CN219529966U - 一种电磁阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁阀，包括：线圈，具有沿轴向延伸的孔道；定子，设置于线圈的一端，定子至少部分位于线圈的孔道内，能够被磁化；移动组件，包括电枢，移动组件能够沿轴向在孔道内移动，以使电磁阀处于开启状态或关闭状态；永磁部件，设置于移动组件上，永磁部件与电枢磁性导通；弹性件，与所述移动组件相连接；其中，线圈被配置为输入正向电流时，能够产生与永磁部件相一致的磁场，以使电枢与定子磁性吸附，使电磁阀处于开启状态；线圈输入反向电流时，能够产生与永磁部件相反的磁场，以使定子与电枢互斥分离，弹性件驱动移动组件复位，使电磁阀处于关闭状态。本实用新型电磁阀实现两状态应用的结构简单成本低。

Description

一种电磁阀

技术领域

本实用新型涉及电磁阀领域，特别涉及一种电磁阀。

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，应用广泛种类多。一般电磁阀的原理是，通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹性件把关闭件压在阀座上，阀门关闭。该电磁阀只能维持关闭或开启状态，当电磁铁由一种状态切换到另一种状态后，持续通电次才能维持切换后的状态，断电后不能维持，这会带来增加功耗、发热严重以及产品寿命缩短等问题。目前可实现两种状态的电磁阀采用的结构是直接将永磁铁设置于线圈内部，存在线圈工作发热到一定温度时可能会导致永磁铁退磁，产品性能不稳定，线圈绕线难度大以及结构复杂成本高的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决目前两状态电磁阀结构复杂成本高以及性能不稳定的问题。本实用新型提供了一种电磁阀，可实现两状态应用，且状态切换后无需长时间通电维持，降低功耗，同时结构简单成本低。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种电磁阀，包括：

线圈，具有沿线圈的轴向延伸的孔道；

定子，设置于线圈的一端，且定子至少部分位于线圈的孔道内，定子能够被磁化；

移动组件，包括电枢，移动组件能够沿轴向相对孔道移动，以使电磁阀处于开启状态或关闭状态；

永磁部件，设置于移动组件上，永磁部件与电枢磁性导通；

弹性件，与移动组件相连接；

其中，线圈被配置为输入正向电流时，能够产生与永磁部件相一致的磁场，以使定子与电枢相互吸引，移动组件向定子方向移动至第一位置，电枢与定子磁性吸附，使电磁阀处于开启状态；线圈输入反向电流时，能够产生与永磁部件相反的磁场，以使定子与电枢互斥分离，移动组件沿背离定子的方向移动至第二位置，使电磁阀处于关闭状态。

采用上述技术方案，通过永磁部件对电枢的磁化，电磁阀可以实现常开或常闭两种状态，只需在状态切换时通电，无需通过通电维持某一状态，因此可节约电源降低功耗，也可延长电磁阀的使用寿命。同时永磁部件设置于活动组件上，相当于直接与电枢接触磁性导通，以最简单的结构实现了电枢的磁化，结构简单，安装方便。同时也可通过调节永磁部件的磁性或数量，方便地对电枢的磁性大小进行调节。

作为一具体实施方式，移动组件还包括：

阀杆，沿轴向延伸，与电枢相连接；

阀头，连接于阀杆远离定子的一端，阀头用于与需要控制通断的通道相匹配，移动组件位于第一位置时，阀头与通道端部分离，以使通道处于连通状态；移动组件位于第二位置时，阀头与通道端部相贴合，以使通道处于断开状态。

作为一具体实施方式，还包括：

衬套，设置于线圈的另一端，沿轴向，衬套至少部分位于孔道内；

第一轴承，设置于衬套远离定子的端部；电枢位于第一轴承与定子之间；

第二轴承，设置于定子上，阀杆的两端分别与第一轴承与第二轴承滑动连接。

作为一具体实施方式，衬套与定子在轴向上的间隔大于电枢侧壁与孔道内壁之间的间隙。

作为一具体实施方式，定子包括导向孔，第二轴承位于导向孔内，电枢位于第一位置时，与导向孔的底壁磁性吸合。

作为一具体实施方式，还包括：

磁轭，沿线圈的周向设置于线圈之外，磁轭的一端与定子相接触，能够与定子磁性导通；

下定子，设置于线圈的另一端，下定子与磁轭相接触，能够与磁轭磁性导通；衬套与下定子相连接，沿轴向，衬套贯穿下定子延伸至孔道内；

其中，弹性件套接于衬套外，弹性件的两端分别与下定子和阀头相抵接。

作为一具体实施方式，还包括：

壳体，具有容置腔体，线圈、定子、衬套、弹性件均设置于容置腔体内，磁轭嵌设于壳体内；

防护罩，设置于壳体远离定子的端部，阀头贯穿防护罩延伸至壳体外；

密封圈，设置于防护罩上，密封圈沿周向与阀头的外壁紧密贴合。

作为一具体实施方式，密封圈为V型圈。

作为一具体实施方式，永磁部件设置于电枢和/或阀杆上，电枢和阀杆磁性导通。

作为一具体实施方式，还包括换向器，与为线圈供电的电源相连接，用于转换电源的极性。

附图说明

图1示出本实用新型实施例电磁阀开启状态的示意图；

图2示出本实用新型实施例电磁阀关闭状态的示意图；

图3示出本实用新型实施例电磁阀的永磁部件设置于电枢端部结构示意图；

图4示出本实用新型实施例电磁阀的永磁部件设置于轴内部结构示意图；

图5示出本实用新型实施例电磁阀的永磁部件设置于轴端部结构示意图；

图中：10-壳体、20-线圈、21-绕线、22-骨架、221-孔道、31-定子、311-定子端面、312-导向孔、313-导向孔底壁、32-磁轭、33-下定子、41-衬套、411-衬套端面、42-第一轴承、43-第二轴承、51-电枢、52-永磁部件、53-阀杆、54-阀头、541-阀头端面、542-空腔、543-通气孔、55-固定件、60-弹性件、70-防护罩、71-密封圈。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的“正向电流”、“反向电流”、“正向磁场”和“反向磁场”中使用的“正向”和“反向”方位词只是为了更直观地描述电流不同方向和磁场方向与电磁阀开关状态的关系，不对本申请的保护范围有任何限制；本实用新型所述的“上端”和“下端”分别指靠近定子和远离定子的一端。

本实用新型实施例公开了一种电磁阀，参照图1至图5，包括线圈20、定子31、永磁部件52、弹性件60和移动组件，移动组件包括电枢51。线圈20的中心具有沿线圈20轴向(如图1和图2中X向所示)延伸的孔道221。定子31设置于线圈20的上端(如图1和图2中沿F向延伸的一端)，且定子31至少部分位于线圈20的孔道221内，线圈20内通入电流后产生磁场，定子31能够被磁化。移动组件能够沿轴向相对孔道221移动，以使电磁阀处于开启状态或关闭状态。永磁部件52为永磁材料制成的部件，永磁材料设置于移动组件上且与电枢51磁性导通，使将电枢51磁化。永磁部件52可设置于移动组件上任意能够与电枢51导通的位置。示例性地，电枢51材质为软磁材料，永磁部件52嵌设置于电枢51内(如图1和图2所示)。在另一具体实施方式中，永磁部件52位于电枢51的端部(如图3所示)。

其中，线圈20被配置为输入正向电流时，能够产生与永磁部件52相一致的磁场，定子31与电枢51相互吸引，使移动组件向定子31方向移动至第一位置，电枢51与定子31磁性吸附，使电磁阀处于开启状态。线圈20输入反向电流时，能够产生与永磁部件52相反的磁场，以使定子31与电枢51磁性相反互斥分离。弹性件60设置于远离定子31的一端，与移动组件弹性连接，弹性件60用于定子31与电枢51互斥分离后，推动电枢51移动至第二位置，使电磁阀处于关闭状态。

永磁部件52设置于移动组件上，将电枢51磁化为一个磁性体，具体地，以永磁部件52使电枢51产生正向磁场为例进行解释性说明。当电磁阀处于关闭状态，移动组件位于第二位置，线圈20未通电时，电枢51与定子31之间的间距较大，使电枢51与定子31间的磁吸力较小，不足以克服弹性件的弹力，使电枢51由第二位置移动至第一位置，因此，电磁阀可以保持关闭状态。

当向线圈20通正向电流后，线圈20产生的磁场与电枢51的相一致的正向磁场，定子31被磁化，电枢51的正向磁场被线圈20产生的正向磁场加强，由此电枢51与定子31之间的磁吸力增大，能够克服弹性件60的弹力。在定子31与电枢51间磁吸力的作用下，弹性件60被压缩，移动组件由第二位置移动至第一位置(即沿图1和图2中F向所示方向移动)，电枢51与定子31吸附在一起，使电磁阀处于开启状态。断开电源后，电枢51与定子31间的磁性吸附力依然很强，弹性件60的弹力不足以使电枢51与定子31分离，使移动组件一直位于第一位置，电磁阀一直保持开启状态。

当电磁阀需要由开启状态切换至关闭状态时，将线圈20通入反向电流，线圈20会产生与电枢51磁场相反的反向磁场，通电瞬间，线圈20产生的反向磁场磁化定子31，定子31的磁场与电枢51的磁场由于方向相反相互排斥，进而电枢51与定子31分离。之后在弹性件60的作用下，移动组件移动至第二位置(即沿图1和图2中D向所示方向移动)，使电磁阀处于关闭状态。断开电源后，电磁阀将一直保持关闭状态。

由上，电磁阀可以实现常开或常闭两种状态，即电磁阀既可以作为常开阀又可以作为常闭阀。只需在状态切换时通电，无需通过通电维持某一状态，因此可节约电源降低功耗，也可延长电磁阀的使用寿命。而永磁部件52设置于活动组件上，相当于直接与电枢51接触磁性导通，以最简单的结构实现了电枢51的磁化。同时也可通过调节永磁部件52的磁性或数量，方便地对电枢51的磁性大小进行调节，以满足与弹性件60的弹力以及电磁铁整体结构的匹配，实现该设计功能。

进一步地，本申请实施例还包括换向器(图中未示出)，与为线圈20供电的电源相连接，用于转换电源的极性。

参照图1和图2，电磁阀包括壳体10，壳体10具体容置腔体，线圈20和定子31均位于容置腔体内。具体地，线圈20包括绕线21和骨架22，骨架22为具有中空孔道221的柱体，绕线21缠绕在骨架22上。绕线21内通入电流后，在孔道221以及线圈20周围形成磁场。定子31安装于骨架22的上端(即图1中骨架22向F向延伸的一端)，定子31的下端部(即定子31沿图1中D向延伸的一端)延伸至孔道221内。

参照图1至图5，移动组件还包括阀杆53和阀头54，阀杆53沿轴向延伸，电枢51固定设置于阀杆53上，阀头54连接于阀杆53远离定子31的一端。进一步地，永磁部件52也可设置于阀杆53上，电枢51与阀杆53能够磁性导通，永磁部件52通过阀杆53传导永磁部件52的磁性使电枢51磁化，永磁部件52将阀杆53与电枢51同时磁化。示例性地，永磁部件52可嵌设于阀杆53内(如图4所示)，可设置于阀杆53的任意位置，如设置于阀杆53的端部(如图5所示)。在另一具体实施方式中，永磁部件52可设置有多个，此种情况下，永磁部件52可设置于电枢51和/或阀杆53上。

进一步地，阀头54由壳体10远离定子31的一端延伸至壳体10外，阀头54用于与需要控制通断的通道(通道图中未示出，其大致位于阀头54的下端位置)相匹配。阀头54随阀杆53和电枢51一同在轴向上移动，当移动组件位于第一位置时，阀头54端部与通道端部分离，使通道处于连通状态；移动组件位于第二位置时，阀头54端部与通道端部相贴合，使通断处于断开状态。并依据实际需求，可以使通道保持连通或断开的状态。

参照图1和图2，示例性地，阀头54端部的阀头端面541向阀头54内凹形成空腔542，便于阀头54与气流通道相配合，同时也可便于阀头54与阀杆53相连接。示例性地，阀杆53与阀头54相连接的端部设有十字连接结构，阀杆53通过十字连接结构与阀头端面541相连接，且阀杆53端部延伸至空腔542内。空腔542内设置有固定件55，固定件55与阀杆53端部相连接对阀头端面541实现沿轴向的夹持，进而将阀头54与阀杆53的紧固连接。固定件55与阀头54端部可通过焊接等方式进行连接。

继续参照图1，壳体10内还设置有衬套41、第一轴承42和第二轴承43。衬套41设置于线圈20的另一端，连接于骨架22的下端(即远离定子31的一端)。在轴向上，衬套41至少部分位于孔道221内，发挥传导磁力线的作用。在另一具体实施方式中，衬套41也可以全部位于孔道221内。第一轴承42设置于衬套41远离定子31的端部，第二轴承43设置于定子31上，阀杆53的两端分别与第一轴承42与第二轴承43滑动连接，第一轴承42与第二轴承43为移动组件的移动提供导向。电枢51位于第一轴承42与定子31之间。

参照图2，定子31包括导向孔312。示例性地，导向孔312为阶梯孔，包括大直径孔和小直径孔(如图2所示)，第二轴承43设置于小直径孔内，阀杆53的上端部延伸至小直径孔内与第二轴承43滑动连接。大直径孔包括导向孔底壁313，移动组件位于第一位置时，电枢51的上端部(即与定子31相近的端部)位于大直径孔内，且电枢51与定子31通过电枢51上端面与导向孔底壁313相吸附。衬套41、第一轴承42、第二轴承43以及定子31上导向孔312的设置为移动组件的运动提供导向，保证移动组件的运动精度，使电磁阀的状态切换更加稳定。

参照图1，本实施例的电磁阀还包括磁轭32和下定子33，磁轭32嵌设于壳体10内，用于磁力线的传导以及约束磁力线。磁轭32沿周向设置于线圈20之外，磁轭32的上端与定子31相接触，能够与定子31磁性导通。示例性地，壳体10包覆线圈20，使磁轭32与线圈20，尤其是与绕线21部分隔开，避免由于摩擦等原因使磁轭32损坏线圈20绝缘层，同时也可以对线圈20实现固定，避免线圈20在使用中晃动。

下定子33设置于线圈20的另一端，磁轭32的下端与下定子33相接触，使下定子33能够与磁轭32磁性导通。沿轴向衬套41贯穿下定子33延伸至孔道221内，衬套41与下定子33相连接，使衬套41与下定子33可磁性导通。线圈20通电后，产生磁场的磁力线通过定子31、磁轭32、下定子33以及延伸至孔道221内的衬套41、电枢51到定子31进行磁力传导，磁轭32以及下定子33的设置均有助于约束磁力线，增强磁感应强度。

进一步地，电枢51至少部分位于衬套41的内孔，位于内孔的部分，电枢51外侧壁与衬套41内孔设置有间隙。在轴向上，衬套41与定子31间隔设置，即衬套41靠近定子31的衬套端面411与相对的定子端面311具有一定间隔(如图1所示)。衬套端面411与定子端面311的间隔比电枢51外壁与衬套41内孔侧壁之间的间隙大。因此磁力传导时，磁力会由衬套41传导至电枢51后再到定子31，而不是直接由衬套41传导至定子31，进而增加线圈20磁场对电枢51磁感应强度的影响。

示例性地，弹性件60套接于衬套41外，弹性件60的两端分别与下定子33和阀头54相抵接(如图1-图5所示)。电枢51与定子31互斥分离后，弹性件60弹性恢复推动移动组件沿远离定子的方向(如图1和图2中D向所示)移动至第二位置，使电磁阀处于关闭状态。弹性件60起到使移动组件复位的作用。

参照图1，本实施例电磁阀还包括防护罩70，设置于壳体10远离定子31的端部，用于对电磁阀内部进行防护。阀头54贯穿防护罩70延伸至壳体10之外，防护罩70上还设置有密封圈71，密封圈71沿周向与阀头54的外侧相贴合。示例性地，密封圈71为V型圈，可提升电磁阀使用中的密封效果。

作为一种具体实施方式，本实施例的电磁阀为气体旁通阀，用于控制气流通道的通断。装配时，阀头54端部与需要控制通断的气流通道(图中未示出)相匹配。阀头端面541上设置有通气孔543。当电磁阀处于关闭状态时，阀头54端部与气流通道相贴合，断开气流通道与其它部分的连通。此时，气流通道内的气体能够阀头端面541的通气孔543进入壳体10的容置腔体中，并沿如图2所示路径S，扩散至密封圈71处。随着气体压力的增大，气体会将V型的密封圈71的侧壁撑开，进而使V型密封圈71与阀头54的外壁紧密贴合，保证电磁阀处于关闭状态时的密封性。

本申请实施例的电磁阀可应用于其它通过线性移动控制流体通道通断的场景，本申请不作限制。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的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。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电磁阀，其特征在于，包括：

线圈，具有沿所述线圈的轴向延伸的孔道；

定子，设置于所述线圈的一端，且所述定子至少部分位于所述线圈的孔道内，所述定子能够被磁化；

移动组件，包括电枢，所述移动组件能够沿所述轴向相对所述孔道移动，以使所述电磁阀处于开启状态或关闭状态；

永磁部件，设置于所述移动组件上，所述永磁部件与所述电枢磁性导通；

弹性件，与所述移动组件相连接；

其中，所述线圈被配置为输入正向电流时，能够产生与所述永磁部件相一致的磁场，以使所述定子与所述电枢相互吸引，所述移动组件向所述定子方向移动至第一位置，所述电枢与所述定子磁性吸附，使所述电磁阀处于开启状态；所述线圈输入反向电流时，能够产生与所述永磁部件相反的磁场，以使所述定子与所述电枢互斥分离，所述弹性件驱动所述移动组件沿背离所述定子的方向移动至第二位置，使所述电磁阀处于关闭状态。

2.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述移动组件还包括：

阀杆，沿所述轴向延伸，与所述电枢相连接；

阀头，连接于所述阀杆远离所述定子的一端，所述阀头用于与需要控制通断的通道相匹配，所述移动组件位于所述第一位置时，所述阀头与所述通道端部分离，以使所述通道处于连通状态；所述移动组件位于所述第二位置时，所述阀头与所述通道端部相贴合，以使所述通道处于断开状态。

3.如权利要求2所述的电磁阀，其特征在于，还包括：

衬套，设置于所述线圈的另一端，沿所述轴向，所述衬套至少部分位于所述孔道内；

第一轴承，设置于所述衬套远离所述定子的端部；所述电枢位于所述第一轴承与所述定子之间；

第二轴承，设置于所述定子上，所述阀杆的两端分别与所述第一轴承与所述第二轴承滑动连接。

4.如权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述衬套与所述定子在轴向上的间隔大于所述电枢侧壁与所述孔道内壁之间的间隙。

5.如权利要求3所述的电磁阀，其特征在于，所述定子包括导向孔，所述第二轴承位于所述导向孔内，所述电枢位于所述第一位置时，与所述导向孔的底壁磁性吸合。

6.如权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，还包括：

磁轭，沿所述线圈的周向设置于所述线圈之外，所述磁轭的一端与所述定子相接触，能够与所述定子磁性导通；

下定子，设置于所述线圈的另一端，所述下定子与所述磁轭相接触，能够与所述磁轭磁性导通；所述衬套与所述下定子相连接，沿所述轴向，所述衬套贯穿所述下定子延伸至所述孔道内；

其中，所述弹性件套接于所述衬套外，所述弹性件的两端分别与所述下定子和所述阀头相抵接。

7.如权利要求6所述的电磁阀，其特征在于，还包括：

壳体，具有容置腔体，所述线圈、所述定子、所述衬套、所述弹性件均设置于所述容置腔体内，所述磁轭嵌设于所述壳体内；

防护罩，设置于所述壳体远离所述定子的端部，所述阀头贯穿所述防护罩延伸至所述壳体外；

密封圈，设置于所述防护罩上，所述密封圈沿周向与所述阀头的外壁紧密贴合。

8.如权利要求7所述的电磁阀，其特征在于，所述密封圈为V型圈。

9.如权利要求2-8任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述永磁部件设置于所述电枢和/或所述阀杆上。

10.如权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，还包括换向器，与为所述线圈供电的电源相连接，用于转换所述电源的极性。