雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥的制作方法
【專利摘要】雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，屬于電磁閥領(lǐng)域。為了解決目前的傳統(tǒng)的電磁閥具有響應(yīng)速度慢和輸出力低的問題。它的外殼為圓筒形，外殼內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片，且對稱設(shè)置，鐵芯設(shè)置在上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)內(nèi)表面均與鐵芯外表面之間存在氣隙；外殼上端口設(shè)置有上部軛鐵，上部軛鐵中心孔用于容納上推桿上下運動，上推桿設(shè)置在鐵芯的上端，外殼的下端口設(shè)置有下部軛鐵，下部軛鐵的中心孔用于容納下推桿上下運動，下推桿設(shè)置在鐵芯的下端；所述雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥為中心軸對稱結(jié)構(gòu)。它用于控制工業(yè)設(shè)備。
【專利說明】雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁閥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來控制流體的自動化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。
[0003]但傳統(tǒng)的電磁閥具有響應(yīng)速度慢，輸出力低等缺點，不能滿足特定情況下的工業(yè)
生產(chǎn)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決目前的傳統(tǒng)的電磁閥具有響應(yīng)速度慢和輸出力低的問題，本發(fā)明提供一種雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥。
[0005]本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，
[0006]它包括上推桿、上部軛鐵、上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、外殼、下部環(huán)形永磁體、下部環(huán)形墊片、下部軛鐵、鐵芯和下推桿；
[0007]外殼為圓筒形結(jié)構(gòu)，外殼內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片，
[0008]上部環(huán)形墊片與下部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體與下部環(huán)形永磁體均關(guān)于線圈對稱設(shè)置，
[0009]鐵芯設(shè)置在上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)的內(nèi)表面均與鐵芯的外表面之間存在氣隙；
[0010]外殼的上端口設(shè)置有上部軛鐵，上部軛鐵的中心孔用于容納上推桿上下運動，上推桿設(shè)置在鐵芯的上端，外殼的下端口設(shè)置有下部軛鐵，下部軛鐵的中心孔用于容納下推桿上下運動，下推桿設(shè)置在鐵芯的下端；
[0011 ] 所述雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥為中心軸對稱結(jié)構(gòu)。
[0012]上部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形永磁體均為徑向充磁，且充磁方向相同。
[0013]上部軛鐵、外殼、下部軛鐵和鐵芯均采用高導(dǎo)磁材料制成。
[0014]鐵芯為圓柱形，縱截面為長方形。
[0015]線圈采用繞制在線圈骨架上的方式實現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明所述雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥具有對稱結(jié)構(gòu)，裝配簡單；雙穩(wěn)態(tài)磁保持，永磁體調(diào)整保持力可調(diào)，配合不同的反力設(shè)計可得到靈活的配置方式；觸動條件低，吸合(釋放)安匝數(shù)小，功率小，具有響應(yīng)速度快，輸出力高的特點。永磁體遠(yuǎn)離主觸點及滅弧室所在區(qū)域，可以減弱高溫對于永磁體的不利影響，同時該結(jié)構(gòu)具有 良好的抗振性能，實際裝配更加高效，同批次產(chǎn)品一致性增強，并降低批次產(chǎn)品的廢品率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是【具體實施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為【具體實施方式】一所述的線圈未通電時的磁通路徑圖，此時運動部件為初始位置；
[0019]圖3為【具體實施方式】一所述的線圈通正向電初始時刻的磁通路徑圖；
[0020]圖4為【具體實施方式】一所述的線圈通正向電至完成由上至下運動形態(tài)改變后的磁通路徑圖，此時為運動部件完成由至下運動形態(tài)改變后的位置；
[0021]圖5為【具體實施方式】一所述的線圈斷電時的磁通路徑圖；
[0022]圖6為【具體實施方式】一所述的線圈通反向電初始時刻的磁通路徑圖；
[0023]圖7為【具體實施方式】一所述的線圈通反向電至完成由下至上運動形態(tài)改變后的磁通路徑圖，此時運動部件回至初始位置。
【具體實施方式】
[0024]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，它包括上推桿1、上部軛鐵2、上部環(huán)形墊片3、上部環(huán)形永磁體4、線圈5、外殼
6、下部環(huán)形永磁體7、下部環(huán)形墊片8、下部軛鐵9、鐵芯10和下推桿11 ；
[0025]外殼6為圓筒形結(jié)構(gòu)，外殼6內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片3、上部環(huán)形永磁體4、線圈5、下部環(huán)形永磁體7和下部環(huán)形墊片8，
[0026]上部環(huán)形墊片3與下部環(huán)形墊片8、上部環(huán)形永磁體4與下部環(huán)形永磁體7均關(guān)于線圈5對稱設(shè)置，
[0027]鐵芯10設(shè)置在上部環(huán)形墊片3、上部環(huán)形永磁體4、線圈5、下部環(huán)形永磁體7和下部環(huán)形墊片8的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)的內(nèi)表面均與鐵芯10的外表面之間存在氣隙；
[0028]外殼6的上端口設(shè)置有上部軛鐵2，上部軛鐵2的中心孔用于容納上推桿I上下運動，上推桿I設(shè)置在鐵芯10的上端，外殼6的下端口設(shè)置有下部軛鐵9，下部軛鐵9的中心孔用于容納下推桿11上下運動，下推桿11設(shè)置在鐵芯10的下端；
[0029]所述雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥為中心軸對稱結(jié)構(gòu)。
[0030]上推桿1、鐵芯10和下推桿4構(gòu)成運動部件，向上運動時，上推桿I從上部軛鐵2的中心孔向上伸出，直至鐵芯10的上端部接觸上部軛鐵2停止；向下運動時，下推桿11從下部軛鐵9的中心孔向下伸出，直至鐵芯10的下端部接觸下部軛鐵9停止。
[0031]參見圖1，設(shè)定上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7均為內(nèi)S外N，其工作過程:
[0032]圖2為線圈5未通電狀態(tài)，此時運動部件處于初始位置，因永磁的吸力特性，鐵芯10的上端面與上部軛鐵2相互接觸，近似于無空隙，磁通只走磁阻最小位置，上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7永磁磁通路方向均為順時針，上部環(huán)形永磁體4的磁路路徑:上部環(huán)形永磁體4的N極一外殼6 —上部軛鐵2 —鐵芯10 —上部環(huán)形永磁體4的S極一上部環(huán)形永磁體4的N極；下部環(huán)形永磁體7的磁路路徑:下部環(huán)形永磁體7的N極一外殼6 —上部軛鐵2 —鐵芯10 —下部環(huán)形永磁體7的S極一下部環(huán)形永磁體7的N極。上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7與鐵芯10之間的吸力使得運動部件維持在圖1所示的初始位置。
[0033]圖3為線圈5通正向電狀態(tài)，令通正向電時產(chǎn)生如圖3所示方向的電磁磁通，線圈5產(chǎn)生的電磁磁通路徑為:鐵芯10 —上部軛鐵2 —外殼6 —下部軛鐵9,該電磁磁通會一直減弱流經(jīng)上部軛鐵2與鐵芯10的永磁磁通，即鐵芯10中的初始向上的合成磁通會越來越弱，而流經(jīng)下部軛鐵9與鐵芯10的電磁磁通會增加；當(dāng)鐵芯10受到的電磁磁通與永磁磁形成的合力向下時，運動部件開始向下動作，直至鐵芯10的下端面接觸下部軛鐵9的上表面為止，如圖4所示，完成由下至上運動形態(tài)改變。若正向電一直通，則一直保持圖4所示狀態(tài)。在圖4所示位置，鐵芯10內(nèi)有三條逆時針磁路。
[0034]若此時線圈5斷電，則線圈5產(chǎn)生的電磁磁通自然就沒有了，參見圖5，鐵芯10與外殼6內(nèi)只存在倆條永磁磁通路徑，第一路徑:上部環(huán)形永磁體4的N極一外殼6 —下部軛鐵9 —鐵芯10 —上部環(huán)形永磁體4的S極一上部環(huán)形永磁體4的N極；第二路徑:下部環(huán)形永磁體7的N極一外殼6 —下部軛鐵9 —鐵芯10 —下部環(huán)形永磁體7的S極一下部環(huán)形永磁體7的N極。鐵芯10與上部環(huán)形永磁體11，下部環(huán)形永磁體7之間的吸力使得鐵芯10維持在該位置。這兩條永磁磁通在鐵芯10中的方向相同，運動部件不會改變位置。
[0035]若此時線圈5通反向電，則產(chǎn)生如圖6所示的電磁磁通，該電磁磁通與通正向電時的圖4的電磁磁通方向相反，電磁磁通減弱永磁磁通,具體過程與通正向電時相反,運動部件在合力向下時開始向上運動，直至鐵芯10的上端面接觸上部軛鐵2為止，完成由下至上運動形態(tài)改變，如圖7所示。
[0036]在通電、斷電不同狀態(tài)時，按照圖2至圖7所示的磁路進(jìn)行動作，上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7提供穩(wěn)定狀態(tài)下的保持力，鐵芯10是其中承擔(dān)開關(guān)動作的器件，而上部軛鐵2和下部軛鐵9是其中承擔(dān)銜鐵限位的器件，以它們?yōu)橹行模B接線圈鐵芯等其它器件組成的整個電磁閥磁路直接決定著該電磁閥的整機性能；磁路與其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以極大的提高永磁體的利用效率；磁通約束高效、結(jié)構(gòu)簡易的磁路，可以使得產(chǎn)品實際裝配更加高效，同批次產(chǎn)品一致性更好，并可降低批次產(chǎn)品的廢品率。
[0037]【具體實施方式】二:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7均為徑向充磁，且充磁方向相同。
[0038]【具體實施方式】三:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，上部軛鐵2、外殼6、下部軛鐵9和鐵芯10均采用高導(dǎo)磁材料制成。
[0039]【具體實施方式】四:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，鐵芯10為圓柱形，縱截面為長方形。
[0040]【具體實施方式】五:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，線圈5采用繞制在線圈骨架上的方式實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，其特征在于， 它包括上推桿(I)、上部軛鐵(2)、上部環(huán)形墊片(3)、上部環(huán)形永磁體(4)、線圈(5)、外殼(6)、下部環(huán)形永磁體(7)、下部環(huán)形墊片(8)、下部軛鐵(9)、鐵芯(10)和下推桿(11)； 外殼(6)為圓筒形結(jié)構(gòu)，在外殼(6)內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片(3)、上部環(huán)形永磁體(4)、線圈(5)、下部環(huán)形永磁體(7)和下部環(huán)形墊片(8)， 上部環(huán)形墊片(3)與下部環(huán)形墊片(8)、上部環(huán)形永磁體(4)與下部環(huán)形永磁體(7)均關(guān)于線圈(5)對稱設(shè)置， 鐵芯(10)設(shè)置在上部環(huán)形墊片(3)、上部環(huán)形永磁體(4)、線圈(5)、下部環(huán)形永磁體(7)和下部環(huán)形墊片(8)的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)的內(nèi)表面均與鐵芯(10)的外表面之間存在氣隙； 外殼(6)的上端口設(shè)置有上部軛鐵(2)，上部軛鐵(2)的中心孔用于容納上推桿(I)上下運動，上推桿(I)設(shè)置在鐵芯(10)的上端，外殼(6)的下端口設(shè)置有下部軛鐵(9)，下部軛鐵(9)的中心孔用于容納下推桿(11)上下運動，下推桿(11)設(shè)置在鐵芯(10)的下端； 所述雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥為中心軸對稱結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，其特征在于，上部環(huán)形永磁體(4)和下部環(huán)形永磁體(7)均為徑向充磁，且充磁方向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，其特征在于，上部軛鐵(2)、外殼(6)、下部軛鐵(9)和鐵芯(10)均采用高導(dǎo)磁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，其特征在于，鐵芯(10)為圓柱形，縱截面為長方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動式含永磁電磁閥，其特征在于，線圈(5)采用繞制在線圈骨架上的方式實現(xiàn)。
【文檔編號】F16K31/06GK104019266SQ201410283428
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】梁慧敏, 林景波, 張坤, 于海丹, 劉德龍, 王瑞超 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)