CN217426470U

CN217426470U - 一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架

Info

Publication number: CN217426470U
Application number: CN202221030550.4U
Authority: CN
Inventors: 李瑶; 宋寒冰; 王东峰; 刘蓉
Original assignee: Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Aviation Brake Technology Co Ltd
Priority date: 2022-04-29
Filing date: 2022-04-29
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2032-04-29

Abstract

本实用新型涉及一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架，包括上导磁体、隔磁环、下导磁体，上导磁体、隔磁环、下导磁体自上至下依次固定连接。上导磁体为整体结构，分为上部、下部两部分。上部为圆筒形，上端开口，外圆周面设置半圆环形凹槽。圆筒形的底部对称设置2个上导磁体通孔，下部为台阶圆柱形。隔磁环为圆环，为低磁性不锈钢材料。下导磁体材料与上导磁体所用材料相同。本实用新型具有多样化功能，有效提高了零件利用率；充分利用了其内外部结构，使电磁阀的主要零件均集成在线圈骨架上，减少了电磁阀的结构尺寸和重量，实现了电磁阀结构的轻量化设计。

Description

一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架

技术领域

本实用新型属于电磁阀配件技术领域，特别是涉及一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架。

背景技术

目前，航空飞机普遍采用的电磁阀是根据所要实现的功能，基于电磁感应原理设计与实现的，而影响电磁阀功能性能的主要因素是磁场分布规律。因此，为了保证电磁阀性能，设计电磁阀时通常对涉及磁场分布的重要组件不做过多结构设计，即对线圈组件和导磁体的结构设计主要以满足性能为主，对轻量化设计考虑较少。随着航空技术的飞速发展，飞机整体架构设计中频繁提出了“集成”的设计理念，是要求将多个零件或产品的功能集成为一体，实现设计的轻量化和小型化。但现有技术中电磁阀使用的线圈骨架和导磁体分别为单独的零件，通过间隙配合方式装配为组件实现功能，其整体结构尺寸偏大、体积大、重量大的缺陷，无法满足飞机轻量化的使用要求和高度集成的设计原则。在传统结构设计时，为了尽可能实现减重目的，部分线圈骨架设计为空心结构用以装配导磁体，其外侧用以绕制线圈，如图1所示，该空心结构的线圈骨架仅能作为线圈绕制骨架和导磁体装配使用，功能单一，已无法满足现阶段航空飞机复杂的使用要求；为了实现线圈的固定，部分线圈骨架设计为“山”字型，线圈绕制在两侧凹槽处，如图2所示，但此类传统设计方式，未能将线圈骨架结构实现最大化利用，对装配要求较高，导致电磁阀整体尺寸偏大，同时影响电磁阀性能。

公开号为CN214175842U的中国实用新型专利，提出了一种新型的高压线圈骨架，该高压线圈骨架包括骨架和盖板，骨架中设有两条凹槽，两条凹槽相对应的内壁为矮壁，对应的外壁为高壁。通过在骨架上增加盖板，把线圈绕组的爬电距离从6mm增加到15mm以上，提高骨架承受的耐压时间。但该线圈骨架整体结构偏大，功能单一，未能合理利用线圈骨架结构实现产品的紧凑装配，不能满足轻量化设计的要求。

公开号为CN213988604U的中国实用新型专利中，提出了一种分段式线圈骨架，该圈骨架本体的顶面及底面均开设支撑槽，在内部开设收缩槽，通过收缩槽内部弹簧、弹簧表面固定的活动板以及活动板固定所需的隔板之间的配合使用，对漆包线进行固定，避免了传统式线圈骨架结构不能对漆包线进行固定的问题。但该线圈骨架的整体结构包容性较小，结构尺寸偏大，仅用于漆包线的固定，功能性较差，且对焊接强度要求较高。

公开号为CN213366353U的中国实用新型专利中，提出了一种高频功率空心线圈骨架，该骨架包括两平行设置的绝缘端板，绝缘端板间连接有支撑柱，采用支撑加接触层的结构形式，相较于传统线圈骨架，制作简单，耐热性高。但是，空心线圈骨架内部均用支撑住填充，未能实现空心结构的合理利用，且结构固定性较差，一旦该结构用于振动和冲击强度较大的使用环境时，易发生线圈磁场的波动变化，影响设备使用的可靠性。

实用新型内容

为了解决组成电磁阀的主要构件线圈骨架中现有技术中存在的体积大、重量大的缺点，本实用新型提出一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架包括上导磁体、隔磁环、下导磁体，所述上导磁体、所述隔磁环、所述下导磁体依次固定连接，连接方式为激光焊接，或为摩擦焊接，或为铜钎焊，自上至下依次为所述上导磁体、所述隔磁环、所述下导磁体。

上述的电磁阀线圈骨架，所述上导磁体为整体结构，中心线垂直地面，按其结构特征分为上部、下部两部分。所述上部为圆筒形，上端开口，圆筒外圆周上设置半圆环形凹槽。按圆筒内径的不同，自上而下分为两段，上段内径大于下段内径。在圆筒形的底部对称设置2个上导磁体通孔，2个通孔中心线夹角为90°，所述下部为台阶圆柱形。

上述的电磁阀线圈骨架，所述上导磁体的上部为圆筒形，圆筒的上段、下段内径依次为φ₁和φ₂，φ₁＝14.0～14.4mm，φ₂＝13.0～13.2mm，高度依次为h₁和h₂，h₁＝4.0～5.0mm，h₂＝5.5～6.0mm。上部外径为φ₃，φ₃＝16.0mm,上部高度为h₃，h₃＝11.0～11.5mm；圆筒形的底部通孔直径为φ₄，φ₄＝1.0mm。下部大圆柱外径为φ₅，φ₅＝8.5mm，高度为h₅，h₅＝2mm，小圆柱外径为φ₆，φ₆＝6.5mm，高度为h₆，h₆＝1mm。

上述的电磁阀线圈骨架，所述上导磁体为DWSi3软磁材料，或为DT4C，或为DT4E。

上述的电磁阀线圈骨架，所述隔磁环为圆环，圆环中心线与所述上导磁体中心线重合。圆环内径为φ₇，φ₇＝6.5mm，外径与所述上导磁体下部台阶圆柱形的小圆柱外径相等，高度为h₇，h₇＝6.0mm；所述隔磁环的上端与上导磁体下部台阶圆柱形的下端固定连接。

上述的电磁阀线圈骨架，所述隔磁环为低磁性不锈钢材料，如1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9。

上述的电磁阀线圈骨架，所述下导磁体为整体结构，旋转体，中心线与所述上导磁体的中心线重合，按其结构特征分为下导磁体上部、下导磁体下部两部分；所述下导磁体上部为圆环，圆环的内径、外径与所述隔磁环的内径、外径相等。所述下导磁体下部为带下导磁体通孔的变内外径的台阶形回转体，分为下导磁体上段、下导磁体中段、下导磁体下段，下导磁体下部设置1个下导磁体通孔，下导磁体通孔中心线与下导磁体3中心线平行。下导磁体上段为圆环形，内径与下导磁体上部内径相等；下导磁体中段为圆环形，内径与下导磁体上段内径相等。下导磁体下段为圆环形，外径与下导磁体中段外径相等,下导磁体材料与上导磁体所用材料相同。

上述的电磁阀线圈骨架，所述下导磁体上部圆环的上端面与所述隔磁环圆环的下端面固定连接。

上述的电磁阀线圈骨架，所述下导磁体上部圆环的高度为h₈，h₈＝5.0～6.5mm；所述下导磁体通孔中心线至下导磁体中心线距离为t，t＝6.5mm，下导磁体通孔孔径为φ₈，φ₈＝1.5mm，下导磁体通孔长度为h₉，h₉＝7.0mm。下导磁体上段外径为φ₉，φ₉＝16.8mm，高度为h₁₀，h₁₀＝2.0～2.5mm；下导磁体中段外径为φ₁₁，φ₁₁＝18.5mm。下导磁体下段内径为φ₁₀，φ₁₀＝8.5～9.2mm，高度为h₁₁，h₁₁＝2.0～3.0mm。

本实用新型的有益效果是：

一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架，将线圈骨架设计为一体式结构，这种结构利用激光焊接或摩擦焊或铜钎焊将上导磁体、隔磁环和下导磁体焊接为一体，避免了电磁阀装配过程中出现的错装问题，大大提高了电磁阀装配的效率。而且整个线圈骨架通过上导磁体、隔磁环和下导磁体焊接的一体式结构实现了现有技术多个零件的功能，从而使线圈骨架的功能具有多样化，有效提高了零件利用率。并可通过在线圈骨架内部增加调整垫片实现电磁阀的电磁力调整，是一种可调节型线圈骨架，能适用于不同电磁力要求的电磁阀，对于电磁阀的性能测试及调整具有一定的便捷性，避免了因调整电磁力造成二次加工的浪费，具有一定的经济性。

本实用新型将整个线圈骨架设计为变内外径的圆柱形结构，充分利用了线圈骨架内外部结构，使得电连接器、电磁铁及活门组件等电磁阀的重要零件均集成在线圈骨架上，最大程度地减少了电磁阀的结构尺寸和重量，减少了零件加工数量，实现了电磁阀结构的轻量化设计，能够满足飞机设计提出的高度集成要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是传统空心结构线圈骨架示意图；

图2是传统“山”字结构线圈骨架剖面图；

图3是本实用新型示意图；

图4是本实用新型沿中心线且过通孔的剖面图；

图5是上导磁体主视图；

图6是上导磁体俯视图；

图7是下导磁体主视图；

图8是下导磁体仰视图；

图9是使用本实用新型沿中心线且过通孔剖面图。

图中：1.上导磁体；2.隔磁环；3.下导磁体；4.绝缘垫圈；5.漆包线；6.引出导线；7.电连接器插座。

具体实施方式

实施例

一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架主要包括上导磁体1、隔磁环2及下导磁体3。

上导磁体1、隔磁环2、下导磁体3依次固定连接，自上至下依次为上导磁体1、隔磁环2、下导磁体3。如图3所示。

如图4、图5、图6所示，上导磁体1为整体结构，中心线垂直地面，按其结构特征分为上部、下部两部分。上部为圆筒形，上端开口，圆筒内的空间用于安装电磁阀的电连接器；圆筒外圆周上设置半圆环形凹槽，用于安装钢丝挡圈；按圆筒内径的不同，自上而下分为两段，上段、下段内径依次为φ₁和φ₂，φ₁＝14.0～14.4mm，φ₂＝13.0～13.2mm，高度依次为h₁和h₂，h₁＝4.0～5.0mm，h₂＝5.5～6.0mm；上部外径为φ₃，φ₃＝16.0mm,上部高度为h₃，h₃＝11.0～11.5mm；上段内部空间用于安装电连接器插座；下段内部空间用于放置引出导线与室温硫化硅橡胶；在圆筒形的底部对称设置2个上导磁体1通孔，两处通孔中心线夹角为90°，通孔直径为φ₄，φ₄＝1.0mm，上导磁体1的两处通孔用于安装引出导线。下部为台阶圆柱形，大圆柱外径为φ₅，φ₅＝8.5mm，高度为h₅，h₅＝2mm；小圆柱外径为φ₆，φ₆＝6.5mm，高度为h₆，h₆＝1mm。上导磁体1为DWSi3软磁材料，或为DT4C，或为DT4E。

如图4所示，隔磁环2为圆环，圆环中心线与上导磁体1中心线重合。圆环内径为φ₇，φ₇＝6.5mm，外径与上导磁体1下部台阶圆柱形的小圆柱外径相等，高度为h₇，h₇＝6.0mm；隔磁环2用于实现磁路的改变；为低磁性不锈钢材料，如1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9。隔磁环2的上端与上导磁体1下部台阶圆柱形的下端固定连接，连接方式为激光焊接，或为摩擦焊接，或为铜钎焊。

在隔磁环2内部靠近上导磁体1下部台阶形回转体的位置放置厚度为0.1mm的调整垫片可以调整电磁阀磁力。

如图4、图7、图8所示，下导磁体3为整体结构，旋转体，中心线与上导磁体1、隔磁环2的中心线重合，按其结构特征分为下导磁体上部、下导磁体下部两部分。下导磁体上部为圆环，圆环的内径、外径与隔磁环2的内径、外径相等，高度为h₈，h₈＝5.0～6.5mm。下导磁体上部圆环的上端面与隔磁环2圆环的下端面固定连接，连接方式与隔磁环2与上导磁体1的连接方式相同；下导磁体下部为带下导磁体通孔的变内外径的台阶形回转体，分为下导磁体上段、下导磁体中段、下导磁体下段，下导磁体下部设置1个下导磁体通孔，下导磁体通孔中心线与下导磁体3中心线平行，下导磁体通孔中心线至下导磁体3中心线距离为t，t＝6.5mm，下导磁体通孔孔径为φ₈，φ₈＝1.5mm，下导磁体通孔长度为h₉，h₉＝7.0mm，下导磁体通孔用于固定线圈；下导磁体上段为圆环形，内径与下导磁体上部内径相等，外径为φ₉，φ₉＝16.8mm，高度为h₁₀，h₁₀＝2.0～2.5mm；下导磁体中段为圆环形，内径与下导磁体上段内径相等，外径为φ₁₁，φ₁₁＝18.5mm；下导磁体下段为圆环形，外径与下导磁体中段外径相等，内径为φ₁₀，φ₁₀＝8.5～9.2mm，高度为h₁₁，h₁₁＝2.0～3.0mm；下导磁体下段内孔空间，用于装配电磁阀的活门组件。下导磁体材料与上导磁体所用材料相同。

表1组成构件的结构参数，单位mm

	实施例1	实施例2	实施例3
				φ<sub>1</sub>	14.4	14.0	14.0
φ<sub>2</sub>	13.0	13.2	13.0
				h<sub>1</sub>	5.0	4.0	4.5
h<sub>2</sub>	5.5	6.0	5.5
				h<sub>3</sub>	11.5	11.0	11.0
h<sub>8</sub>	6.0	5.5	6.5
				h<sub>10</sub>	2.0	2.5	2.2
φ<sub>10</sub>	9.0	8.5	9.2
				h<sub>11</sub>	2.5	3.0	2.0

表2组成构件使用的材料及连接方式

线圈骨架的工作过程如下：

线圈骨架作为电磁阀重要的结构件。当电磁阀接通时，在电流信号的影响下，线圈骨架和电磁铁被电流的磁场磁化，两者之间会产生一个互相吸引的控制力；当电磁阀断电时，电流断开，线圈骨架和电磁铁的磁效应消失，两者之间的互相吸引的控制力消失。通过线圈骨架与电磁铁的配合，实现磁场分布规律的工程化应用。

Claims

1.一种基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，包括上导磁体(1)、隔磁环(2)、下导磁体(3)，所述上导磁体(1)、所述隔磁环(2)、所述下导磁体(3)依次固定连接，连接方式为激光焊接，或为摩擦焊接，或为铜钎焊，自上至下依次为所述上导磁体(1)、所述隔磁环(2)、所述下导磁体(3)。

2.根据权利要求1所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述上导磁体(1)为整体结构，中心线垂直地面，按其结构特征分为上部、下部两部分；所述上部为圆筒形，上端开口，圆筒外圆周上设置半圆环形凹槽；按圆筒内径的不同，自上而下分为两段，上段内径大于下段内径；在圆筒形的底部对称设置2个上导磁体(1)通孔，2个通孔中心线夹角为90°，所述下部为台阶圆柱形。

3.根据权利要求2所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述上导磁体(1)的上部为圆筒形，圆筒的上段、下段内径依次为φ₁和φ₂，φ₁＝14.0～14.4mm，φ₂＝13.0～13.2mm，高度依次为h₁和h₂，h₁＝4.0～5.0mm，h₂＝5.5～6.0mm；上部外径为φ₃，φ₃＝16.0mm,上部高度为h₃，h₃＝11.0～11.5mm；圆筒形的底部通孔直径为φ₄，φ₄＝1.0mm；下部大圆柱外径为φ₅，φ₅＝8.5mm，高度为h₅，h₅＝2mm，小圆柱外径为φ₆，φ₆＝6.5mm，高度为h₆，h₆＝1mm。

4.根据权利要求1所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述上导磁体(1)为DWSi3软磁材料，或为DT4C，或为DT4E。

5.根据权利要求1所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述隔磁环(2)为圆环，圆环中心线与所述上导磁体(1)中心线重合；圆环内径为φ₇，φ₇＝6.5mm，外径与所述上导磁体(1)下部台阶圆柱形的小圆柱外径相等，高度为h₇，h₇＝6.0mm；所述隔磁环(2)的上端与上导磁体(1)下部台阶圆柱形的下端固定连接。

6.根据权利要求1所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述隔磁环(2)为低磁性不锈钢材料，如1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9。

7.根据权利要求1所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述下导磁体(3)为整体结构，旋转体，中心线与所述上导磁体(1)的中心线重合，按其结构特征分为下导磁体上部、下导磁体下部两部分；所述下导磁体上部为圆环，圆环的内径、外径与所述隔磁环(2)的内径、外径相等；所述下导磁体下部为带下导磁体通孔的变内外径的台阶形回转体，分为下导磁体上段、下导磁体中段、下导磁体下段，下导磁体下部设置1个下导磁体通孔，下导磁体通孔中心线与下导磁体(3)中心线平行；下导磁体上段为圆环形，内径与下导磁体上部内径相等；下导磁体中段为圆环形，内径与下导磁体上段内径相等；下导磁体下段为圆环形，外径与下导磁体中段外径相等,下导磁体材料与上导磁体所用材料相同。

8.根据权利要求7所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述下导磁体上部圆环的上端面与所述隔磁环(2)圆环的下端面固定连接。

9.根据权利要求7所述的基于轻量化的电磁阀线圈骨架，其特征在于，所述下导磁体上部圆环的高度为h₈，h₈＝5.0～6.5mm；所述下导磁体通孔中心线至下导磁体(3)中心线距离为t，t＝6.5mm，下导磁体通孔孔径为φ₈，φ₈＝1.5mm，下导磁体通孔长度为h₉，h₉＝7.0mm；下导磁体上段外径为φ₉，φ₉＝16.8mm，高度为h₁₀，h₁₀＝2.0～2.5mm；下导磁体中段外径为φ₁₁，φ₁₁＝18.5mm；下导磁体下段内径为φ₁₀，φ₁₀＝8.5～9.2mm，高度为h₁₁，h₁₁＝2.0～3.0mm。