降压电压。

在图2中，电感LI及周边电路构成了降压电流检测电路；M0S管Ql及周边电路构成了浪涌电流抑制电路，过温保护电路、短路保护电路以及防振荡电路则由XL2009内部模块以及外围的各类电阻、电容以及二极管构成。

将原专用于车载充电器的XL2009芯片创造性的应用于电磁铁中并配以外围电路使之更加适合电磁铁的使用场所，使得电磁铁的电路控制模块的重要组成部分:降压模块无需自行设计电路，仅需设计外围电路即可，节省了开发成本。

进一步地，现有常规的电磁铁的开启电压一般为24V，现有常规的电磁铁的使用电压也均为24V。经过严格计算和实验得知，常规电磁铁的维持电压为8V，为保持降压模块输出的降压电压，也即8V电压稳定，图2中，XL2009芯片的外围电路中各电子元件的取值为:电感LI取值40-50uH，所述电容Cl取值0.5_2uF，电容C2取值70_120uF，电容C3取值70-100uF,电容C4取值0.5-luF，电阻Rl取值15-16.5K欧姆，电阻R2取值40-50K欧姆，电阻R3取值19-19.5欧姆，电阻R4取值40-50K欧姆。

电路元件采用上述取值，使得经过降压模块降低的电压十分稳定，非常符合对稳定性要求很高的电磁铁使用。

延时切换模块3可采用现有的延时电路和切换电路，其主要工作原理为:初始电压和降压电压分别输入至延时切换模块3，先使得初始电压通过，延时一段时间后，将输出电压切换至降压电压。延时电路可采用常规的555延时电路或RC延时电路等，切换电路可采用常规的多个接触器互锁构成的电路或者由控制芯片通过软件算法控制的切换电路等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种电磁阀，包括阀体，其特征在于：所述阀体具有设置在两侧的电磁驱动装置和中部的圆筒形工作室；

所述工作室内设置有阀套，所述阀套内设有可移动的阀芯，该阀芯与所述阀套相接触；所述工作室的两端分别固定安装有密封橡胶圈；

所述电磁驱动装置包括磁场生成单元、被动件和电路控制器；其中所述磁场生成单元形成一个驱动室，所述被动件可移动地设置在所述驱动室内，且所述被动件穿过所述密封橡胶圈与所述阀芯固定连接；所述电路控制器分别与所述磁场生成单元和电源可通电地相连接。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述磁场生成单元包括电磁线圈和磁感应元件，所述电磁线圈缠绕所述磁感应元件，所述磁感应元件形成所述驱动室，所述电磁线圈与所述电路控制器电连接；所述磁感应元件和所述被动件均由软磁性材料制成。

3.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述阀套上开有与所述阀体上的油孔相对应的孔。

4.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述密封橡胶圈边缘设置有台阶圈边，在对应安装所述密封橡胶圈的所述工作室内边沿上设置有一道环形定位槽。

5.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于：所述电路控制器包括输入模块、整流模块、降压模块、延时切换模块以及输出模块；所述输入模块从一接线组件接入初始电压，经过整流模块整流后，一路直接输入至延时切换模块，另一路经过降压模块降压再输入至延时切换模块。

6.如权利要求5所述的电磁阀，其特征在于：所述电路控制器还包括降压电流检测模块与浪涌电流抑制模块；所述降压电流检测模块与延时切换模块相连，该降压电流通过浪涌电流抑制模块反馈至降压模块。

7.如权利要求6所述的电磁阀，其特征在于：所述电路控制器还包括过温保护模块、防振荡模块以及短路保护模块；所述过温保护模块与所述降压模块双向连接；所述防振荡模块设置于所述延时切换模块与所述输出模块之间；所述短路保护模块与所述降压电流检测模块相连。

8.如权利要求5-7任意一项所述的电磁阀，其特征在于：所述降压模块、降压电流检测模块、浪涌电流抑制模块、过温保护模块、防振荡模块以及短路保护模块集成于XL2009芯片及外围电路中；所述外围电路包括电感L1、MOS管Q1、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电阻R4；电感LI一端接入XL2009芯片第五端口、第六端口以及二极管D2反向端，另一端分别接入电容C3第一端、二极管D3反向端以及输出降压电压；二极管D2正向端分别接入C3第二端以及二极管D3正向端；初始电压接入XL2009芯片第四端口并分别接入电容C2和电容C4第一端；电容C4第二端接入XL2009芯片第三端口；电阻R2—端接入XL2009芯片第四端口，另一端分别接入电容Cl第一端、电阻R3第一端、二极管Dl反向端以及MOS管Ql栅极；二极管Dl正向端、电阻R3第二端、电容Cl第二端以及MOS管源级均接地；M0S管Ql漏极接入电容C2第二端；XL2009芯片第二端通过电阻Rl接入初始电压；XL2009芯片第一端通过电阻R4输出降压电压。