專利名稱：一種低功耗電磁閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁閥，特別是工作于極度潮濕環(huán)境和具有低功耗要求環(huán)境的電磁閥。
已有的電磁閥生產(chǎn)技術(shù)，都存在著若需有足夠的開啟吸力，則需有較大的電流。而大的電流，又必然使線圈產(chǎn)生高的溫升，給線圈密封防潮防水帶來難度。因?yàn)槿舨粶p小工作電流，只是簡(jiǎn)單地在線圈外面加防水層，不利線圈散熱，使線圈壽命縮短。91220744.2號(hào)專利提出的方案雖能節(jié)電，但需兩個(gè)獨(dú)立線圈和機(jī)械結(jié)構(gòu)，成本較高，且制作也較復(fù)雜。91204372.5號(hào)專利提出的低功耗保持電磁閥方案，雖解決了低功耗保持問題，但由于控制電路和電磁閥不為一體，使用時(shí)需對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，不能交直流通用，不能和現(xiàn)有的電磁閥互換，而且防潮問題也都沒有得到解決。
本實(shí)用新型的目的是提供一種功耗小，溫升低，防潮防水性能良好，且能交直流通用，與現(xiàn)有電磁閥互換，不必對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)的電磁閥。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，電磁閥的線圈分為啟動(dòng)繞組5和保持繞組6兩個(gè)部分；兩個(gè)繞組以并聯(lián)或串聯(lián)方式接在整流電路15之后。其中，啟動(dòng)繞組5的線徑較粗，或匝數(shù)較少，電阻率較低，工作電流較大；保持繞組6的線徑較細(xì)，匝數(shù)較多，電阻率較大，工作電流較小。閥內(nèi)有一繞組轉(zhuǎn)換電路8，該電路由整流電路15、啟動(dòng)延時(shí)電路16和啟動(dòng)繞組開關(guān)17組成。啟動(dòng)繞組開關(guān)17是一晶體管開關(guān)，或VMOS管開關(guān)，或繼電器開關(guān)，該開關(guān)接于啟動(dòng)繞組5和電源回路中，其控制端同啟動(dòng)延時(shí)電路16的輸出端相聯(lián)。繞組轉(zhuǎn)換電路8的全部元件焊接在一線路板11上。為了防潮，電磁閥的導(dǎo)磁罩7的外部敷以防潮罩12；防潮罩12分為上下兩個(gè)腔，下腔18用于兩個(gè)線圈繞組的密封防潮，上腔用于繞組轉(zhuǎn)換電路線路板11與外界的隔離；防潮罩12由玻璃鋼敷層，或不銹鋼，或塑料制作，通過螺紋或粘接與閥蓋成一體。在防潮罩12的頂端或上腔19內(nèi)設(shè)電磁閥導(dǎo)線密封腔14，從上腔19內(nèi)引出的電磁閥導(dǎo)線13經(jīng)此密封腔到防潮罩外，此密封腔內(nèi)注有防止潮氣侵入的環(huán)氧樹脂或?yàn)r青等密封劑。
電磁閥電源接通后，不論輸入的是交流電，還是任意方向的直流電，整流電路15都會(huì)將其變?yōu)榉较蚬潭ǖ闹绷麟?。此時(shí)，啟動(dòng)繞組開關(guān)17將啟動(dòng)繞組5接通，保持繞組6也同時(shí)得電，動(dòng)鐵芯9與靜鐵芯10吸合，介質(zhì)通過(對(duì)于常開閥則相反)；n秒后，啟動(dòng)繞組開關(guān)17使啟動(dòng)繞組5斷電，但保持繞組6仍繼續(xù)工作，電磁閥處于小電流保持狀態(tài)，直至完全斷電，電磁閥才可在自重和彈簧的作用下釋放。啟動(dòng)繞組5由通電到斷電這段時(shí)間的長(zhǎng)短，由啟動(dòng)延時(shí)電路16中的電阻22和電容23的時(shí)間常數(shù)數(shù)值所決定。
依本實(shí)用新型制作的電磁閥，由于有防潮罩12，可以用于各種潮濕環(huán)境。由于啟動(dòng)繞組5每次工作時(shí)間極短，而保持電流又小，不僅節(jié)省電能，且可保證防潮罩12不因溫升變形，線圈不因溫升的熱量積聚損壞。由于閥內(nèi)有全橋式整流電路15，且所有電子元件與閥成一體，易于與現(xiàn)有的各式相同電壓的交直流電磁閥實(shí)現(xiàn)互換，而不必改動(dòng)已有設(shè)備。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)本實(shí)用新型電磁閥分為機(jī)械和電氣兩個(gè)部分。


圖1是已有的直拉式電磁閥生產(chǎn)技術(shù)，1下閥體；2上閥蓋；3彈簧；4膠堵；5線圈啟動(dòng)繞組；7導(dǎo)磁罩；9動(dòng)鐵芯；10靜鐵芯。
圖2示出一采用本方案的直拉式電磁閥機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。1是下閥體，可由塑料或金屬材料制作；2上閥蓋，可由塑料或金屬材料制作；3彈簧；4膠堵；5線圈的啟動(dòng)繞組，線徑較粗，匝數(shù)較少，電阻率較低，工作電流較大；6線圈的保持繞組，線徑較細(xì)，匝數(shù)較多，電阻較大，工作電流較小；7導(dǎo)磁罩，由導(dǎo)磁金屬材料制作；9動(dòng)鐵芯；10靜鐵芯；11線路板，用于固定繞組轉(zhuǎn)換電路8中的電子元件；12防潮罩，用環(huán)氧樹脂玻璃鋼罩，或其它塑料材質(zhì)，或不銹鋼制作，與閥蓋2通過螺紋或粘接成一體；防潮罩12的下腔18用于線圈繞組5和6與外界的隔離；防潮罩12的上腔19用于線路板11與外界的隔離，腔內(nèi)可根據(jù)需要灌注密封劑；13導(dǎo)線；14導(dǎo)線密封腔，腔內(nèi)可根據(jù)需要灌注密封劑。電磁閥導(dǎo)線13為雙芯護(hù)套線或雙芯絞合線。
附圖3示出電氣原理圖5啟動(dòng)繞組；6保持繞組；15整流電路；16啟動(dòng)延時(shí)電路；17啟動(dòng)繞組開關(guān)；20全橋；21濾波電容；22定時(shí)電阻；23定時(shí)電容；24穩(wěn)壓管。
按圖3，當(dāng)輸入端不論輸入直流電壓，還是交流電壓，在整流全橋20的輸出端A點(diǎn)均可得到一個(gè)波型平滑、方向固定的直流電壓。濾波電容21的容量相對(duì)越大，其濾波效果就越好，其數(shù)值在1--10000微法范圍之間。電源接通的一瞬間，定時(shí)電容23兩端電壓不會(huì)突變，作為啟動(dòng)繞組開關(guān)17的三極管基極電壓為1，三極管立即導(dǎo)通，使啟動(dòng)繞組5通以大的電流，動(dòng)鐵芯9與靜鐵芯10在大的磁力下迅速吸合，使介質(zhì)通過。但到定時(shí)電阻22對(duì)定時(shí)電容23的充電結(jié)束時(shí)，作為啟動(dòng)繞組開關(guān)17的三極管因基極電壓由1變0而迅速截止，使啟動(dòng)繞組5和保持繞組6形成串聯(lián)，使閥轉(zhuǎn)為小電流保持；直到外電源切斷之后，動(dòng)鐵芯9才在彈簧3的作用下復(fù)位，使介質(zhì)停止流通。穩(wěn)壓管24為保護(hù)開關(guān)三極管設(shè)。這里，作為啟動(dòng)繞組開關(guān)17的三極管可用各種滿足電流電壓要求的三極管(如DD15)或達(dá)林頓管，或VMOS大功率場(chǎng)效應(yīng)管(如IPR540)，或可控硅。
圖4示出采用繼電器作開關(guān)17的實(shí)際電路，但壽命及可靠性不及三極管或VM0S管。這里，啟動(dòng)繞組5保持繞組6也可采取并聯(lián)方式，其作用和原理相同，但從節(jié)約銅線的角度考慮，還是以串聯(lián)為宜。
圖5示出定時(shí)電容23和定時(shí)電阻22與開關(guān)三極管17的基極之間加入施密特整型電路的電路，這樣作的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形更陡，三極管或VM0S管的導(dǎo)通和截止速度更迅速。此處亦可采用集成單穩(wěn)態(tài)電路，比如，用NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路。此時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路的時(shí)間常數(shù)即為開關(guān)三極管17的導(dǎo)通時(shí)間，該時(shí)間一般取0.01～5秒。
適當(dāng)選擇啟動(dòng)繞組5和保持繞組的匝數(shù)及元器件數(shù)值，即可形成3--220V之間的各種電壓規(guī)格的全系列交直流兩用電磁閥。
由
圖1至圖5可見，本實(shí)用新型和已有技術(shù)的特殊之處在于1.電磁閥的線圈分為啟動(dòng)繞組5和保持繞組6兩個(gè)部分；中啟動(dòng)繞組5的線徑較粗或匝數(shù)較少，電阻率較低；保持繞組6的線徑較細(xì)或匝數(shù)較多，電阻率較高。
2.閥中有一繞組轉(zhuǎn)換電路8；3.繞組轉(zhuǎn)換電路8的全部元件焊接在一線路板11上，并封裝于所述的防潮罩12中。
4.繞組轉(zhuǎn)換電路8，由整流電路15、啟動(dòng)延時(shí)電路16和啟動(dòng)繞組開關(guān)17組成。
5、整流電路15，由一二極管整流全橋20和濾波電解電容21組成，濾波電容21的容量在1---10000微法之間。
6.延時(shí)電路16是一接于整流電路15之后的電源正負(fù)極之間的由一電阻22和一電容23構(gòu)成的RC電路，或由集成電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路，或一接有整形電路的RC電路；RC電路或單穩(wěn)態(tài)電路的時(shí)間常數(shù)均在0.01～5秒之間。
7.啟動(dòng)繞組開關(guān)17是一晶體管開關(guān)，或VMOS管開關(guān)，或繼電器開關(guān)；該開關(guān)串接于啟動(dòng)繞組5和電源回路中，其控制端同延時(shí)電路16的輸出端相聯(lián)。
8.啟動(dòng)繞組5和保持繞組6，以并聯(lián)或串聯(lián)方式接在整流電路15之后。不管外部提供的電源是直流還是交流，到達(dá)線圈兩端的電壓都是直流；當(dāng)輸入電源是直流時(shí)，兩個(gè)輸入端可以不分正負(fù)極性。
9.防潮罩12與閥座2通過螺紋或粘接成一體。
10.防潮罩12分為上下兩個(gè)腔。下腔18用于線圈繞組的密封防潮，上腔19用于固定和密封裝有電子元件的線路板11，使線路板11實(shí)現(xiàn)與外界的隔離。兩個(gè)腔內(nèi)均可根據(jù)需要灌注密封劑。
11.在防潮罩12的頂端或上腔19內(nèi)設(shè)電磁閥導(dǎo)線密封腔14，從上腔19內(nèi)引出的電磁閥導(dǎo)線13經(jīng)此密封腔到防潮罩12之外，此密封腔內(nèi)注有防止潮氣侵入的環(huán)氧樹脂或?yàn)r青等密封劑。電磁閥導(dǎo)線13為雙芯護(hù)套線或雙芯絞合線。
先導(dǎo)式電磁閥和直拉式電磁閥都是利用線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)吸起鐵芯，打開閥口或先導(dǎo)閥的小口，使主閥導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)原理。所以，本實(shí)用新型即適用于直拉式電磁閥，也適用于先導(dǎo)式或其它各種結(jié)構(gòu)形式的電磁閥。就是說，凡采用本實(shí)用新型所述的方案的先導(dǎo)式電磁閥也在本案保護(hù)之中。
權(quán)利要求1.一種低功耗電磁閥，特別是用于極度潮環(huán)境和具有低功耗要求環(huán)境的電磁閥，包括閥座1，閥蓋2，彈簧3，膠堵4，導(dǎo)磁罩7，動(dòng)鐵芯9，靜鐵芯10，其特征在于電磁閥的線圈分為啟動(dòng)繞組5和保持繞組6兩個(gè)部分；電磁閥導(dǎo)磁罩7的外部敷以防潮罩12；閥中有一繞組轉(zhuǎn)換電路8；繞組轉(zhuǎn)換電路8的全部元件焊接在一線路板11上，并封裝于所述的防潮罩12中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于，所述的繞組轉(zhuǎn)換電路8，由整流電路15、啟動(dòng)延時(shí)電路16和啟動(dòng)繞組開關(guān)17組成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于，所述繞組轉(zhuǎn)換電路8中的整流電路15，由一二極管整流全橋20和濾波電解電容21組成，濾波電容21的容量在1--10000微法之間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于，所述繞組轉(zhuǎn)換電路8中的延時(shí)電路16是一接于整流電路15之后的正負(fù)極之間的由一電阻22和一電容23構(gòu)成的RC電路；或單穩(wěn)態(tài)電路，或一接有整形電路的RC電路；RC電路或單穩(wěn)態(tài)電路的時(shí)間常數(shù)均在0.01～5秒之間。
5.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于，所述的繞組轉(zhuǎn)換電路8中的啟動(dòng)繞組開關(guān)17是一開關(guān)管或繼電器；該開關(guān)串接于啟動(dòng)繞組5和電源回路中，其控制端同延時(shí)電路16輸出端相聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于，所述的啟動(dòng)繞組5和保持繞組6，以并聯(lián)或串聯(lián)方式接在整流電路15之后。
7.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于，所述的防潮罩12由玻璃鋼敷層，或不銹鋼，或塑料制作；防潮罩12與閥座2通過螺紋或粘接成一體。
8.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于所述的防潮罩12分為上下兩個(gè)腔，下腔18用于線圈的密封防潮，上腔19用于線路板11與外界的隔離，。
9.如權(quán)利要求1所述的一種低功耗電磁閥，其特征在于，所述的防潮罩12的頂端或上腔19內(nèi)設(shè)電磁閥導(dǎo)線密封腔14，從上腔19內(nèi)引出的電磁閥導(dǎo)線13經(jīng)此密封腔到防潮罩12之外，此密封腔14內(nèi)注有防止潮氣侵入的環(huán)氧樹脂或?yàn)r青等密封劑。
專利摘要一種電磁閥,特別是用于具有低功耗要求環(huán)境的電磁閥,包括閥座1,閥蓋2,彈簧3,膠堵4,導(dǎo)磁罩7,動(dòng)鐵芯9,靜鐵芯10,其特征在于:電磁閥的線圈分為啟動(dòng)繞組5和保持繞組6兩個(gè)部分;電磁閥導(dǎo)磁罩7的外部敷以防潮罩12;閥中有一繞組轉(zhuǎn)換電路8;繞組轉(zhuǎn)換電路8的全部元件焊接在一線路板11上,并封裝于所述防潮罩12中。不僅功耗小,溫升低,防潮防水性能良好,而且可交直流通用,具有可與現(xiàn)有電磁閥互換,不必改動(dòng)原有設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K31/06GK2286816SQ95205838
公開日1998年7月29日 申請(qǐng)日期1995年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月18日
發(fā)明者許世祥 申請(qǐng)人:許世祥