專利名稱：剩磁保持電磁閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及流體管路系統(tǒng)自動控制電磁閥，特別是用于洗衣機等家電產(chǎn)品的自動水閥。
電磁閥是一種利用電磁力驅(qū)動的磁控開關(guān)，它靠線圈通電產(chǎn)生磁力控制閥門開啟。通常的電磁閥，用交流高壓連續(xù)供電，溫升高，尤其是用于頻繁起動的場合，更易發(fā)生燒毀，高壓供電不安全，功耗大，限制了使用范圍。中國專利申請?zhí)枮?8219029.6的磁保持式電磁閥，它必須采用一個恒磁鐵才能實現(xiàn)保持，在磁回路中的有關(guān)元件必須用剩磁小的導(dǎo)磁材料，以免剩磁影響工作，除此，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、使用安全、功耗極微的剩磁保持電磁閥。
剩磁保持電磁閥的實施方案是現(xiàn)有電磁閥的改進，它恰恰利用剩磁的特性來實現(xiàn)閥門的磁保持。將閥體與嵌裝有上磁極、下磁極并繞有線圈的骨架相連接，上磁極內(nèi)裝有剩磁大的導(dǎo)磁芯柱，骨架內(nèi)裝有閥芯和彈簧，骨架外裝有導(dǎo)磁架，構(gòu)成一個由芯柱→上磁極→導(dǎo)磁架→下磁極→閥芯組成的半閉合磁路。當線圈通過脈沖電流時，磁力使閥芯上升與芯柱吸合，脈沖結(jié)束后利用剩磁的作用保持吸合。當線圈通過與上述相反的脈沖電流時，剩磁消失(減小)，閥芯在彈簧作用下復(fù)位。
其控制電路由直流脈沖方式供電，它可以是繞有通用線圈的單線圈控制電路，也可以是同時繞有通用線圈和釋放線圈的雙線圈控制電路，兩線圈為反向并聯(lián)，它們各由脈沖起動電路、脈沖釋放電路、脈沖形成電路所組成，三個輸出端分別與電磁閥的三個接線端對應(yīng)連接。
按本實用新型設(shè)計的剩磁保持電磁閥，由于采用直流低壓脈沖供電，故工作安全，可避免線圈燒毀和觸電危險，它使用壽命長、工藝簡單、節(jié)能顯著，如在洗衣機上使用，原電磁閥三次進水的工作時間約為12分鐘，電功率為5.5瓦，現(xiàn)電磁閥的電功率為3瓦，三次進水的脈沖電流時間累計約4秒，功耗僅為原來的千分之三。更為理想的是利用它的微功耗 用干電池供電，對不能用交流電源或布線不便的場合特別有實用價值。以便斗沖洗機和自動水嘴為例，若采用該閥，用4節(jié)1號電池供電，以每天工作100次計，可連續(xù)工作一年。


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圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的一種控制電路原理圖。
圖3為本實用新型的另一種控制電路原理圖。
根據(jù)上述附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
剩磁保持電磁閥(見圖1)的閥體(1)與骨架(6)止口定位、螺釘連接，骨架(6)的上、下端嵌裝著上磁極(5)和下磁極(10)，兩者相隔離，骨架(6)上繞著通用線圈(7)，或同時再繞有釋放線圈(8)。骨架(6)內(nèi)裝有閥芯(2)、彈簧(3)和縱剖面為T字型的剩磁大的合金鋼導(dǎo)磁芯柱(4)，如材料1GCr15可用來做導(dǎo)磁芯柱(4)。骨架(6)外裝有連接磁路的導(dǎo)磁架(9)，使該電磁閥構(gòu)成半閉合磁路。線圈通過脈沖電流時，閥芯(2)上升與芯柱(4)吸合，同時剩磁將二者維持吸合。線圈通過相反脈沖電流時，剩磁消失(減小)，彈簧(3)使閥芯(2)復(fù)位。
本設(shè)計不僅在磁路結(jié)構(gòu)上作了改進，同時在線圈結(jié)構(gòu)上亦作了改進，由原來的交流高壓線圈改為直流脈沖線圈。繞制一個線圈或二個線圈，只要配合專門的控制電路，同樣能夠達到控制的目的。
骨架(6)繞有通用線圈(7)的控制電路為單線圈控制電路(見圖2)，它由脈沖起動電路、脈沖釋放電路、脈沖形成電路所組成。脈沖起動電路由功率三極管BG2、BG3、偏置電阻R3、R6、通用線圈L1、續(xù)流二極管D3、D4組成；脈沖釋放電路由功率三極管BG5、BG6、偏置電阻R4、R5、通用線圈L1、續(xù)流二極管D3、D4、限流電阻R7組成；脈沖形成電路包括正脈沖形成電路和負脈沖形成電路，正脈沖形成電路由微分電容器C1、微分電阻R1、方向二極管D1、消振電容器C3、激勵三極管BG1組成。負脈沖形成電路由微分電容器C2、微分電阻R2、方向二極管D2、消振電容器C4、激勵三極管BG4組成。
當控制信號到達輸入端Vi時，Vi從低電平突變?yōu)楦唠娖剑藭rC1、R1、D1組成的脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生出一個正脈沖，使BG1導(dǎo)通，BG1導(dǎo)通又使BG2、BG3飽和，電流流過線圈，電磁閥吸合而開啟。正脈沖過去后，BG1截止，BG2、BG3亦截止，電磁閥在剩磁的作用下保持開啟。當控制信號消失時，Vi從高電平突變?yōu)榈碗娖?，此時C2、R2、D2組成的脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生出一個負脈沖，使BG4導(dǎo)通，BG4導(dǎo)通又使BG5、BG6飽和，相反的電流流過線圈，使電磁閥剩磁消失(減小)而關(guān)閉。
骨架(6)繞有通用線圈(7)和釋放線圈(8)的控制電路為雙線圈控制電路(見圖3)，它由脈沖起動電路、脈沖釋放電路、脈沖形成電路所組成。脈沖起動電路由功率三極管BG2、通用線圈L1、續(xù)流二極管D3組成；脈沖釋放電路由功率三極管BG4、釋放線圈L2、續(xù)流二極管D4組成；脈沖形成電路由正脈沖形成電路和負脈沖形成電路組成。正脈沖形成電路由微分電容器C1、微分電阻R1、方向二極管D1、消振電容器C3、激勵三極管BG1、負載電阻R3組成。負脈沖形成電路由微分電容器C2、微分電阻R2、方向二極管D2、消振電容器C4、激勵三極管BG3、負載電阻R4組成。
單線圈控制電路和雙線圈控制電路的工作原理基本相似，不同之處是前者的線圈電流方向決定于線圈輸入電流的流向。后者的線圈電流方向決定于線圈的繞向，效果是一樣的。
起動時，線圈通過某一方向脈沖電流，產(chǎn)生磁力，使閥芯(2)上升與芯柱(4)吸合，閥門開啟，脈沖結(jié)束后，剩磁將二者維持吸合，閥門保持開啟。釋放時，線圈通過反方向的脈沖電流，產(chǎn)生反磁力，剩磁消失(減小)，使閥芯(2)與芯柱(4)脫開，并在彈簧(3)的作用力下復(fù)位，閥門關(guān)閉。
本實用新型用在自動水嘴和自動沖洗機上，加上光電感應(yīng)系統(tǒng)，能自動出水和止水，同樣可用于洗衣機、洗碗機等家電產(chǎn)品的控制工作，凡是用本電磁閥作為控制元件的其它產(chǎn)品均屬本案保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種剩磁保持電磁閥，閥體(1)與嵌裝上磁極(5)、下磁極(10)并繞有線圈的骨架(6)相連接，骨架(6)內(nèi)裝著閥芯(2)和彈簧(3)，骨架(6)外裝著連接磁路的導(dǎo)磁架(9)，其特征在于a、所述的上磁極(5)內(nèi)裝有剩磁大的導(dǎo)磁芯柱(4)；b、控制電路由直流脈沖方式供電。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁閥，其特征在于所述的控制電路是繞有通用線圈(7)的單線圈控制電路，它由脈沖起動電路、脈沖釋放電路、脈沖形成電路組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電磁閥，其特征在于單線圈控制電路的脈沖起動電路由功率三極管BG2、BG3、偏置電阻R3、R6、通用線圈L1、續(xù)流二極管D3、D4組成；脈沖釋放電路由功率三極管BG5、BG6、偏置電阻R4、R5、通用線圈L7、續(xù)流二極管D3、D4、限流電阻R7組成；脈沖形成電路由微分電容器C1、C2、微分電阻R1、R2、方向二極管D1、D2、消振電容器C3、C4、激勵三極管BG1、BG4組成。
4.如權(quán)利要求1所述的電磁閥，其特征在于所述的控制電路是繞有通用線圈(7)和釋放線圈(8)的雙線圈控制電路，它由脈沖起動電路，脈沖釋放電路、脈沖形成電路組成。
5.如權(quán)利要求1或4所述的電磁閥，其特征在于雙線圈控制電路的脈沖起動電路由功率三極管BG2、通用線圈L1、續(xù)流二極管D3組成；脈沖釋放電路由功率三極管BG4、釋放線圈L2、續(xù)流二極管D4組成；脈沖形成電路由微分電容器C1、C2、微分電阻R1、R2、方向二極管D1、D2、消振電容器C3、C4、激勵三極管BG1、BG3、負載電阻R3、R4組成。
專利摘要剩磁保持電磁閥是一種節(jié)能效果顯著的磁控開關(guān)，它由閥體、上、下磁極、骨架、線圈、導(dǎo)磁架等組成。改進的磁路在上磁極內(nèi)加入剩磁大的金屬磁芯，構(gòu)成半閉合磁路；對電磁線圈由原來交流高壓連續(xù)供電，改為直流低壓脈沖供電。由于起動后保持剩磁，所以實現(xiàn)了脈沖起動、釋放的工作方式，使電磁閥的電功耗下降到近似為零的程度。它在頻繁啟閉工況下安全可靠，避免高壓觸電危險和線圈易燒毀，延長使用壽命，更為理想的是它很適宜用普通干電池供電。
文檔編號F16K31/06GK2092647SQ9120529
公開日1992年1月8日 申請日期1991年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月30日
發(fā)明者林萬炯, 蔣斐偉 申請人:林萬炯, 蔣斐偉