CN210830683U - 电磁阀及具有该电磁阀的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电磁阀及具有该电磁阀的制冷系统，电磁阀包括静铁芯和动铁芯，所述静铁芯能够吸合所述动铁芯，所述动铁芯在电磁阀断电状态下距所述静铁芯距离是阀口流通直径的

至1倍。本实用新型的电磁阀能够保证被磁化的静铁芯及动铁芯之间具有较大的吸合力，确保静铁芯能够顺利吸合动铁芯，有利于阀口顺畅开启，防止电磁阀卡死，保证电磁阀正常工作。本实用新型还提供一种制冷系统，所述制冷系统包括上述的电磁阀。本实用新型的制冷系统，通过使用上述的电磁阀防止制冷功能被破坏，有利于制冷系统的正常工作。

Description

电磁阀及具有该电磁阀的制冷系统

技术领域

本实用新型涉及电磁阀技术领域，具体涉及电磁阀及具有该电磁阀的制冷系统。

背景技术

电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，主要应用在控制系统中。在现有技术中的部分电磁阀中，由于动铁芯与静铁芯之间的吸合力较小，可能存在电磁阀阀口无法顺利开启的情况，进而导致电磁阀在开阀过程中卡死，影响电磁阀的正常使用，后果严重。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供一种电磁阀及具有该电磁阀的制冷系统，旨在保证阀口顺畅开启，防止电磁阀卡死情况的出现，保证电磁阀正常使用。

本实用新型提供一种电磁阀，包括静铁芯和动铁芯，所述静铁芯能够吸合所述动铁芯，所述动铁芯在电磁阀断电状态下距所述静铁芯距离是阀口流通直径的

至1倍。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

在其中一种实施方式中，所述阀口通流直径为1.2mm，所述动铁芯距离所述静铁芯的距离范围为1mm至1.2mm。

在其中一种实施方式中，所述动铁芯距离所述静铁芯的距离为1mm。

在其中一种实施方式中，所述电磁阀还包括线圈，所述线圈围设所述动铁芯及所述静铁芯，所述线圈能够磁化所述动铁芯及所述静铁芯。

在其中一种实施方式中，所述线圈匝数为1100匝，所述线圈的电阻为15.5欧姆。

在其中一种实施方式中，所述线圈通过的外部电流为0.7安培。

在其中一种实施方式中，所述电磁阀还包括导磁架，所述导磁架为U型，所述导磁架与所述静铁芯固定连接，所述导磁架半包围所述线圈。

在其中一种实施方式中，所述静铁芯与所述动铁芯均为软磁材料。

在其中一种实施方式中，所述静铁芯与所述动铁芯同轴设置。

本实用新型的电磁阀，在电磁阀处于断电状态下，通过合理设置动铁芯距静铁芯的距离，保证被磁化的动铁芯及静铁芯之间具有较大的吸合力，进一步确保静铁芯能够顺利吸合动铁芯，有利于阀口顺畅开启，防止电磁阀卡死，保证电磁阀正常工作。

本实用新型还提供一种制冷系统，所述制冷系统包括上述的所述电磁阀。

本实用新型的制冷系统，通过使用上述的电磁阀防止制冷功能被破坏，有利于制冷系统的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式中电磁阀的结构示意图；

图2为图1所示电磁阀的剖视图；

图3为图1所示电磁阀中静铁芯的结构示意图；

图4为图3所示静铁芯另一视角的结构示意图；

图5为图1所示电磁阀中动铁芯的结构示意图；

图6为图1所示电磁阀中导磁架的结构示意图。

附图标记说明：

100、电磁阀；10、静铁芯；11、连接部；111、连接部侧壁；12、吸合部；121、吸合槽；122、吸合槽底面；123、吸合槽侧面；20、动铁芯；21、连接孔；22、抵靠部；221、抵靠部端面；222、抵靠部侧面；30、线圈；40、导磁架；41、第一限位板；411、安装孔；42、第二限位板；421、连通孔；43、中间板。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上移”、“下移”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“轴向”、“径向”、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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

请一并参阅图1和图2，图1为本实用新型一种实施方式中电磁阀的结构示意图；图2为图1所示电磁阀的剖视图。本实用新型提供一种电磁阀100，电磁阀100应用在工业控制系统中，用于调整介质的方向、流量和速度等参数，从而到达预期的控制效果。

本实施方式中，电磁阀100应用在制冷系统中；可以理解，在其他实施方式中，电磁阀100也可应用在其他的控制系统。

电磁阀100包括静铁芯10、动铁芯20、线圈30和导磁架40，静铁芯10与导磁架40相连接，线圈30与静铁芯10及动铁芯20相作用，导磁架40半围设线圈30；静铁芯10用于吸引动铁芯20，动铁芯20用于开启或关闭阀口(图未示)，线圈30用于磁化静铁芯10及动铁芯20，导磁架40用于加强线圈30的磁化效果。

静铁芯10与动铁芯20同轴设置，如此设置有利于静铁芯10吸合动铁芯20，进而使得阀口打开更加流畅，保证电磁阀100正常工作。

请一并参阅图3和图4，图3为图1所示电磁阀中静铁芯的结构示意图；图4为图3所示静铁芯另一视角的结构示意图。静铁芯10的形状为柱状，静铁芯10包括连接部11和吸合部12，连接部11与吸合部12相连接，连接部11用于连接导磁架40，吸合部12用于吸合动铁芯20。

连接部11由吸合部12的一端扩径形成，连接部11具有连接部侧壁111，连接部侧壁111开设有外螺纹(图未示)，连接部11通过外螺纹与导磁架40相连接。

吸合部12另一端的端面内凹形成吸合槽121，吸合槽121用于配合被吸引的动铁芯20，吸合槽121具有吸合槽底面122和吸合槽侧面123，吸合槽底面122为平面，即吸合槽底面122垂直于静铁芯10轴线，吸合槽侧面123为倾斜面。

值得说明的是，“吸合槽侧面123为倾斜面”指的是吸合槽侧面123相对静铁芯10的轴线倾斜，且沿吸合槽底面122朝向吸合槽121开口方向，吸合槽侧面123逐渐远离静铁芯10的轴线。吸合槽121设置为此形状能够辅助静铁芯10吸合动铁芯20。

请一并参阅图5，图5为图1所示电磁阀中动铁芯的结构示意图。动铁芯20的形状也为柱状，动铁芯20沿轴线方向开设有连接孔21，连接孔21用于安装电磁阀100的阀杆(图未示)。动铁芯20的上移或下移能够带动阀杆向上或向下运动，进而实现阀口的开启或关闭。

动铁芯20朝向静铁芯10的一端设置有抵靠部22，抵靠部22具有抵靠部端面221和抵靠部侧面222，抵靠部端面221为平面，即抵靠部端面221与动铁芯20的轴线相垂直，抵靠部侧面222同样为倾斜面，抵靠部侧面222相对动铁芯20的轴线倾斜，抵靠部侧面222相对动铁芯20轴线的倾斜角度与吸合槽侧面123相对静铁芯10轴向的倾斜角度相同，当静铁芯10吸引动铁芯20时，抵靠部端面221与吸合槽底面122相抵，抵靠部侧面222与吸合槽侧面123相贴合。

吸合槽121和抵靠部22的形成同样有利于电磁阀100的阀口顺利打开。当电磁阀100受外力因素影响，动铁芯20与静铁芯10可能出现不同轴的情况，被吸引的动铁芯20的抵靠部22会与吸合槽侧面123相接触，由于吸合槽侧面123相对静铁芯10轴线倾斜，抵靠部22在吸合槽侧面123的导向下会与吸合槽121相配合，即抵靠部端面221与吸合槽底面122相抵，抵靠部侧面222与吸合槽侧面123相贴合。

在本实施方式中，静铁芯10与动铁芯20均大致呈圆柱状，方便加工生产；可以理解，在其他实施方式中，静铁芯10与动铁芯20也可为其他形状，只要静铁芯10能够吸合动铁芯20即可。

线圈30套设静铁芯10及动铁芯20，当外部电流通过线圈30时，线圈30能够磁化静铁芯10与动铁芯20，进而使得静铁芯10吸合动铁芯20并实现阀口的打开。

在本实施方式中，静铁芯10与动铁芯20均为软磁材料，选用软磁材料可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度，有利于增强电磁阀100阀口开启的流畅度；可以理解，在其他实施方式中，静铁芯10与动铁芯20也可选用其他材料，只要线圈30能够磁化静铁芯10及动铁芯20，并使得被磁化的静铁芯10吸合动铁芯20即可。

请一并参阅图6，图6为图1所示电磁阀中导磁架的结构示意图。导磁架40的大致形状为U形，导磁架40半包围线圈30，导磁架40能够防止静铁芯10与动铁芯20之间磁力的外泄，保证被磁化的静铁芯10及动铁芯20之间具有较大的吸合力，进而提高阀口开启的流畅度，有利于电磁阀100正常工作。导磁架40由第一限位板41、第二限位板42和一块中间板43构成，第一限位板41与静铁芯10相连接，第二限位板42用于束缚动铁芯20，中间板43连接第一限位板41及第二限位板42。

第一限位板41与第二限位板42相对设置。第一限位板41上开设有安装孔411，安装孔411上开设有内螺纹(图未示)。连接部侧壁111上的外螺纹能够与安装孔411上的内螺纹相配合，进而可实现导磁架40与静铁芯10的固定连接。静铁芯10与导磁架40的固定有利于静铁芯10能够吸合动铁芯20，从而保证阀口顺利开启。

可以理解，在另一实施方式中，安装孔411上开设有外螺纹，连接部侧壁111开设有内螺纹；或静铁芯10与导磁架40之间采用卡接等其他连接方式，只要静铁芯10能够固定安装至导磁架40上即可。

第二限位板42上开设有连通孔421，动铁芯20穿过连通孔421与电磁阀100的阀口间接配合，当静铁芯10吸合动铁芯20时，动铁芯20能够沿连通孔421的轴向方向上升，进而实现阀口的开启。中间板43具有第一端(未标注)和第二端(未标注)，中间板43的第一端与第一限位板41相连接，中间板43的第二端与第二限位板42相连接。

为了保证电磁阀100能够顺利实现阀口的开启，且保证开阀时具有较高的流畅度，防止电磁阀100卡死情况的出现，本实用新型还作为以下改进。

本实用新型利用有限元分析方法，通过更改变量，寻求外部电流及动铁芯20与静铁芯10之间的距离对吸合力的影响。

首先在有限元软件中建立模型，四面体单元的4个顶点I,J,K,L的坐标可以分别设为(x_i，y_i，z_i)，(x_j，y_j，z_j)，(x_k，y_k，z_k)，(x_l，y_l，z_l)，按照坐标给出各顶点的场量表达式如下：

其中：a、b、c、d为待定参数，需要通过4个顶点的坐标值和其对应的场量求解该方程组得到。

静态电磁场通则是过麦克斯韦方程组分析求解：

式中：B(x,y,z)为磁感应强度，H(x,y,z)为磁场强度，J(x,y,z)为电流密度。这三个矢量均可以通过三个坐标轴方向上的单位矢量表达，其函数关系式如下：

式中：B_x、B_y、B_z分别为x,y,z方向上的标量磁感应强度；

为标量磁位；H_p为四面体单元6条棱边上的磁场强度，为待求场量；H_c则是永磁体的磁场强度；求解得到单元节点上的场量值后再通过二次插值算法来估算单元内任意位置的场量。

模型建立好后，首先通过控制变量法对外部电流进行模拟分析：

本次实验中，外部电流取值分别为0.39A、0.58A、0.65A、0.71A及0.77A，得到的吸合力数据结果依次对应为4.266N、9.173N、11.08N、13.04N及14.98N,值得说明的是，“A”为电流单位安培，“N”为力的单位牛顿。

其次，再通过控制变量法对动铁芯20及静铁芯10之间距离进行模拟分析：

本次实验中，动铁芯20距离静铁芯10之间距离分别为0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm及1.2mm，得到的吸合力数据结果对应为9.173N、8.347N、7.606N、7.007N及6.438N，值得说明的是，“mm”为长度单位毫米，“N”为力的单位牛顿。

由上述实验所得，静铁芯10吸合动铁芯20的吸合力，随着外部电流的增大而增大；随着气隙宽度的增大而减小。

本实用新型的电磁阀100，动铁芯20在电磁阀100断电状态下距静铁芯10距离是阀口流通直径(图未示)的

至1倍。

值得说明的是，此“阀口通流直径”指的是，阀口完全打开时，允许流通于电磁阀100中的介质由一端管路流入另一端管路的最大流通孔径。

为实现电磁阀100能够流畅开启阀口，电磁阀100处于断电状态下时，动铁芯20要尽可能接近静铁芯10，以保证电磁阀100通电状态时静铁芯10能够顺利吸合动铁芯20。但需同时考虑阀口的开启程度，静铁芯10吸合动铁芯20时，避免阀口开启不完全导致的介质流通受阻的情况。

本实用新型的电磁阀100，在保证阀口能够完全开启的情况下，动铁芯20距离静铁芯10的距离最近，电磁阀100通电状态下时，静铁芯10与动铁芯20之间的吸合力较大，静铁芯10能够顺利吸合动铁芯20，进而阀口能够顺畅开启，防止阀口打开时电磁阀100卡死，有利于电磁阀100正常工作。

在本实施方式中，动铁芯20在电磁阀100断电状态下距静铁芯10距离为阀口流通直径的

倍，即阀口能够完全打开的情况下，电磁阀100处于未通电状态时，动铁芯20尽可能靠近静铁芯10保证阀口顺利打开。

值得说明的是，当动铁芯20在电磁阀100断电状态下距静铁芯10距离小于阀口流通直径时，电磁阀100处于断电状态下，阀口处会存在一定缝隙以满足制冷系统的特定需求；同时，当动铁芯20在电磁阀100断电状态下距静铁芯10距离为小于阀口流通直径的

倍时，可能出现电磁阀100处于断电状态下，阀口处缝隙过大的情况，进而破坏电磁阀100基本功能，不利于电磁阀100正常使用。

此处同样以动铁芯20在电磁阀100断电状态下距静铁芯10距离为阀口流通直径的

倍为例进行说明，电磁阀100处于断电状态下时，阀口处会存在缝隙，此缝隙为阀口通流直径的

当电磁阀100处于通电状态下，在动铁芯20的带动下，其余阀口的5/6打开，进而实现阀口的完全开启。

可以理解，在其他实施方式中，动铁芯20在电磁阀100断电状态下距静铁芯10距离也可为阀口流通直径的1倍，即在电磁阀100断电状态下，动铁芯20距静铁芯10的距离与阀口通流直径相同。当电磁阀100处于通电状态下时，静铁芯10吸合动铁芯20的吸合力较大，同时阀口能够完全开启，有利于提高电磁阀100阀口开启的流畅度，保证电磁阀100正常工作。

值得说明的是，根据制冷系统的不同需求，动铁芯20在电磁阀100断电状态下距静铁芯10距离可选取为阀口流通直径的

至1倍的其他数值，电磁阀100处于断电状态下时，阀口处仍会存在缝隙，根据选取数值的不同，缝隙大小不同以满足不同制冷系统需求。

在本实施方式中，阀口通流直径为1.2mm，电磁阀100处于未通电状态下，动铁芯20距静铁芯10的距离为1mm，此时阀口处会存在0.2mm的缝隙以满足制冷系统的需求。当电磁阀100处于通电状态下时，静铁芯10能够以相对较大的力吸合动铁芯20，动铁芯20上移1mm，阀口完全开启，即阀口开启1.2mm

可以理解，在其他实施方式中，阀口的通流直径为1.2mm，电磁阀100处于未通电状态下，动铁芯20距静铁芯10的距离也为1.2mm，此时阀口处不存在间隙。当电磁阀100处于通电状态下时，静铁芯10能够以相对较大的力吸合动铁芯20，阀口同样完全开启；或

阀口的通流之间为1.2mm，电磁阀100处于未通电状态下，动铁芯20距静铁芯10的距离为1mm至1.2mm的任意数值。

在本实施例中，将阀口通流直径设置为1.2mm能够满足制冷系统的基本需求，同时方便加工设置；可以理解，在其他实施方式中，根据不同的控制系统，阀口通流直径也可为其他数值。

为进一步实现电磁阀100的阀口能够顺畅开启，需保证线圈30有较强的磁化能力，线圈30的磁化能力越强，使得受磁化的静铁芯10与动铁芯20之间的吸合力越大，有利于阀口顺畅开启。线圈30的磁化能力与线圈30的匝数及通过线圈30的外部电流有关，线圈30的匝数越多，通过线圈30的外部电流越大，线圈30的磁化能力越强。

但为保证电磁阀100正产工作，需将线圈30的发热量情况考虑在内。线圈30的发热与线圈30的电阻及通过线圈30的外部电流有关，线圈30的电阻越大，通过线圈30的外部电流越大，均会导致线圈30的发热量越大。

综上所述，本实用新型电磁阀100的线圈30匝数为1100匝，线圈30的电阻为15.5欧姆，通过线圈30的外部电流为0.7安培。线圈30选取上述数值，能够保证线圈30发热正常的情况下，线圈30具有较强的磁化能力，进而使得受磁化的静铁芯10及动铁芯20之间具有较大的吸合力，有利于阀口顺畅开启。

本实用新型的电磁阀100，在电磁阀100处于断电状态下，通过合理设置动铁芯20距静铁芯10的距离，保证被磁化的动铁芯20及静铁芯10之间具有较大的吸合力，进一步确保静铁芯10能够顺利吸合动铁芯20，有利于阀口顺畅开启，防止电磁阀100卡死，保证电磁阀100正常工作。

本实用新型还提供一种制冷系统，该制冷系统包括上述的电磁阀100。

本实用新型的制冷系统，通过使用上述的电磁阀100防止制冷功能被破坏，有利于制冷系统的正常工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电磁阀(100)，包括静铁芯(10)和动铁芯(20)，所述静铁芯(10)能够吸合所述动铁芯(20)，其特征在于，所述动铁芯(20)在电磁阀(100)断电状态下距所述静铁芯(10)距离是阀口流通直径的

至1倍。

2.如权利要求1所述的电磁阀(100)，其特征在于，所述阀口通流直径为1.2mm，所述动铁芯(20)距所述静铁芯(10)的距离范围为1mm至1.2mm。

3.如权利要求2所述的电磁阀(100)，其特征在于，所述动铁芯(20)距所述静铁芯(10)的距离为1mm。

4.如权利要求1所述的电磁阀(100)，其特征在于，所述电磁阀(100)还包括线圈(30)，所述线圈(30)围设所述动铁芯(20)及所述静铁芯(10)，所述线圈(30)能够磁化所述动铁芯(20)及所述静铁芯(10)。

5.如权利要求4所述的电磁阀(100)，其特征在于，所述线圈(30)的匝数为1100匝，所述线圈(30)的电阻为15.5欧姆。

6.如权利要求4所述的电磁阀(100)，其特征在于，通过所述线圈(30)的外部电流为0.7安培。

7.如权利要求4所述的电磁阀(100)，其特征在于，所述电磁阀(100)还包括导磁架(40)，所述导磁架(40)为U型，所述导磁架(40)与所述静铁芯(10)固定连接，所述导磁架(40)半包围所述线圈(30)。

8.如权利要求1所述的电磁阀(100)，其特征在于，所述静铁芯(10)与所述动铁芯(20)均为软磁材料。

9.如权利要求1所述的电磁阀(100)，其特征在于，所述静铁芯(10)与所述动铁芯(20)同轴设置。

10.一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统包括如权利要求1至9中任意一项所述的电磁阀(100)。

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