專利名稱：節(jié)能電磁頭及節(jié)能電磁頭控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能電磁頭及節(jié)能電磁頭控制方法，其可以改變輸入線圈的電流的大小，具有節(jié)能和保護(hù)設(shè)備的功能。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電磁頭設(shè)有接線盒，通過接線盒的開關(guān)接通電源，線圈通
電后(通常通過電磁頭線圏的電壓為220V)，線圈產(chǎn)生磁場，磁場磁力線經(jīng)動鐵芯和靜鐵芯之間工作氣隙，由動鐵芯到達(dá)靜鐵芯，形成磁力線傳遞回路。由于啟動過程中動鐵芯和靜鐵芯的相互吸合，兩者之間的間隙逐漸減小，由此使得磁阻也逐漸減小。
電磁頭工作吸力就是靜鐵芯吸合動鐵芯上移的力，而吸力的大小和線圈安匝數(shù)平方成正比，和工作氣隙平方成反比，安匝數(shù)大小是由電源電壓和溫升所決定，電源電壓為220V,溫升一般定為60°C，所以一個電i茲頭確定后，安匝數(shù)是恒值，要變工作吸力，只能改變工作氣隙。 一般情況，電磁頭的主要參數(shù)為在多大的氣隙位置上要求有多大工作吸力。也就是說，當(dāng)一個電磁頭設(shè)計好后，在線圈溫升為60。C條件下，在設(shè)定的電源電壓下，規(guī)定氣隙位置上工作吸力為一個特定值。在實際工作中，當(dāng)電》茲頭的動、靜鐵芯吸合后，所需要的吸力就會變小，而實際吸力反而隨著間隙的減小而增大，由此不但浪費了能源，也給設(shè)備本身帶來較大的損耗。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種節(jié)能電磁頭及一種節(jié)能電磁頭控制方法，以便根據(jù)電磁頭的工作需要改變線圈電流的大小，在保證電磁頭能夠正常工作的情況下，盡可能地減少電能消耗。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案
一種節(jié)能電磁頭，包括電磁頭主體和電磁頭控制電路，所述電磁頭控制電路的輸出端通過導(dǎo)線與所述電磁頭主體中的線圈連接，所述電磁頭控制電路是能夠根據(jù)所述電; 茲頭主體的實時工作狀況改變所述線圈中電流大小的控制電路。
所述電磁頭控制電路通常可以設(shè)有用于調(diào)節(jié)其輸出值的調(diào)節(jié)件。
所述電磁頭控制電路可以采用下列任——種電路(1)橋式整流電路，所述調(diào)節(jié)件為設(shè)置在其一個橋臂上的通斷開關(guān)；(2)設(shè)有用于調(diào)節(jié)電路輸出值的可調(diào)元件的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為所述的可調(diào)元件；(3 )設(shè)有用于調(diào)節(jié)電路輸出值的微處理器或芯片的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為所述的微處理器或芯片；(4)設(shè)有兩個或兩個以上支路的電路，不同支路的輸出值不同，所述調(diào)節(jié)件為分別設(shè)置在各支路上的多個通斷開關(guān)或者連接各支路的用于切換各支路通斷狀態(tài)的切換開關(guān)。
所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)可以為由電信號或內(nèi)部程序控制的電控開關(guān)或者受所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門上的其它活動件的位置或動作控制的機械開關(guān)。
所述電控開關(guān)可以為時間繼電器、設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器、由微處理器控制的電控開關(guān)和/或由芯片控制的電控開關(guān)，所述機門的他活動件運動到一定位置時觸動，實現(xiàn)在一定位置時的通斷。
所述設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器通常可以i殳有開關(guān)控制電路，所述傳感器連接所述開關(guān)控制電路，所述開關(guān)控制電路根據(jù)所述傳感器的傳感信號控制相關(guān)通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)的動作或狀態(tài)。
所述傳感器可以為采集所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門其他活動件位置信號的傳感器、采集所述電磁頭主體的動鐵芯和靜鐵芯之間間隙信號或壓力信號的傳感器、采集閥門的閥腔內(nèi)或閥門所連接的流體管道內(nèi)的介質(zhì)壓力信號或流速信號的傳感器和/或采集所述電磁頭主體溫度信號或所述電磁頭主體的線圏溫度信號的傳感器，通?？梢栽O(shè)置一個傳感器，也可以設(shè)置多個傳感器。
所述機械開關(guān)可以通過機械傳動裝置傳動連接所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門的閥桿，以便通過這些活動件的動作或位置實現(xiàn)這些機械開關(guān)的通斷。例如，所述機械傳動裝置可以是杠桿傳動裝置或彈簧傳動裝置，所述杠桿傳動裝置的動作輸出端連4矣所述機械開關(guān)中用于實現(xiàn)開關(guān)通斷的活動件，動作輸入端設(shè)有傳動觸點，所述傳動觸點位于所述動鐵芯和所述靜鐵芯吸合處或所述動^^芯或閥桿的運動軌道上，所述彈簧傳動裝置的動作輸出端連接所述才幾械開關(guān)中用于實現(xiàn)開關(guān)通斷的活動件，動作輸入端設(shè)有彈簧拉伸件，所述彈簧拉伸件設(shè)
置在所述動鐵芯和所述靜鐵芯吸合處或所述動4失芯或閥桿的運動軌道上。
一種節(jié)能電磁頭控制方法，其通過電磁頭控制電路控制電磁頭主體的線圏的電流大小，在電磁頭啟動時所述線圏中的電流為大電流，在所述動鐵芯和所述靜鐵芯吸合后或所述工作氣隙達(dá)到一定值的正常工作狀態(tài)或穩(wěn)定工作狀態(tài)下所述線圈中的電流為小電流，所述大電流到所述小電流的轉(zhuǎn)換過程是一個逐漸的轉(zhuǎn)換過程或者是由所述大電流直接轉(zhuǎn)換為小電流或通過若干中間電流逐級轉(zhuǎn)換為小電流。所述電磁頭控制電路可以設(shè)有用于調(diào)節(jié)其輸出值的調(diào)節(jié)件。
所述電磁頭控制電路可以采用下列任--種電路
(1)橋式整流電路，所述調(diào)節(jié)件為設(shè)置在其一個橋臂上的通斷開
關(guān)；
(2 )設(shè)有用于調(diào)節(jié)電路輸出值的可調(diào)元件的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為所述的可調(diào)元件；
(3 )設(shè)有用于調(diào)節(jié)電路輸出值的微處理器或芯片的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為所述的微處理器或芯片；
(4)設(shè)有兩個或兩個以上支路的電路，不同支路的輸出值不同，所述調(diào)節(jié)件為分別設(shè)置在各支路上的多個通斷開關(guān)或者連接各支路的用于切換各支路通斷狀態(tài)的切換開關(guān)。
所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)可以為由電信號或內(nèi)部程序控制的電控開關(guān)或者受所述電^f茲頭主體的動鐵芯或閥門上的其它活動件的位置或動作控制的積4成開關(guān)，所述電控開關(guān)可以為時間繼電器、設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器、由微處理器控制的電控開關(guān)和/或由芯片控制的電控開關(guān)，所述機械開關(guān)為行程開關(guān)或通過機械傳動裝置傳動連接所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門的閥桿，所述設(shè)有傳感器的繼電
9器或接觸器設(shè)有開關(guān)控制電路，所述傳感器連接所述開關(guān)控制電路，
所述開關(guān)控制電路一艮據(jù)所述傳感器的傳感信號控制相關(guān)通斷開關(guān)和/
或切換開關(guān)的動作或狀態(tài)。
本發(fā)明方法中涉及的電磁頭可以采用上述節(jié)能電磁頭中的任意 技術(shù)方案以及上述節(jié)能電磁頭的技術(shù)方案的工作方式。
本發(fā)明的有益效果利用電磁頭控制電路改變線圈內(nèi)的電流大 小，從而改變動鐵芯和靜鐵芯之間的吸力，使得線圏內(nèi)的電流大小根 據(jù)電磁頭的工作狀態(tài)而變化，以便在保證電磁頭正常工作的情況下， 減小了不必要的電力消耗，由此不但節(jié)約了能源還降低了線圈內(nèi)的溫 升，延長電磁頭的使用壽命。


圖1是本發(fā)明節(jié)能電磁頭在動、靜鐵芯未吸合狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意
圖2是本發(fā)明節(jié)能電磁頭在動、靜鐵芯吸合狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意
圖3是本發(fā)明的電磁頭控制電路為橋式整流電路的一種電路示 意圖4是本發(fā)明的通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)為時間繼電器時的一種 電磁頭控制電路的電路示意圖5是本發(fā)明的傳感器為采集電^f茲頭的線圈溫度信號的溫度傳 感器時的一種結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的傳感器為采集動鐵芯的位置變化信號的位置傳感器時的一種結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明的機械傳動裝置為杠桿傳動裝置時的一種結(jié)構(gòu)示 意圖8是本發(fā)明的機械傳動裝置為彈簧傳動裝置時的一種結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。
參見圖1和圖2，本發(fā)明的一個實施例，包括電磁頭主體1和電 磁頭控制電路，所述電磁頭主體包括導(dǎo)磁殼8、相互配合的動鐵芯10 及靜鐵芯11和線圏9，所述導(dǎo)磁殼內(nèi)設(shè)有鐵芯通道，所述靜鐵芯固 定安裝在所述4^芯通道的上端，所述動^t芯滑動連"^妄在所述l^芯通道 內(nèi)，所述靜鐵芯和所述動鐵芯之間設(shè)有工作氣隙，所述線圏設(shè)置在所 述鐵芯通道的周圍，所述導(dǎo);f茲殼上還設(shè)有可供導(dǎo)線12穿過的通孔。
所述的節(jié)能電石茲頭還包括電控制箱3和隔;磁支架2，電石茲頭主體 和電控制箱通過所述隔磁支架固定連接，所述電磁頭控制電路設(shè)置在 所述電控制箱內(nèi)。所述電控制箱上設(shè)有能夠指示所述電磁頭控制電路 工作狀態(tài)的指示燈6、控制所述電磁頭控制電路工作狀態(tài)的開啟按鈕 4及關(guān)閉按鈕5和可對所述導(dǎo)線起到保護(hù)和密封作用的電纜接頭7。 所述指示燈、開啟按鈕、關(guān)閉按鈕與所述電磁頭控制電路電連接，所 述電磁頭控制電路的輸出端通過所述導(dǎo)線與所述線圈連接，所述電磁 頭控制電路能夠根據(jù)所述電磁頭主體的實時工作狀況改變所述線圈 中的電流大小。本發(fā)明的創(chuàng)新思路是電磁頭工作吸力為所述靜鐵芯吸合所述動 鐵芯上移的力。所以電磁頭開始工作時，只要在工作氣隙位置(初始 狀態(tài)或閥門關(guān)閉狀態(tài))上的工作吸力能夠克服載荷、所述動鐵芯重力 和移動阻力等，所述動鐵芯和所述靜鐵芯就可以吸合。在電》茲頭線圈 剛通電時，應(yīng)給以大的電流，使所述線圈能在工作氣隙位置上通過電 磁感應(yīng)產(chǎn)生大的工作吸力，使所述靜鐵芯順利4巴所述動鐵芯向上吸 合。在動靜鐵芯吸合后，動靜鐵芯之間的間距減小，吸力增加，但閥 門對動靜鐵芯之間的吸力要求反而下降，由此如果采用與起始時相同 的電流，實際產(chǎn)生的吸力就超出了所需的吸力要求。因此，當(dāng)工作氣 隙達(dá)到 一定值或電磁頭處于一定工作狀態(tài)時，可以給所述線圏通以適 當(dāng)?shù)男‰娏?，以便在動靜鐵芯吸力滿足工作需要的同時，盡可能地減 小電能消耗，同時也降低線圈和電磁頭的溫升。
所述線圈中的電流減小是通過所述電磁頭控制電路來實現(xiàn)的。所 述電磁頭控制電路中可以設(shè)有用于調(diào)節(jié)其輸出值的調(diào)節(jié)件，通過所述 調(diào)節(jié)件的動作，改變控制電路輸出的大小，進(jìn)而改變線圏電流的大小。 因此，可以依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)采用任意一種適宜的可以調(diào)節(jié)或改變輸出值 的電路作為本發(fā)明的控制電路。
例如，所述電磁頭控制電路可以采用橋式整流電路，此時所述調(diào) 節(jié)件為設(shè)置在其一個橋臂上的通斷開關(guān)14;也可以采用設(shè)有用于調(diào) 節(jié)控制電路輸出值的可調(diào)元件如變壓器或變阻器的電路，此時所述調(diào) 節(jié)件為所述的可調(diào)元件；或者可以采用設(shè)有用于調(diào)節(jié)控制電路輸出值 的微處理器或芯片的電路，此時所述調(diào)節(jié)件為所述微處理器或芯片；
12還可以采用設(shè)有兩個或兩個以上支路的電路，各支路的輸出值不同， 并通過支路上的通斷開關(guān)(各支路上的通斷開關(guān)應(yīng)依據(jù)一定的規(guī)律動 作，實現(xiàn)各支路的輸出切換)或連接各支路的切換開關(guān)，此時所述調(diào) 節(jié)件就是為分別設(shè)置在各支路上的多個通斷開關(guān)或者連接在各支路 與主回路之間并可以切換各支路通斷狀態(tài)的切換開關(guān)，由此實現(xiàn)在不 同狀態(tài)下通過不同的支路進(jìn)行輸出。
圖3所示的實施例中，電磁頭控制電路采用橋式整流電路，其一 個橋臂上設(shè)有用作調(diào)節(jié)件的通斷開關(guān)，所述節(jié)能電磁頭的工作過程 為按下所述開啟按鈕(接通外接電源)，調(diào)節(jié)件接通，所述線圈通 電。輸入電壓在處于電壓波形的正半周期和負(fù)半周期時，所述橋式整 流電路的橋臂均能構(gòu)成回路，輸出的電壓有效值按照橋式整流電路的 工作特性為輸入電壓有效值的0. 9倍，當(dāng)輸入電壓為220V的交流電， 輸出整流電壓有效值為198V。通電后經(jīng)過一定時間或當(dāng)電磁頭處于 一定工作狀態(tài)時，所述調(diào)節(jié)件斷開，所述橋式整流電鴻J義有其中的兩 個橋臂構(gòu)成回路，且只有當(dāng)輸入電壓的電壓波形處于正半周期或負(fù)半 周期時該回路才導(dǎo)通，其整流效果相當(dāng)于半波整流，輸出的電壓有效 值為橋式整流電路輸出電壓有效值的一半，即當(dāng)輸入電壓為220V交 流電時，輸出給所述線圈的電壓的有效值變?yōu)?9V。當(dāng)不需要電磁頭 工作時，按下所述關(guān)閉按鈕，所述電磁頭控制電路斷電，為避免整流 電路中的整流管被所述線圈在斷電瞬間釋放的反向電壓擊穿，可以在 所述線圈兩端反向并聯(lián)一個續(xù)流二極管，所述線圏的反向電動勢逐漸 釋放，同時所述動鐵芯復(fù)位。當(dāng)電磁頭控制電路是由兩個或兩個以上支路組成的電路，且某一 支或各支路上連接有通斷開關(guān)，或者各支路通過切換開關(guān)與主回路相
連時，所述節(jié)能電磁頭的工作過程為按下所述開啟按鈕，電磁頭開 始工作，此時的各支路上的通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)處于某種開關(guān)組 合狀態(tài)，例如使其中某一支路接通，其他支路斷開，由此該電磁頭控 制電路的輸出值即為由所接通的支路確定的輸出值。在電磁頭開始工 作時，通過各通斷開關(guān)的相互配合或者通過切換開關(guān)，^f吏輸出值較大 的支g通，較小輸出值的支路斷開，以便在線圏中形成較大的電流， 在電磁頭中動靜鐵芯吸合后，使輸出值較小的支i^4妻通，較大輸出值 的支路斷開，以便在線圏中形成較小的電流，當(dāng)設(shè)置三個或超過三個 支路時，可以依輸出值的大小依次接通各支路，其他支路斷開，由此 使線圈中的電流由大到d 、逐級變化，也可以先使各支路上的通斷開關(guān) 和/或切換開關(guān)處于某種開關(guān)組合狀態(tài)，例如使多個支路同時接入電 磁頭控制電路，可輸出能夠使靜鐵心和動鐵心吸合的大電流，且相應(yīng) 產(chǎn)生的吸力可以滿足當(dāng)時所處工作氣隙位置上工作吸力要求，經(jīng)過一 定時間或當(dāng)電磁頭處于一定工作狀態(tài)時，控制所述通斷開關(guān)和/或切 換開關(guān)處于另一種開關(guān)組合狀態(tài)時，例如減少同時接入電磁頭控制電 路的支路的路數(shù)，可輸出能夠使靜鐵心和動鐵心維持p及合狀態(tài)的小電 流，既滿足了工作吸力要求，又達(dá)到了節(jié)能的效果。
所述電磁頭控制電路還可以采用設(shè)有可調(diào)元件的單回路電路或 設(shè)有微處理器或芯片的電路，通過所述可調(diào)元件可直接調(diào)節(jié)所述電i茲 頭控制電路輸出給所述線圈的電流的大小，所述可調(diào)元件可以采用可調(diào)電阻、變阻器、可調(diào)電感器或變壓器等等。當(dāng)采用設(shè)有用于調(diào)節(jié)控 制電路輸出值的微處理器或芯片的電路時，通過程序設(shè)計在所述微處 理器或芯片中輸入固定程序，使所述微處理器或智能芯片通過所述的 固定程序，根據(jù)電磁頭的實時工作情況，控制所迷電磁頭控制電路輸 出給所述線圈的電流大小。
上述各種形式的調(diào)節(jié)件的其中兩個或多個的組合也可以用于控 制所述電磁頭控制電路的輸出，從而實現(xiàn)在不同的工作狀態(tài)下采用不 同的電參數(shù)，產(chǎn)生不同的電磁吸力，以達(dá)到在保證工作要求吸力的前 提下所耗費的電能最少的效果。
所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)可以為由電信號或內(nèi)部程序控制的 電控開關(guān)或者受所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門上的其它活動件的 位置或動作控制的積4戒開關(guān)。
所述電控開關(guān)可以是時間繼電器、設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器 或由微處理器控制的電控開關(guān)和/或由芯片控制的電控開關(guān)。
圖4所示實施例中，所述電磁頭控制電路采用橋式整流電路，其
一個橋臂上設(shè)有用作調(diào)節(jié)件(通斷開關(guān))的時間繼電器，所述節(jié)能電
磁頭的工作過程為按下所述開啟按鈕，時間繼電器ST、接觸器C 和1C通電，C和1C常開觸頭接通，所述通斷開關(guān)閉合，所述電磁頭 控制電路構(gòu)成橋式整流電路，電路輸出的電壓較高，所述線圈在較高 電壓下工作，經(jīng)過一定的時間后所述動、靜鐵芯吸合，時間繼電器依 據(jù)設(shè)定的時間將ST斷開，1C接觸器斷開，1C常開觸頭斷開，所述橋 式整流電路僅有其中的兩個橋臂構(gòu)成回路，形成半橋整流，由此使電壓輸出降低大約一半，線圏在較低電壓下工作。當(dāng)不需要電磁頭工作 時，按下所述關(guān)閉按^組，所述電磁頭控制電路斷電。
當(dāng)所述電控開關(guān)為設(shè)有傳感器的繼電器或"l妄觸器時，所述繼電器 或接觸器通過開關(guān)控制電路與所述傳感器連接，所述開關(guān)控制電路根 據(jù)所述傳感器的傳感信號控制相關(guān)的繼電器或接觸器的動作或狀態(tài)。 所述傳感器可以是用于采集動鐵芯或閥門其他活動件的位置信號的 位置傳感器、采集動鐵芯和靜鐵芯之間間隙信號的距離傳感器、位移 傳感器或動鐵芯與靜l^芯間吸合時壓力信號的壓力傳感器、采集閥門 的閥腔內(nèi)或閥門所連接的流體管道內(nèi)的介質(zhì)壓力信號或流速信號的 傳感器或者采集所述電磁頭主體溫度信號或所述電磁頭主體的線圈 溫度信號的傳感器等等，通?？梢栽O(shè)置一個傳感器，也可以設(shè)置多個 傳感器，只要某種參數(shù)閥門在開啟時(或開啟之前)的值與閥門開啟 后的值明顯不同，就可以通過相應(yīng)的傳感器采集這種參數(shù)信息，送入 開關(guān)控制電路作為控制參數(shù)。由于采用不同參數(shù)或信息的傳感器，只 是采集的物理量不同，相應(yīng)的傳感器的設(shè)置位置也不同，但其原理相 同。當(dāng)傳感器采集到某物理量變化時，反映為開關(guān)控制電路接收的相 應(yīng)電信號的變化，當(dāng)該變化達(dá)到一定值時，使得開關(guān)控制器的輸出改 變，進(jìn)而使所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)動作，從而實現(xiàn)電磁頭控制 電路某支路的通斷狀態(tài)的改變，使改變前即電磁頭開始工作時輸出給 所述線圈大電流，改變后即正常工作中輸出給所述線圏小電流。
參見圖5，當(dāng)以電磁頭的線圏溫度變化作為節(jié)能電磁頭控制電路 輸出參數(shù)變換的條件時，選用溫度傳感器17,并將該溫度傳感器設(shè)置在被測的線圈的邊緣。按下所述開啟按鈕，電路接通，所述動、靜 鐵芯吸合動作，線圈的溫度逐漸升高，當(dāng)線圈溫度達(dá)到某預(yù)定值時， 通過所述溫度傳感器送至開關(guān)控制電路的電信號也達(dá)到一定值，此電 信號將促使所述開關(guān)控制電路的輸出改變，從而改變電磁頭控制電路 的輸出值，以此實現(xiàn)控制線圈中流過電流大小的目的。參見圖6,當(dāng)以所述動鐵芯的位置變化作為節(jié)能電磁頭控制電路 輸出參數(shù)變換的條件時，選用位置傳感器18,并將該位置傳感器設(shè) 置在鐵芯通道內(nèi)或從鐵芯通道側(cè)壁引出的傳感腔室內(nèi)，沿動4失芯運動 軌跡可設(shè)置在動鐵芯與靜鐵芯吸合處，也可設(shè)置在動、靜鐵芯吸合前 的某個工作氣隙位置上，具體根據(jù)設(shè)計需要而定。4姿下所述開啟4^4丑， 電路接通，所述動、靜鐵芯吸合動作，當(dāng)所述動鐵芯運動到位置傳感 器所處位置時，觸發(fā)位置傳感器向開關(guān)控制電路發(fā)出信號，該電信號 將促使所述開關(guān)控制電路改變輸出值，從而改變電磁頭控制電路的輸 出值，以此實現(xiàn)控制線圈中流過電流大小的目的。當(dāng)以動鐵芯和靜鐵 芯之間間隙的變化作為電磁頭控制電路輸出參數(shù)變換條件而選用距 離傳感器、位移傳感器時的情況同釆用位置傳感器時類似。同理，可采用壓力傳感器設(shè)置在動、靜鐵芯吸合狀態(tài)時相互接觸 的端面上，用動、靜鐵芯間吸合壓力的變化作為節(jié)能電磁頭控制電路 輸出參數(shù)變換的條件；可采用流體壓力傳感器或流體流速傳感器設(shè)置 于被測閥腔或流體管道內(nèi)，用于感知閥腔內(nèi)或流體管道內(nèi)的介質(zhì)壓力 信號或流速信號，由于^h質(zhì)狀態(tài)的變化對電》茲頭工作狀態(tài)產(chǎn)生影響， 這種方式相當(dāng)于將介質(zhì)壓力或流速的改變作為節(jié)能電磁頭控制電路輸出參數(shù)變換的條件。圖7和圖8所示的實施例中，所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)為受 動鐵芯或與動鐵芯聯(lián)動的閥門上的其他活動件的位置或動作控制的 機械開關(guān)，所述機械開關(guān)可以是行程開關(guān)，由此根據(jù)動鐵芯或其他活 動件的位置狀態(tài)控制所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)的狀態(tài)，由于在電 磁頭的不同工作狀態(tài)下動鐵芯或其他活動件的位置也是不同的，因此 可以通過這種控制方式控制所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)的狀態(tài)，使 得電磁頭啟動時或啟動過程中控制電路的輸出值較大，在動鐵芯與靜 鐵芯吸合后，控制電路的輸出值較小。動件(例如閥桿之間)通過機械傳動裝置實現(xiàn)傳動，所述機械傳動裝 置可以是杠桿傳動裝置或彈簧傳動裝置。所述杠桿傳動裝置的主要結(jié)構(gòu)件是杠桿19,所述杠桿的一端為 動作輸出端，與機械開關(guān)中的活動件相互作用，以便通過推、壓等方 式帶動機械開關(guān)中的活動件動作。所述杠桿的另 一端為動作輸入端， 設(shè)有傳動觸點15，所述傳動觸點的位置可以設(shè)置在動鐵芯在與靜鐵 芯吸合時能夠觸及的位置(例如所述動鐵芯和靜鐵芯吸合處)或者閥芯與靜鐵芯吸合時能夠觸及的位置(如閥桿的運動軌道上在閥門開啟 狀態(tài)下的位置)，即動鐵芯與靜鐵芯吸合時動鐵芯或其他閥門活動件 將通過推、壓等方式使該傳動觸點動作，進(jìn)而帶動杠桿的動作輸出端 動作，適當(dāng)設(shè)計好各部分的結(jié)構(gòu)和配合方式，使得杠桿的動作輸出端動作時恰好能夠觸動機械開關(guān)的活動件，改變該機械開關(guān)的狀態(tài)，使 控制電路的輸出值較小。.'例如，所述傳動觸點可以設(shè)置在所述動4失芯和靜4失芯的吸合處 時，當(dāng)所述動鐵芯在電磁感應(yīng)的作用下沿所述鐵芯通道運動，至與所 述靜鐵芯吸合時，觸動所述傳動觸點，通過所述杠桿的傳動作用，帶 動所述機械開關(guān)通斷，從而改變所述電磁頭控制電路的輸出，工作結(jié) 束，所述動鐵芯復(fù)位，觸動所述傳動觸點，帶動所述杠桿復(fù)位(也可 以通過設(shè)置復(fù)位彈簧等方式實現(xiàn)所述的復(fù)位)，通過所述杠桿的傳動 作用使所述機械開關(guān)回復(fù)初始化狀態(tài)。所述傳動觸點也可以設(shè)置在所 述鐵芯通道內(nèi)時，當(dāng)所述動鐵芯在電磁感應(yīng)的作用下沿所述鐵芯通道 運動，當(dāng)所述動鐵芯運動到一定位置時觸動所述傳動觸點，通過所述 杠桿的傳動作用，帶動所述機械開關(guān)通斷，從而改變所述電磁頭控制 電路的輸出，工作結(jié)束，所述動^b芯復(fù)位，觸動所述傳動觸點，帶動 所述杠桿復(fù)位，通過所述杠桿的傳動作用使所述機械開關(guān)回復(fù)初始化 狀態(tài)；所述傳動觸點設(shè)置在所述動鐵芯聯(lián)動的閥門上的其它活動件的 運動軌道上時，當(dāng)所述動鐵芯在電磁感應(yīng)的作用下沿所述鐵芯通道運 動，帶動所述其他活動件運動，當(dāng)所述動鐵芯運動到一定位置時，所 述其它活動件觸動所述傳動觸點，通過所述杠桿的傳動作用，帶動所 述機械開關(guān)通斷，從而改變所述電磁頭控制電路的輸出，工作結(jié)束， 所述動鐵芯復(fù)位，觸動所述傳動觸點，帶動所述杠桿復(fù)位，通過所述 杠桿的傳動作用使所述機械開關(guān)回復(fù)初始化狀態(tài)。所述彈簧傳動裝置的主要組成部分是彈簧20,所述彈簧的一端19為動作輸出端，設(shè)置在機械開關(guān)中的用于實現(xiàn)開關(guān)通斷的活動件處， 與該活動件配合并通過一定的方式帶動該活動件動作，所述彈簧的另一端為動作輸入端，設(shè)有彈簧拉伸件16，所述彈簧拉伸件設(shè)置在動 鐵芯和靜鐵芯吸合處，或者設(shè)置在動鐵芯或同動鐵芯聯(lián)動的閥門上的 其他活動件如閥桿的運動軌道上，如鐵芯通道內(nèi)。所述彈簧的動作輸述彈簧的另 一端與所述彈簧拉伸件彈性連接。具體地說，當(dāng)動鐵芯運動到與靜鐵芯吸合的位置，或動鐵芯沿鐵 芯通道運動到一定位置時，或同動鐵芯聯(lián)動的閥門上的其它活動件如 閥桿沿其運動軌道運動到一定位置時，將觸動設(shè)置在該處的彈簧拉伸 件，利用彈簧的彈性帶動機械開關(guān)的通斷，從而改變所述電磁頭控制 電路的輸出，工作結(jié)束，所述動鐵芯復(fù)位，觸動所述彈簧拉伸件，使 所述彈簧回復(fù)初始狀態(tài)，帶動所述機械開關(guān)回復(fù)初始化狀態(tài)。本發(fā)明的節(jié)能電磁頭控制方法是通過所述電磁頭控制電路控制 所述電磁頭線圈的電流在閥門啟動時和正常工作(穩(wěn)定工作狀態(tài))時 的電流大小不等，在電》茲頭啟動時所述線圈中的電流為大電流，在所 述動鐵芯和所述靜鐵芯吸合后或所述工作氣隙達(dá)到一定值的正常工 作狀態(tài)時所述線圏中的電流為小電流，所述大電流到所述小電流的轉(zhuǎn) 換過程可以是一個逐漸轉(zhuǎn)換過程或者是由所述大電流直接轉(zhuǎn)換為小 電流或通過若干中間電流逐級轉(zhuǎn)換為小電流。此方法的核心部分在于電磁頭控制電路及其上設(shè)置的用于調(diào)節(jié) 其輸出值的調(diào)節(jié)件。所述電磁頭控制電路可以采用橋式整流電路，此用于調(diào)節(jié)控制電路輸出值的微處理器或芯片的電路，所述調(diào)節(jié)件為所 述的孩么處理器或芯片；所述電石茲頭控制電路還可以采用i殳有兩個或兩 個以上支路的電路，所述調(diào)節(jié)件為分別設(shè)置在各支路上的多個通斷開 關(guān)或者連接各支路并切換各支路通斷狀態(tài)的切換開關(guān)。實際采用的電 路可以是上述各種電路的組合電路。實現(xiàn)從大電流到d 、電流的轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分是各種電路中的調(diào)節(jié) 件。這些調(diào)節(jié)件即通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)可以是由電信號或內(nèi)部程 序控制的電控開關(guān)或者受所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門上的其它 活動件的位置或動作控制的機械開關(guān)，這些開關(guān)的動作可以通過單純 的時間控制、單純的機械控制或以對應(yīng)于電石茲頭工作狀態(tài)的物理量為 轉(zhuǎn)換條件的自動控制來實現(xiàn)。當(dāng)以對應(yīng)于電^f茲頭工作狀態(tài)的物理量為 轉(zhuǎn)換條件時，所述電控開關(guān)可以為設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器，所 述繼電器或接觸器通過開關(guān)控制電路與所述傳感器連接，所述開關(guān)控 制電路才艮據(jù)所述傳感器的傳感信號控制相關(guān)的通斷開關(guān)和/或切換開 關(guān)的動作或狀態(tài)，所述傳感器可以是采集動鐵芯或閥門其他活動件位 置信號的位置傳感器、采集動4失芯和靜鐵芯之間間隙信號或壓力信號 的距離傳感器或壓力傳感器、采集閥門的閥腔內(nèi)或流體管道內(nèi)的介質(zhì) 壓力信號或流速信號的壓力或流速傳感器，或者采集電磁頭主體溫度 信號或電磁頭主體的線圏溫度信號的溫度傳感器。所述機械開關(guān)通過機械傳動裝置傳動連接所述電i茲頭主體的動4失芯或閥門的閥桿，所述 才幾械傳動裝置可以是杠桿傳動裝置或彈簧傳動裝置，當(dāng)所述電石茲頭主 體的動鐵芯或閥門的閥桿運動時，可以通過所述杠桿傳動裝置和彈簧 傳動裝置的傳動控制所述機械開關(guān)動作。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能電磁頭，包括電磁頭主體和電磁頭控制電路，所述電磁頭控制電路的輸出端通過導(dǎo)線與所述電磁頭主體中的線圈連接，其特征在于所述電磁頭控制電路是能夠根據(jù)所述電磁頭主體的實時工作狀況改變所述線圈中電流大小的控制電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的節(jié)能電磁頭，其特征在于所述電磁頭控制 電路設(shè)有用于調(diào)節(jié)其輸出值的調(diào)節(jié)件。
3. 如權(quán)利要求2所述的節(jié)能電磁頭，其特征在于所述電^f茲頭控制 電路采用下列任——種電路(l)橋式整流電路，所述調(diào)節(jié)件為設(shè)置 在其一個橋臂上的通斷開關(guān)；(2 )設(shè)有用于調(diào)節(jié)電^各輸出值的可調(diào)元 件的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為所述的可調(diào)元件；(3)設(shè)有用于 調(diào)節(jié)電路輸出值的微處理器或芯片的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為 所述的微處理器或芯片；(4)設(shè)有兩個或兩個以上支路的電路，不同 支路的輸出值不同，所述調(diào)節(jié)件為分別設(shè)置在各支路上的多個通斷開 關(guān)或者連接各支路的用于切換各支路通斷狀態(tài)的切換開關(guān)。
4. 如權(quán)利要求3所述的節(jié)能電磁頭，其特征在于所述通斷開關(guān)和 /或切換開關(guān)為由電信號或內(nèi)部程序控制的電控開關(guān)或者受所述電磁 頭主體的動鐵芯或閥門上的其它活動件的位置或動作控制的機械開 關(guān)。
5. 如權(quán)利要求4所述的節(jié)能電磁頭，其特征在于所述電控開關(guān)為 時間繼電器、設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器或由^:處理器控制的電控 開關(guān)和/或由芯片控制的電控開關(guān)，所述機械開關(guān)為行程開關(guān)。
6. 如權(quán)利要求5所述的節(jié)能電磁頭，其特征在于所述設(shè)有傳感器 的繼電器或接觸器設(shè)有開關(guān)控制電路，所述傳感器連接所述開關(guān)控制 電路，所述開關(guān)控制電if各才艮據(jù)所述傳感器的傳感信號控制相關(guān)通斷開 關(guān)和/或切換開關(guān)的動作或狀態(tài)。
7. 如權(quán)利要求6所述的節(jié)能電磁頭，其特征在于所述傳感器為采 集所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門其他活動件位置信號的傳感器、采 集所述電磁頭主體的動鐵芯和靜鐵芯之間間隙信號或壓力信號的傳 感器、采集閥門的閥腔內(nèi)或閥門所連接的流體管道內(nèi)的介質(zhì)壓力信號 或流速信號的傳感器或者采集所述電磁頭主體溫度信號或所述電磁 頭主體的線圈溫度信號的傳感器。
8. 如權(quán)利要求4所述的節(jié)能電磁頭，其特征在于所述機械開關(guān)通 過機械傳動裝置傳動連接所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門的閥桿，所 述機械傳動裝置是杠桿傳動裝置或彈簧傳動裝置，所述杠桿傳動裝置輸入端設(shè)有傳動觸點，所述傳動觸點位于所述動4失芯和所述靜鐵芯吸 合處或所述動鐵芯或閥桿的運動Mii上，所述彈簧傳動裝置的動作輸 出端連接所述機械開關(guān)中用于實現(xiàn)開關(guān)通斷的活動件，動作輸入端設(shè) 有彈簧拉伸件，所述彈簧拉伸件設(shè)置在所述動鐵芯和所述靜鐵芯吸合 處或所述動鐵芯或閥桿的運動軌道上。
9. 一種節(jié)能電磁頭控制方法，其特征在于是通過電磁頭控制電路 控制電磁頭主體的線圏的電流大小，在電磁頭啟動時所述線圈中的電 流為大電流，在所述動鐵芯和所述靜鐵芯吸合后或所述工作氣隙達(dá)到一定值的正常工作狀態(tài)或穩(wěn)定工作狀態(tài)下所述線圈中的電流為小電流，所述大電流到所述小電流的轉(zhuǎn)換過程是一個逐漸的轉(zhuǎn)換過程或者是由所述大電流直接轉(zhuǎn)換為小電流或通過若千中間電流逐級轉(zhuǎn)換為小電5危。
10. 如權(quán)利要求9所述的節(jié)能電磁頭控制方法，其特征在于所述電磁頭控制電路設(shè)有用于調(diào)節(jié)其輸出值的調(diào)節(jié)件，所述電磁頭控制電路采用下列任--種電路(1)橋式整流電路，所述調(diào)節(jié)件為設(shè)置在其一個橋臂上的通斷開關(guān)；(2 )設(shè)有用于調(diào)節(jié)電路輸出值的可調(diào)元件的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為所述的可調(diào)元件；(3 )設(shè)有用于調(diào)節(jié)電路輸出值的微處理器或芯片的電磁頭控制電路，所述調(diào)節(jié)件為所述的微處理器或芯片；(4)設(shè)有兩個或兩個以上支路的電路，不同支路的輸出值不同，所述調(diào)節(jié)件為分別設(shè)置在各支路上的多個通斷開關(guān)或者連接各支路的用于切換各支路通斷狀態(tài)的切換開關(guān)，所述通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)為由電信號或內(nèi)部程序控制的電控開關(guān)或者受所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門上的其它活動件的位置或動作控制的機械開關(guān)，所述電控開關(guān)為時間繼電器、設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器、由微處理器控制的電控開關(guān)和/或由芯片控制的電控開關(guān)，所述機械開關(guān)為行程開關(guān)或通過機械傳動裝置傳動連接所述電磁頭主體的動鐵芯或閥門的閥桿，所述設(shè)有傳感器的繼電器或接觸器設(shè)有開關(guān)控制電路，所述傳感器連接所述開關(guān)控制電路，所述開關(guān)控制電^!4艮據(jù)所述傳感器的傳感信號控制相關(guān)通斷開關(guān)和/或切換開關(guān)的動作或狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種節(jié)能電磁頭及節(jié)能電磁頭控制方法，所述節(jié)能電磁頭包括電磁頭主體和電磁頭控制電路，所述電磁頭控制電路通過導(dǎo)線與電磁頭主體中的線圈連接，所述電磁頭控制電路是能夠根據(jù)所述電磁頭主體的實時工作狀況改變所述線圈中電流大小的控制電路；所述節(jié)能電磁頭控制方法是通過所述電磁頭控制電路控制所述電磁頭線圈的電流，使得在電磁頭啟動時所述線圈中的電流為大電流，在穩(wěn)定工作狀態(tài)下所述線圈中的電流為小電流。本發(fā)明通過改變輸入線圈的電流的大小，既可以節(jié)省能源消耗又可以限制線圈溫升，主要可用于各種工業(yè)電磁閥，特別是大功率電磁閥。
文檔編號H01F7/18GK101656136SQ20091016937
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者陳國順 申請人:陳國順