CN210014074U - 一种双稳态电磁阀及感应出水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及卫浴设备技术领域，公开一种双稳态电磁阀及感应出水装置，包括阀体和电磁铁，阀体包括阀腔和膜片组件，膜片组件设置于所述阀腔内，用于使阀体导通或关闭；电磁铁包括线圈、静铁芯、动铁芯和第一弹簧，第一弹簧用于向所述动铁芯施加指向所述膜片组件的弹力；线圈设置于所述动铁芯的外周，用于产生磁力驱动动铁芯远离所述膜片组件或向所述膜片组件移动，使所述阀体关闭或导通；动铁芯与静铁芯相对的端面具有凹槽，凹槽由动铁芯的端面向内部凹陷。该双稳态电磁阀的动铁芯驱动阻力更小、能耗更低，更加节能环保。

Description

一种双稳态电磁阀及感应出水装置

技术领域

本实用新型涉及卫浴设备技术领域，特别是涉及一种双稳态电磁阀及感应出水装置。

背景技术

感应龙头、感应冲水阀等感应出水装置中，包括有用于检测人体信号的感应装置，以及用于控制出水的电磁阀，其中，电磁阀串联于出水通道中，当电磁阀导通时，出水装置出水，当电磁阀关闭时，出水装置停止出水。现有的感应出水装置主要是直接连接于外部电源(市电)，通过外部电源对其供电，因此对电磁阀的能耗要求并不高。在另一些感应出水装置中，为了方便安装和使用，感应出水装置内置了电源(因此无需连接市电)，通过内置的电源为感应出水装置供电，然而现有的电磁阀的能耗较大，导致内置的电源的使用周期较短，需要频繁更换电源或充电，从而导致使用不便。

实用新型内容

为此，需要提供一种电磁阀，用于降低现有电磁阀的能耗。

为实现上述目的，发明人提供了一种双稳态电磁阀，包括：

阀体，所述阀体包括阀腔和膜片组件，所述膜片组件设置于所述阀腔内，所述膜片组件可在所述阀腔内移动使所述阀体导通或关闭；

电磁铁，所述电磁铁包括线圈、静铁芯、动铁芯和第一弹簧，所述动铁芯的一端与所述膜片组件相对，另一端与静铁芯相对，所述第一弹簧与所述动铁芯连接，所述第一弹簧用于向所述动铁芯施加指向所述膜片组件的弹力；所述线圈设置于所述动铁芯的外周，用于产生磁力，驱动所述动铁芯远离所述膜片组件或向所述膜片组件移动，使所述阀体关闭或导通；其中，所述动铁芯与所述静铁芯相对的端面具有凹槽，所述凹槽由动铁芯的端面向内部凹陷。

进一步的，还包括永磁铁，所述永磁铁设置于所述动铁芯的侧面，所述动铁芯具有磁性，所述动铁芯靠近所述膜片组件时，所述永磁铁用于向所述动铁芯施加指向所述膜片组件的磁力；所述动铁芯远离所述膜片组件时，所述永磁铁用于向所述动铁芯施加沿动铁芯移动方向的磁力。

进一步的，所述膜片组件包括膜片和第二弹簧，所述第二弹簧位于所述膜片与所述动铁芯之间，第二弹簧的一端与所述膜片相对，另一端与所述动铁芯相对。

进一步的，所述阀腔由上阀体和下阀体连接形成，

所述膜片组件与所述动铁芯之间设置有推杆，所述推杆穿过所述上阀体一端与所述动铁芯相对，另一端阀体的泄压孔相对，所述动铁芯通过所述推杆关闭所述泄压孔或开启泄压孔。

进一步的，所述动铁芯的行程为0.3mm～0.5mm。

进一步的，所述电磁铁的脉冲电压为2.7V～4.1V，脉冲周期为7ms～12ms。

进一步的，所述动铁芯与所述膜片组件相对的端面具有凹槽，所述动铁芯的侧面具有开口，所述开口与所述凹槽连通。

进一步的，所述电磁铁的磁通密度为2700GTS～3300GTS，所述线圈的阻值为13Ω～17Ω。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了另一技术方案：

一种感应出水装置，包括：出水通道和电磁阀，所述电磁阀为以上任一技术方案所述的双稳态电磁阀，所述电磁阀串联于出水通道，用于控制所述出水通道出水。

进一步的，所述出水通道包括进水口、出水口以及连接所述进水口和所述出水口的输水通道，至少部分所述输水通道包围所述电磁阀的外侧设置或沿所述电磁阀的外侧分成两个以上的分支。

区别于现有技术，上述技术方案在双稳态电磁阀的动铁芯朝向静铁芯的端面设置凹槽，并且该凹槽位于动铁芯与静铁芯的接触部，减少了动铁芯端面的接触面积，同时也减小了动铁芯端面所附着的液体的表面张力，因此使用更小的驱动力即可驱动动铁芯远离膜片组件，从而降低双稳态电磁铁的能耗，使其更节能。

附图说明

图1为具体实施方式所述双稳态电磁阀的立体结构示意图；

图2为所述双稳态电磁阀沿图1中A-A向剖面图；

图3为具体实施方式所述双稳态电磁阀的爆炸图；

图4a为具体实施方式所述电磁铁与动铁芯的爆炸图；

图4b为具体实施方式所述膜片、第二弹簧以及上腔体的结构示意图；

图5为具体实施方式所述动铁芯与永磁铁以及线圈的位置关系示意图；

图6为具体实施方式所述动铁芯与推杆组件的配合示意图；

图7为具体实施方式所述下阀体的立体结构示意图；

图8为具体实施方式所述感应出水装置的立体结构示意图；

图9为图8中沿B-B向的剖视图；

附图标记说明：

100、出水装置壳体；

101 进水口；

102、出水口；

103、输水通道；

11、外壳上盖；

12、外壳主体；

13、连接器；

14、阀体进水口；

141、滤网；

15、阀体出水口；

21、电磁阀；

211、静铁芯；

212、线圈支架；

213、线圈；

22、动铁芯；

221、凹槽；

222、推杆组件；

223、开口；

224、通道；

23、第一弹簧；

24、永磁铁；

3、膜片组件；

31、第二弹簧；

311、导针；

32、膜片；

321、导流孔；

4、阀体；

41、上阀体；

42、下阀体；

43、隔离腔；

431、泄压孔；

51、密封圈；

52、密封圈；

53、密封圈；

200、双稳态电磁阀；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图7，本实施例提供了一种双稳态电磁阀，其中，双稳态电磁阀可通过脉冲信号控制阀体的状态切换，即通过脉冲信号控制阀体导通或关闭状态的切换，其中，阀体导通也称为开阀，阀体关闭也称为关阀，双稳态电磁阀在脉冲信号之后(即电磁阀的线圈磁力消失后)，能够使阀体稳定在当前状态下(即开阀状态或关阀状态)，因此称之为双稳态电磁阀。

如图1所示，为具体实施方式双稳态电磁阀的结构示意图。该双稳态电磁阀包括外壳，其中，外壳包括上壳体11和外壳主体12，上壳体11和外壳主体12配合形成中空的腔体结构，该双稳态电磁阀还包括连接器13，连接器13用于连接控制信号即脉冲信号，从而控制双稳态电磁阀切换状态。

如图2和图3所示，图2为双稳态电磁阀沿图1中A-A向的剖视图，图3为双稳态电磁阀的爆炸图。该双稳态电磁阀包括外壳内设置有电磁铁21、和阀体4。其中，阀体4包括上阀体41和下阀体42，上阀体41内具有上阀腔，下阀体42内具有下阀腔，上阀体41和下阀体42相互连接，使上阀腔和下阀腔相连形成阀腔。上阀体41与电磁铁21之间设置有密封圈52，阀腔内设置有膜片组件3，所述膜片组件3可在所述阀腔内移动使所述阀体导通或关闭。

电磁铁21包括线圈213、动铁芯22和第一弹簧23，线圈213缠绕于线圈支架212的外周，线圈支架212的内部设置有空腔，动铁芯22设置于空腔内且可沿空腔靠近膜片组件3或远离膜片组件3移动。在动铁芯22与上阀体41之间设置有密封圈53，线圈支架212上设置有静铁芯211，静铁芯211位于线圈支架远离动铁芯22的一端，其中，静铁芯211远离动铁芯22的端部可设置有调节螺栓，通过螺栓可调节静铁芯211的位置，在静铁芯211上设置有密封圈51，第一弹簧23的一端与动铁芯22连接，第一弹簧23的另一端与静铁芯211连接，第一弹簧23用于向动铁芯22施加指向膜片组件3的弹力。线圈21输入脉冲信号时产生磁场，带动动铁芯22靠近膜片组件3或远离膜片组件3移动。

如图2、图3、图4a和图4b所示，所述膜片组件3包括膜片32和第二弹簧31，其中，膜片32的边缘固定于上阀体41和下阀体42之间，第二弹簧31设置于动铁芯22与膜片32之间。该电磁阀可以为先导式电磁阀，膜片32与上阀体41之间形成隔离腔43，膜片32上设置有导流孔321，导流孔321与阀体进水口14连通，水流可通过导流孔321进入隔离腔43，隔离腔43顶部设置有泄压孔431，泄压孔431与动铁芯的端部相对，当泄压孔431关闭时，水浒通过导流孔321进入隔离腔43，并使隔离腔43内的水压上升(与进水端水压相等)，从而通过水压驱动膜片32向下移动，使阀体关闭；当泄压孔431打开时，隔离腔43内的水流通过泄压孔431排出(排出的水流流至阀体出水口15)，从而使隔离腔43内的水压降低，膜片32上移，使阀体导通。

具体的，动铁芯22朝向膜片组件3的一端设置有推杆组件222，推杆组件222位于膜片组件3与动铁芯22之间设，隔离腔43的泄压孔431由推杆组件222控制关闭或导通，推杆组件222的推杆穿过上阀体41的顶部进入上阀腔内，第二弹簧31的一端与推杆相对，第二弹簧31的另一端与膜片32连接。当推杆组件222在动铁芯22的推力作用下向下移动将塞紧泄压孔431，使膜片32下移，从而使阀体关闭，反之，当推杆组件向上移动时，泄压孔431导通，膜片32上移，从而使阀体导通。

如图2所示，如图4b所示，第二弹簧31的端部设置有导针311，导针311的外径略小于导流孔321，导针311穿过导流孔321，当膜片32上下移动时，导针311与导流孔321相对移动，从而起到导流孔321自清洁的作用，可防止水垢堵塞导流孔321。

如图4a、图5和图6所示，动铁芯22远离所述膜片组件3相对的端面具有凹槽221，凹槽221位于动铁芯与静铁芯接触部，凹槽221由动铁芯22的端面向内凹陷，从而减少了动铁芯22端面与静铁芯211的接触面积。双稳态电磁阀常连接于水龙头等出水装置使用，在动铁芯22的端面常附着有水或其他液体，由于在动铁芯22的端面设置有凹槽221，从而减小了动铁芯22端面所附着的液体的表面张力，因此线圈213使用更小的驱动力即可驱动动铁芯远离静铁芯，从而降低电磁铁的能耗。

如图7所示，为下阀体42的结构示意图，参照图2和图7，阀体进水口14位于下阀体42的底部外周，阀体出水口15位于下阀体42的底部的中央，如图3所示，在出水口15的外侧设置有密封圈54。为了过滤水质，在阀体进水口14还设置有滤网141，滤网141可以选用钢丝纱网。

如图4a和图5所示，在一实施例中，所述动铁芯22具有磁性，并且在动铁芯的侧面还设置有永磁铁24。永磁铁24用于向动铁芯22施加沿动铁芯22移动方向的磁力，动铁芯在所述第一弹簧23提供的弹力、永磁铁24提供的磁力以及线圈产生的磁力下沿动铁芯22的轴线方向的去，从而驱动膜片组件3在所述阀腔内移动使所述阀体导通或关闭。

在动铁芯22吸合状态时(此时阀体导通也叫开阀)，即动铁芯22靠近静铁芯221且远离膜片组件3时，永磁铁24提供的磁力指向静铁芯221并且大于第一弹簧23的弹簧，从而使动铁芯22稳定在吸合状态。此时向线圈213输入一脉冲信号使线圈213产生磁场，线圈213产生的磁场向动铁芯22施加一指向膜片组件3的磁力，该磁力与第一弹簧23的弹力叠加大于永磁铁24的磁力，从而驱动动铁芯22向膜片组件3方向移动，从而使推杆组件塞紧泄压孔431，使膜片32下移关闭阀体。在动铁芯22向膜片组件3移动的过程中，动铁芯22与永磁铁24的位置关系发生变化，从而使永磁铁24对动铁芯22的磁力方向发生变化(变为指向膜片组件3方向)，动铁芯22在第一弹簧23的弹力和永磁铁24的磁力作用下保持分离状态(此时阀体关闭也叫关阀)，即动铁芯22与静铁芯221分离且压紧膜片组件3。在动铁芯22由分离状态切换至吸合状态时，线圈213产生相反的磁力，该磁力大于第一弹簧23与永磁铁24的磁力，从而驱动动铁芯22向静铁芯221方向移动，该过程与上述吸合状态切换至分离状态相似，这里就不再赘述。

优选的，永磁铁24位于动铁芯22的吸合平衡点，其中，吸合平衡点是动铁芯22的受力平衡点，也是动铁芯22受力方向切换点，当动铁芯22处于吸合平衡点时，动铁芯22的受力为零。吸合平衡点可位于动铁芯22移动至移动路径的中部，当动铁芯22移动至吸合平衡点时永磁铁24对动铁芯22的磁力为零，并且当动铁22移动超过该吸合平衡点并靠近静铁芯221时，永磁铁24对动铁芯22的指向静铁芯221，并且永磁铁24对动铁芯22的磁力大于第一弹簧的磁力，从而使动铁芯保持在靠近静铁芯211状态(即压紧第一弹簧状态)；当动铁芯22移动超过该位置靠近膜片组件3时，永磁铁24对动铁芯22的指向膜片组件3，从而将动铁芯保持在压紧膜片组件3状态。

如图6所示，在一实施例中，为了进一步减小动铁芯22远离静铁芯时液体的表面张力，在动铁芯22动铁芯22的侧面设置有开口223，开口223通过通道224与位于动铁芯22端面的凹槽221相连通，其中，通道224可位于动铁芯22的内部且一端与开口连通，另一端与凹槽221连通。当动铁芯在线圈213的磁力作用下向膜片方向移动时，由于位于动铁芯22端面的凹槽221与动铁芯22侧面的开口导通，因此动铁芯22侧面的气流会经过开口223和通道224进入凹槽221，从而减小动铁芯22端面附着的液体的表面张力，从而使驱动动铁芯22移动的线圈磁力可以更小，因此使电磁铁的功能可以更低。

在一实施例中，所述动铁芯的行程为0.3～0.5mm，其相对现有双稳态电磁阀中动铁芯的行程更小。而动铁芯的行程减小，可使电磁阀的体积更小，并且可减小线圈213对动铁芯22的驱动力，使线圈213的能耗更低。

由于在动铁芯22的端面设置了凹槽221，减小了动铁芯22端面附着的液体张力对动铁芯移动的阻力，并且动铁芯的行程减小，从而使线圈213使用较小的磁力即可驱动铁芯22移动，因此，线圈213的脉冲电压的大小和周期(即持续时间)相对现有电磁阀的脉冲电压更小，从而使其更加节能，能耗更低。具体的，在一实施例中，双稳态电磁阀中所述线圈213的阻值为13Ω～17Ω，线圈213的脉冲电压为2.7V～4.1V，脉冲周期(持续时间)为7ms～12ms，电磁铁中线圈213通电时产生的磁场的磁通密度为2700GTS～3300GTS，永磁铁24为耐120℃高温的钕铁硼强力磁铁(常规磁铁的耐温为80℃)。由于本电磁阀可用于常温水和高温水，常规磁铁的耐温只有80℃左右，在高温状态下易失磁，而本实施例中采用耐120℃高温的钕铁硼强力磁铁，可保证永磁铁24在高温状态下仍有磁性。现有双稳态电磁阀的脉冲电压在4.4V～6.6V之间，脉冲周期在25ms以上，在本实施例中，线圈213的脉冲电压和脉冲周期均小于现有双稳态电磁阀的脉冲电压和脉冲周期，因此其能耗也更低。

如图8和图9所示，在另一实施例提供了一种感应出水装置，该感应出水装置可根据检测到的感应信号控制出水，具体可以为感应龙头、感应冲水器等出水装置。该感应出水装置包括出水装置壳体100和设置于出水装置壳体100内的双稳态电磁阀200，其中，所述双稳态电磁阀200为以上任一实施例所述的双稳态电磁阀。双稳态电磁阀200用于控制出水装置出水，具体的，出水装置壳体100包括有进水口101、出水口102出水装置壳体100内设置有与输水通道103，进水口101和出水口102之间连接有输水通道103，双稳态电磁阀200串联于输水通道103中，因此通过控制双稳态电磁阀200即可控制感应出水装置出水。感应出水装置的壳体100上还设置有感应窗口104，感应窗口104内设置有感应器件，感应器件可以为红外传感器，用于检测人体信号，特别是手部的红外信号，感应出水装置根据感应器件检测到的信号控制双稳态电磁阀200切换状态，从而控制出水或停止出水。

优选的，该感应出水装置内置有电池，由该电池为感应出水装置供电，因此在使用时，无需连接外部电源，方便安装。由于双稳态电磁阀200相对于现有电磁阀更节能省电，从而使感应出水装置的内置电池的使用寿命更长，无需频繁充电或替换电池。

如图9所示，在一实施例中，双稳态电磁阀200位于感应出水装置的壳体100内部，双稳态电磁阀200长度方向与感应出水装置的长度方向朝向相同，至少部分输水通道103包围双稳态电磁阀200的外侧设置。具体的，如图9所示，靠近进水口101的输水通道103在双稳态电磁阀200的一端分支成两条支路，两条支路沿双稳态电磁阀200的外侧向出水口102方向延伸，并汇流连接至双稳态电磁阀200的阀体进水口14，双稳态电磁阀200的阀体出水口15与感应出水装置的出水口15连通，从而将双稳态电磁阀200与输水通道103串联。在另一实施例中，输水通道103可以包围双稳态电磁阀200外侧，即输水通道103的绕双稳态电磁阀200外侧360°连成整体。在上述实施例中，双稳态电磁阀200位于感应出水装置的壳体100内部，输水通道103沿双稳态电磁阀200外侧设置，从而大大减小感应出水装置的体积。因此该感应出水装置特别适用于连接机械水龙头使用，即将该感应出水装置进水口101直接连接于机械水龙头上，由于感应出水装置具有感应出水功能，因此，无需更换龙头就可将传感的机械水龙头升级成感应水龙头。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双稳态电磁阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体包括阀腔和膜片组件，所述膜片组件设置于所述阀腔内，所述膜片组件可在所述阀腔内移动使所述阀体导通或关闭；

电磁铁，所述电磁铁包括线圈、静铁芯、动铁芯和第一弹簧，所述动铁芯的一端与所述膜片组件相对，另一端与静铁芯相对，所述第一弹簧与所述动铁芯连接，所述第一弹簧用于向所述动铁芯施加指向所述膜片组件的弹力；所述线圈设置于所述动铁芯的外周，用于产生磁力，驱动所述动铁芯远离所述膜片组件或向所述膜片组件移动，使所述阀体关闭或导通；其中，所述动铁芯与所述静铁芯相对的端面具有凹槽，所述凹槽由动铁芯的端面向内部凹陷。

2.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，还包括永磁铁，所述永磁铁设置于所述动铁芯的侧面，所述动铁芯具有磁性，所述动铁芯靠近所述膜片组件时，所述永磁铁用于向所述动铁芯施加指向所述膜片组件的磁力；所述动铁芯远离所述膜片组件时，所述永磁铁用于向所述动铁芯施加沿动铁芯移动方向的磁力。

3.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述膜片组件包括膜片和第二弹簧，所述第二弹簧位于所述膜片与所述动铁芯之间，第二弹簧的一端与所述膜片相对，另一端与所述动铁芯相对。

4.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述阀腔由上阀体和下阀体连接形成，

所述膜片组件与所述动铁芯之间设置有推杆，所述推杆穿过所述上阀体一端与所述动铁芯相对，另一端与阀体的泄压孔相对，所述动铁芯通过所述推杆关闭所述泄压孔或开启泄压孔。

5.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述动铁芯的行程为0.3mm～0.5mm。

6.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述电磁铁的脉冲电压为2.7V～4.1V，脉冲周期为7ms～12ms。

7.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述动铁芯与所述膜片组件相对的端面具有凹槽，所述动铁芯的侧面具有开口，所述开口与所述凹槽连通。

8.根据权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述电磁铁的磁通密度为2700GTS～3300GTS，所述线圈的阻值为13Ω～17Ω。

9.一种感应出水装置，其特征在于，包括：出水通道和电磁阀，所述电磁阀为权利要求1-8任一所述的双稳态电磁阀，所述电磁阀串联于出水通道，用于控制所述出水通道出水。

10.根据权利要求9所述的感应出水装置，其特征在于，所述出水通道包括进水口、出水口以及连接所述进水口和所述出水口的输水通道，至少部分所述输水通道包围所述电磁阀的外侧设置或沿所述电磁阀的外侧分成两个以上的分支。

Images