CN2286816Y - 一种低功耗电磁阀 - Google Patents
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Abstract
一种电磁阀,特别是用于具有低功耗要求环境的电磁阀,包括阀座1,阀盖2,弹簧3,胶堵4,导磁罩7,动铁芯9,静铁芯10,其特征在于:电磁阀的线圈分为启动绕组5和保持绕组6两个部分;电磁阀导磁罩7的外部敷以防潮罩12;阀中有一绕组转换电路8;绕组转换电路8的全部元件焊接在一线路板11上,并封装于所述防潮罩12中。不仅功耗小,温升低,防潮防水性能良好,而且可交直流通用,具有可与现有电磁阀互换,不必改动原有设备等优点。
Description
本实用新型涉及一种电磁阀，特别是工作于极度潮湿环境和具有低功耗要求环境的电磁阀。
已有的电磁阀生产技术，都存在着若需有足够的开启吸力，则需有较大的电流。而大的电流，又必然使线圈产生高的温升，给线圈密封防潮防水带来难度。因为若不减小工作电流，只是简单地在线圈外面加防水层，不利线圈散热，使线圈寿命缩短。91220744.2号专利提出的方案虽能节电，但需两个独立线圈和机械结构，成本较高，且制作也较复杂。91204372.5号专利提出的低功耗保持电磁阀方案，虽解决了低功耗保持问题，但由于控制电路和电磁阀不为一体，使用时需对原有设备进行改动，不能交直流通用，不能和现有的电磁阀互换，而且防潮问题也都没有得到解决。
本实用新型的目的是提供一种功耗小，温升低，防潮防水性能良好，且能交直流通用，与现有电磁阀互换，不必对原有设备进行改动的电磁阀。
本实用新型是这样实现的，电磁阀的线圈分为启动绕组5和保持绕组6两个部分；两个绕组以并联或串联方式接在整流电路15之后。其中，启动绕组5的线径较粗，或匝数较少，电阻率较低，工作电流较大；保持绕组6的线径较细，匝数较多，电阻率较大，工作电流较小。阀内有一绕组转换电路8，该电路由整流电路15、启动延时电路16和启动绕组开关17组成。启动绕组开关17是一晶体管开关，或VMOS管开关，或继电器开关，该开关接于启动绕组5和电源回路中，其控制端同启动延时电路16的输出端相联。绕组转换电路8的全部元件焊接在一线路板11上。为了防潮，电磁阀的导磁罩7的外部敷以防潮罩12；防潮罩12分为上下两个腔，下腔18用于两个线圈绕组的密封防潮，上腔用于绕组转换电路线路板11与外界的隔离；防潮罩12由玻璃钢敷层，或不锈钢，或塑料制作，通过螺纹或粘接与阀盖成一体。在防潮罩12的顶端或上腔19内设电磁阀导线密封腔14，从上腔19内引出的电磁阀导线13经此密封腔到防潮罩外，此密封腔内注有防止潮气侵入的环氧树脂或沥青等密封剂。
电磁阀电源接通后，不论输入的是交流电，还是任意方向的直流电，整流电路15都会将其变为方向固定的直流电。此时，启动绕组开关17将启动绕组5接通，保持绕组6也同时得电，动铁芯9与静铁芯10吸合，介质通过(对于常开阀则相反)；n秒后，启动绕组开关17使启动绕组5断电，但保持绕组6仍继续工作，电磁阀处于小电流保持状态，直至完全断电，电磁阀才可在自重和弹簧的作用下释放。启动绕组5由通电到断电这段时间的长短，由启动延时电路16中的电阻22和电容23的时间常数数值所决定。
依本实用新型制作的电磁阀，由于有防潮罩12，可以用于各种潮湿环境。由于启动绕组5每次工作时间极短，而保持电流又小，不仅节省电能，且可保证防潮罩12不因温升变形，线圈不因温升的热量积聚损坏。由于阀内有全桥式整流电路15，且所有电子元件与阀成一体，易于与现有的各式相同电压的交直流电磁阀实现互换，而不必改动已有设备。
下面结合附图进一步阐述本实用新型的结构
本实用新型电磁阀分为机械和电气两个部分。
图1是已有的直拉式电磁阀生产技术，1下阀体；2上阀盖；3弹簧；4胶堵；5线圈启动绕组；7导磁罩；9动铁芯；10静铁芯。
图2示出一采用本方案的直拉式电磁阀机械结构图。1是下阀体，可由塑料或金属材料制作；2上阀盖，可由塑料或金属材料制作；3弹簧；4胶堵；5线圈的启动绕组，线径较粗，匝数较少，电阻率较低，工作电流较大；6线圈的保持绕组，线径较细，匝数较多，电阻较大，工作电流较小；7导磁罩，由导磁金属材料制作；9动铁芯；10静铁芯；11线路板，用于固定绕组转换电路8中的电子元件；12防潮罩，用环氧树脂玻璃钢罩，或其它塑料材质，或不锈钢制作，与阀盖2通过螺纹或粘接成一体；防潮罩12的下腔18用于线圈绕组5和6与外界的隔离；防潮罩12的上腔19用于线路板11与外界的隔离，腔内可根据需要灌注密封剂；13导线；14导线密封腔，腔内可根据需要灌注密封剂。电磁阀导线13为双芯护套线或双芯绞合线。
附图3示出电气原理图：
5启动绕组；6保持绕组；15整流电路；16启动延时电路；17启动绕组开关；20全桥；21滤波电容；22定时电阻；23定时电容；24稳压管。
按图3，当输入端不论输入直流电压，还是交流电压，在整流全桥20的输出端A点均可得到一个波型平滑、方向固定的直流电压。滤波电容21的容量相对越大，其滤波效果就越好，其数值在1--10000微法范围之间。电源接通的一瞬间，定时电容23两端电压不会突变，作为启动绕组开关17的三极管基极电压为1，三极管立即导通，使启动绕组5通以大的电流，动铁芯9与静铁芯10在大的磁力下迅速吸合，使介质通过。但到定时电阻22对定时电容23的充电结束时，作为启动绕组开关17的三极管因基极电压由1变0而迅速截止，使启动绕组5和保持绕组6形成串联，使阀转为小电流保持；直到外电源切断之后，动铁芯9才在弹簧3的作用下复位，使介质停止流通。稳压管24为保护开关三极管设。这里，作为启动绕组开关17的三极管可用各种满足电流电压要求的三极管(如DD15)或达林顿管，或VMOS大功率场效应管(如IPR540)，或可控硅。
图4示出采用继电器作开关17的实际电路，但寿命及可靠性不及三极管或VM0S管。这里，启动绕组5保持绕组6也可采取并联方式，其作用和原理相同，但从节约铜线的角度考虑，还是以串联为宜。
图5示出定时电容23和定时电阻22与开关三极管17的基极之间加入施密特整型电路的电路，这样作的优点是输出波形更陡，三极管或VM0S管的导通和截止速度更迅速。此处亦可采用集成单稳态电路，比如，用NE555构成的单稳态电路。此时，单稳态电路的时间常数即为开关三极管17的导通时间，该时间一般取0.01～5秒。
适当选择启动绕组5和保持绕组的匝数及元器件数值，即可形成3--220V之间的各种电压规格的全系列交直流两用电磁阀。
由图1至图5可见，本实用新型和已有技术的特殊之处在于：
1.电磁阀的线圈分为启动绕组5和保持绕组6两个部分；中启动绕组5的线径较粗或匝数较少，电阻率较低；保持绕组6的线径较细或匝数较多，电阻率较高。
2.阀中有一绕组转换电路8；
3.绕组转换电路8的全部元件焊接在一线路板11上，并封装于所述的防潮罩12中。
4.绕组转换电路8，由整流电路15、启动延时电路16和启动绕组开关17组成。
5、整流电路15，由一二极管整流全桥20和滤波电解电容21组成，滤波电容21的容量在1---10000微法之间。
6.延时电路16是一接于整流电路15之后的电源正负极之间的由一电阻22和一电容23构成的RC电路，或由集成电路构成的单稳态电路，或一接有整形电路的RC电路；RC电路或单稳态电路的时间常数均在0.01～5秒之间。
7.启动绕组开关17是一晶体管开关，或VMOS管开关，或继电器开关；该开关串接于启动绕组5和电源回路中，其控制端同延时电路16的输出端相联。
8.启动绕组5和保持绕组6，以并联或串联方式接在整流电路15之后。不管外部提供的电源是直流还是交流，到达线圈两端的电压都是直流；当输入电源是直流时，两个输入端可以不分正负极性。
9.防潮罩12与阀座2通过螺纹或粘接成一体。
10.防潮罩12分为上下两个腔。下腔18用于线圈绕组的密封防潮，上腔19用于固定和密封装有电子元件的线路板11，使线路板11实现与外界的隔离。两个腔内均可根据需要灌注密封剂。
11.在防潮罩12的顶端或上腔19内设电磁阀导线密封腔14，从上腔19内引出的电磁阀导线13经此密封腔到防潮罩12之外，此密封腔内注有防止潮气侵入的环氧树脂或沥青等密封剂。电磁阀导线13为双芯护套线或双芯绞合线。
先导式电磁阀和直拉式电磁阀都是利用线圈通电产生磁场吸起铁芯，打开阀口或先导阀的小口，使主阀导通的驱动原理。所以，本实用新型即适用于直拉式电磁阀，也适用于先导式或其它各种结构形式的电磁阀。就是说，凡采用本实用新型所述的方案的先导式电磁阀也在本案保护之中。
Claims (9)
1.一种低功耗电磁阀，特别是用于极度潮环境和具有低功耗要求环境的电磁阀，包括阀座1，阀盖2，弹簧3，胶堵4，导磁罩7，动铁芯9，静铁芯10，其特征在于：电磁阀的线圈分为启动绕组5和保持绕组6两个部分；电磁阀导磁罩7的外部敷以防潮罩12；阀中有一绕组转换电路8；绕组转换电路8的全部元件焊接在一线路板11上，并封装于所述的防潮罩12中。
2.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于，所述的绕组转换电路8，由整流电路15、启动延时电路16和启动绕组开关17组成。
3.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于，所述绕组转换电路8中的整流电路15，由一二极管整流全桥20和滤波电解电容21组成，滤波电容21的容量在1--10000微法之间。
4.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于，所述绕组转换电路8中的延时电路16是一接于整流电路15之后的正负极之间的由一电阻22和一电容23构成的RC电路；或单稳态电路，或一接有整形电路的RC电路；RC电路或单稳态电路的时间常数均在0.01～5秒之间。
5.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于，所述的绕组转换电路8中的启动绕组开关17是一开关管或继电器；该开关串接于启动绕组5和电源回路中，其控制端同延时电路16输出端相联。
6.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于，所述的启动绕组5和保持绕组6，以并联或串联方式接在整流电路15之后。
7.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于，所述的防潮罩12由玻璃钢敷层，或不锈钢，或塑料制作；防潮罩12与阀座2通过螺纹或粘接成一体。
8.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于所述的防潮罩12分为上下两个腔，下腔18用于线圈的密封防潮，上腔19用于线路板11与外界的隔离，。
9.如权利要求1所述的一种低功耗电磁阀，其特征在于，所述的防潮罩12的顶端或上腔19内设电磁阀导线密封腔14，从上腔19内引出的电磁阀导线13经此密封腔到防潮罩12之外，此密封腔14内注有防止潮气侵入的环氧树脂或沥青等密封剂。
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