CN2103070U

CN2103070U - 延寿节能电磁阀

Info

Publication number: CN2103070U
Application number: CN 91220744
Authority: CN
Inventors: 严卫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-24
Filing date: 1991-08-24
Publication date: 1992-04-29

Abstract

本实用新型的结构包括阀门、控制阀门开启、关闭和主电磁铁10T(1)与副电磁铁2DT(6)、与电磁铁相关连的自锁机构和给电磁铁供电的控制电路，在电磁阀吸合状态下锁住阀杆的同时切断电源，使阀门在电磁铁和控制电路不用电的状态下开启通水，关闭阀门只需启动一下副电磁铁，便可打开自锁使阀杆落下。该装置用电极少，节能效果十分显著，同时电磁铁温升极低，使用寿命较长。电路结构简单，制造成本低，最宜用作洗衣机的电磁水阀。

Description

本实用新型涉及机械工程中的输液阀及其电操作装置，具体是指一种延寿节能电磁阀。

现有输液的电磁阀由主电磁铁与阀门组成，由于电磁铁在阀门开启输液后还一直处于带电工作状态，所以额外消耗很多的电能，由此而引起电磁铁线圈长期发热，温升很高，经常烧坏线圈而影响使用寿命。中国专利局已公告的“节电电磁阀”（CN87205710U）及“节能电磁阀”（CN87209941U）等，采用了机械式或永磁铁式自锁机构，在电磁阀吸合状态下锁住阀杆同时切断电源，使阀门在无电流状态下工作，关闭阀门时启动另一线圈打开自锁使阀杆落下，取得了十分满意的节电效果。但是，这种设计结构复杂，原材料消耗大，制造成本较高，而且不便于自动控制。

本实用新型的目的，是提供一种能大量节省电能、使用寿命较长的输液电磁阀，同时使得其结构较为简单。

这种新型电磁阀的解决方案是这样实现的，其机械装置部分，具有一个上部开有敞口阀腔的阀体，阀腔下方开有与其相连通的环形槽，阀体上部的侧向和底向分别开有进水口和出水口与环形槽和阀腔相连通，在环形槽上方的阀腔内有一个置于环形槽中间的阀体上的膜片，膜片的中央开有膜片中心孔，在阀体上方具有与其相固连的自锁机构壳体，在自锁机构壳体内开有竖向通孔与阀体的阀腔相连通，在自锁机构壳体上方装有与其相固连的主电磁铁1DT，主电磁铁1DT的插铁芯中心孔与自锁机构壳体的竖向通孔相连通，一根锯齿槽状活动阀杆滑套合在竖向通孔内，在主电磁铁1DT的插铁芯中心孔内有一根主弹簧，主弹簧的上端和下端分别与主电磁铁1DT的主固定铁芯和锯齿槽状活动阀杆相顶接，在主弹簧内插有一根底部与锯齿槽状活动阀杆相固连的主活动铁芯，在锯齿槽状活动阀杆底端固连有一个橡皮密封阀块，在自锁机构壳体侧部开有方形的横向孔与其竖向通孔相连通，一个固连在自锁机构壳体侧向的副电磁铁2DT，其插铁芯中心孔与自锁机构壳体的横向孔相连通，一根锯齿端方形活动锁杆滑套合在横向孔内，其锯齿端正好与锯齿槽状活动阀杆的锯齿槽相啮合，在横向孔和插铁芯中心孔内还有一根副弹簧，副弹簧的两端分别与锯齿端方形活动锁杆和副电磁铁2DT内的副固定铁芯相顶接，在副弹簧内插有一根端部与锯齿端方形活动锁杆相固连的副活动铁芯。为了使得电磁铁线圈产生的磁力线能充分利用，本实用新型中采用三截式线圈骨架结构，即主电磁1DT和副电磁铁2DT的骨架上、下两部分分别为主导磁材料骨架段和副导磁材料骨架段，骨架中间部分分别为主隔磁材料骨架段和副隔磁材料骨架段。参见图3，本实用新型还具有一个给主电磁铁1DT（1）和副电磁铁2DT（6）供电的控制电路，它由直流电源（24）、延时开关电路（25）、主电磁铁定时控制电路（26）、副电磁铁定时控制电路（27）及副电磁铁闭阀电路（28）组成。上述电路的连接关系和信号流向是，瞬时直流电源（24）分别给电路（25）、（26）、（27）、（28）提供直流工作电源、电路（25）控制电路（26）作延时输出，电路（26）和电路（27）分别给主电磁铁1DT（1）和副电磁铁2DT（6）定时供电，电路（28）供给副电磁铁2DT（6）以闭阀信号。

具有上述机械和电路结构的本实用新型在具体使用时，应将阀体的进水口与水源相连，电磁阀控制电路接入220V交流电源。在阀门未工作前，由于锯齿槽状活动阀杆和主活动铁芯的自重及主弹簧的弹力作用，使橡皮密封阀块向下压住阀腔内的膜片并封闭膜片中心孔，由进水口进入环形槽和阀腔内的水不能外泄，此时阀呈关闭状态。当启动瞬时直流电源（24）后，副电磁铁2DT（6）在其定时控制电路（27）的控制下通电一个时间（比如1秒），在此时间内，副电磁铁2DT（6）所产生的电磁力使副活动铁芯带动锯齿端方形活动锁杆压缩副弹簧而产生一个位移，于是锁杆的锯齿端部从阀杆的锯齿槽中退出。由于延时开关电路（25）的作用，使得主电磁铁1DT（1）在其定时控制电路（26）的控制作用下，比副电磁铁2DT（6）推迟一个时间（比如5微秒）工作，以免造成锁定机构中锯齿槽与锯齿端的摩擦，并且通过选择电路参数限制主电磁铁控制电路（26）的通电控制时间稍大于副电磁铁定时控制电路（27）的通电控制时间（比如2秒），在此时间内，主电磁铁1DT（1）所产生的电磁力使主活动铁芯带动锯齿槽状活动阀杆压缩主弹簧而产生一个位移。在副电磁铁2DT（6）工作到定时的时间后，在电路（27）的作用下切断电源，磁力消失，锯齿端方形活动锁杆在副弹簧的弹力作用下回到原位，正好与锯齿槽状活动阀杆上原来处于较低位置上的锯齿槽相啮合。主电磁铁1DT（1）工作到定时时间后，已使锁定机构正确定位，这时也被切断电源，停止工作，但阀杆被锁杆锁住而不会掉下来。由于阀杆底端的橡皮密封阀块也随之上升一个距离，阀腔内的水便流经膜片中心孔流向出水口，同时环形槽内的水也从膜片与阀体中间之间的缝隙流向出水口，又由于前者流量远大于后者流量，使得膜片下方与上方之间产生很大的水压差，于是膜片向上抬起，阀处于开启状态，水由进水口经环形槽和阀腔大量流向出水口。当需要关闭阀门时，只需启动副电磁铁闭阀电路（28），使副电磁铁2DT（6）得电工作，副活动铁芯在磁力作用下，带动锯齿端方形活动锁杆压缩副弹簧而从相啮合的锯齿槽中退出，于是锯齿槽状活动阀杆在主弹簧弹力作用下复位，从而关闭阀门。电路（28）启动完后，副电磁铁2DT（6）失电，锁杆在副弹簧的弹力作用下，其锯齿端又推进阀杆的锯齿槽与之相啮合。

本实用新型只有在阀门启动和关闭的瞬间才用电，而在阀门开启通水后的长时间里，电磁铁和控制电路均不用电，因此节能效果十分显著。同时，电磁铁的通电时间极短，发热温升极低，其使用寿命较长。其电路结构和机械结构的设计简单易行，所需原材料和元器件少，制造成本不高。该装置最宜用于洗衣机行业，用来取代现有洗衣机内的电磁水阀。

下面结合附图和实施例对本实用新型加以进一步说明。

图1和图2为本实用新型的一种具体结构分别处在阀门关闭和阀门开启状态的示意图；

图3为本实用新型的主电磁阀和副电磁阀的供电控制电路的电原理方框图；

图4为图3方框图的一种具体电路的原理图。

图1与图2中的附图标记是：1、主电磁铁1DT，2、主固定铁芯，3、主导磁材料骨架段，4、主隔磁材料骨架段，5、副活动铁芯，6、副电磁铁2DT，7、副隔磁材料骨架段，8、副导磁材料骨架段，9、副固定铁芯，10、副弹簧，11、锯齿端方形活动锁杆，12、阀体，13、环形槽，14、出水口，15、膜片中心孔，16、进水口，17、膜片，18、阀腔，19、橡胶密封阀块，20、锯齿槽状活动阀杆，21、自锁机构壳体，22、主活动铁芯，23、主弹簧，29、连接螺栓。

参见图1，主活动铁芯（22）与阀杆（20）之间，以及副活动铁芯（5）与锁杆（11）之间，可采用螺纹连接。主电磁铁1DT（1）、副电磁铁2DT（6）以及阀体（12）分别与自锁机构壳体（21）之间，均采用螺栓（29）连接。阀杆（20）与锁杆（11）可采用轻质的铝合金材料。主隔磁材料骨架段（4）和副隔磁材料骨架段（7）可采用塑料。

参见图3，瞬时直流电源（24）由常开按键QA、电容C₇与C₈、二极管D₃及稳压管DW组成，手动或自动化操作一下按键QA，C₇能很迅速地充满电，DW输出9V直流电压。副电磁铁定时控制电路（27）由1／2双时基电路IC₂、三极管BG₂、二极管D₁、晶闸管2SCR、电位器W₂、电阻R₄与R₅以及电容C₄至C₆组成，IC₂可采用NE556。电路（27）的控制原理是，9V直流电压给电容C₄充电，在C₄充电的瞬间，BG₂的基极为高电平，BG₂导通使NE556的8脚接地，触发NE556的一个时基电路使其9脚输出为高电平，当C₄充电完毕后，BG₂因基极电位降低而截止，此时NE556的8脚返原为高电平，电路（27）进入定时状态，2SCR一直保持导通，随着电容C₅的充电，12脚上的电位越来越高，当其电压大于2／3电源电压时，NE556的9脚输出信号翻转为低电平，2SCR截止，切断副电磁铁2DT（6）的电源，整个定时过程结束，定时时间为1.1×R_W2C₅，实施例定为1秒。延时开关电路（25）由开关集成电路IC₁及电阻R₂与R₃组成，IC₁可采用TWH8778，可延迟5微秒。主电磁铁定时控制电路（26）由1／2双时基电路IC₂、三极管BG₁、二极管D₂、晶闸管1SCR、电位器W₁、电阻R₁与R₆以及电容C₁至C₃组成。TWH8778延迟5微秒给C₁充电，使得电路（26）推迟5微秒工作，其工作原理与电路（27）相同，定时时间在实施例中定为2秒。副电磁铁闭阀电路（28）由继电器J及其常开触点J_A与常闭触点J_B和常开按键TA组成。按下TA，即可关闭阀门，TA可采用手动操作或自动化操作。

Claims

1、一种延寿节能电磁阀，其特征在于：

A)具有一个上部开有敞口阀腔(18)的阀体(12)，阀腔(18)下方开有与其相连通的环形槽(13)，阀体(12)下部的侧向和底向分别开有进水口(16)和出水口(14)与环形槽(13)和阀腔(18)相连通，在阀腔(18)内有一个置于环形槽(13)中间的阀体(12)上的膜片(17)，膜片(17)中央开有膜片中心孔(15)；

B)在阀体(12)上方具有与其相固连的自锁机构壳体(21)，在壳体(21)内开有竖向通孔与阀腔(18)相连通，在壳体(21)上方装有与其相固连的主电磁铁1DT(1)，主电磁铁1DT(1)的插铁芯中心孔与壳体(21)的竖向通孔相连通，一根锯齿槽状活动阀杆(20)滑套合在竖向通孔内，在主电磁铁1DT(1)的插铁芯中心孔内有一根主弹簧(23)，主弹簧(23)的上端和下端分别与主电磁铁1DT(1)的主固定铁芯(2)和阀杆(20)相顶接，在主弹簧(23)内插有一根底部与阀杆(20)相固连的主活动铁芯(22)，在阀杆(20)底端固连有橡皮密封阀块(19)，在壳体(21)侧部开有方形的横向孔与其竖向通孔相连通，一个固连在壳体(21)侧向的副电磁铁2DT(6)，其插铁芯中心孔与壳体(21)的横向孔相连通，一根锯齿端方形活动锁杆(11)滑套合在横向孔内，其锯齿端正好与阀杆(20)的锯齿槽相啮合，在横向孔和插铁芯中心孔内还有一根副弹簧(10)，其两端分别与锁杆(11)和副电磁铁2DT(6)的副固定铁芯(9)相顶接，在副弹簧(10)内插有一根端部与锁杆(11)相固连的副活动铁芯(5)；

C)主电磁铁1DT(1)和副电磁铁2DT(6)的线圈骨架均为三截式结构，即上、下两部分分别为主导磁材料骨架段(3)和副导磁材料骨架段(8)，中间部分分别为主隔磁材料骨架段(4)和副隔磁材料骨架段(7)；

D)一个给主电磁铁1DT(1)和副电磁铁2DT(6)供电的控制电路，由瞬时直流电源(24)、延时开关电路(25)、主电磁铁定时控制电路(26)、副电磁铁定时控制电路(27)及副电磁铁闭阀电路(28)组成，瞬时直流电源(24)分别给电路(25)、(26)、(27)、(28)提供直流工作电源，电路(25)控制电路(26)作延时输出，电路(26)和电路(27)分别给主电磁铁1DT(1)和副电磁铁2DT(6)定时供电，电路(28)供给副电磁铁2DT(6)以闭阀信号。

2、如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，瞬时直流电源（24）由常开按键QA、电容C₇与C₈、二极管D₃及稳压管DW组成，延时开关电路（25）由开关集成电路IC₁及电阻R₂与R₃组成，主电磁铁定时控制电路（26）由1／2双时基电路IC₂、三极管BG₁、二极管D₂、晶闸管1SCR、电位器W₁、电阻R₁与R₆以及电容C₁至C₃组成，副电磁铁定时控制电路（27）由1／2双时基电路IC₂、三极管BG₂、二极管D₁、晶闸管2SCR、电位器W₂、电阻R₄与R₅以及电容C₄与C₆组成，副电磁铁闭阀电路（28）由继电器J及其常开触点J_A与常闭触点J_B和常开按键TA组成。