專利名稱：一種雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)控制技術(shù)，具體涉及一種采用永磁體的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置及其制造 電磁閥的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電磁裝置大都采用軟磁體作為導(dǎo)磁材料，這樣電磁裝置可以在不勵(lì)磁時(shí)沒 有剩磁，可以讓閥片順利復(fù)位；電磁裝置在吸合時(shí)形成封閉回路，減小了磁阻，可以大大降 低自保持的勵(lì)磁電流，但盡管這樣還是要有電流才能維持。由于氣隙的大小對(duì)電磁力的影 響非常大，所以傳統(tǒng)電磁裝置的行程都比較小。由于不象馬達(dá)那樣可以通過減速器來增加力量，電磁裝置的作用力又與安匝數(shù)成 正比，所以通常電流都較大，線圈匝數(shù)也較多，這意味著銅材消耗，體積也較大。因?yàn)檐洿朋w是沒有極性的，所以電磁裝置本身的作用力是單方向的，只能產(chǎn)生吸 力而無法產(chǎn)生推力，所以要設(shè)置彈簧或靠重力來復(fù)位。近年來各種強(qiáng)磁材料得到大量普遍應(yīng)用，其為電磁裝置的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用提供了 ■石出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的慣常做法，提供一種能夠雙向作用的，雙穩(wěn)態(tài) 而不用電流即可自保持的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置；本發(fā)明的目的還在于，提供上述雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置制造電磁閥的應(yīng)用。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所提供的技術(shù)方案是一種雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，其包括一支架、線圈、推拉桿、永磁體，所述的 線圈繞設(shè)在支架上、其內(nèi)部中空，所述的永磁體固定設(shè)置在推拉桿內(nèi)，該推拉桿可在磁力的 相互作用在，在所述線圈中空部位內(nèi)直線進(jìn)出運(yùn)動(dòng)。所述的支架前端面上，還設(shè)有一向內(nèi)伸出的、用以在上端吸引推拉桿并使其定位 的上端軟磁體。所述的推拉桿后段設(shè)有一滑槽；所述的支架或外部支撐部位上，還固定設(shè)有一用 以在下端吸引推拉桿并使其定位的下端軟磁體。所述的永磁體被一蓋固定設(shè)置在推拉桿前段內(nèi)。當(dāng)線圈勵(lì)磁時(shí)使推拉桿向上動(dòng)作，到達(dá)上端時(shí)與軟磁體作用吸于頂上，此時(shí)線圈 中沒有電流也能自保持，當(dāng)線圈反向勵(lì)磁時(shí)，推拉桿克服軟磁體的吸力向下動(dòng)作，把推拉桿 從軟磁體上拉下來，直到軟磁體擋住，此時(shí)又與軟磁體相互吸住，如此則推拉桿在兩個(gè)位置 上都是穩(wěn)定狀態(tài)，而不需要靠線圈勵(lì)磁來自保持。所述的推拉桿為非導(dǎo)磁材料，推拉桿中的永磁體是強(qiáng)磁材料磁體。前述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置制造電磁閥的應(yīng)用，其特征在于，所述的推拉桿作為電磁 閥的閥桿。
本發(fā)明提供的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其改變了傳統(tǒng)電磁裝置外圍的封閉磁回路，將永 磁體置于推拉桿中間，推拉桿本身是非導(dǎo)磁材料，推拉桿置于線圈內(nèi)，使線圈與永磁體處于 一個(gè)適當(dāng)?shù)南鄬?duì)位置，當(dāng)線圈中充以不同方向的電流時(shí)可以產(chǎn)生不同方向的電磁力，這樣 就解決了雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置的雙向作用問題。在推拉桿的吸合方向和推開方向的適當(dāng)位置各設(shè)置一個(gè)軟磁體，當(dāng)推拉桿靠近 任一軟磁體時(shí)都會(huì)吸向該軟磁體，在線圈中沒有電流時(shí)即靠這種吸力維持在穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng) 線圈勵(lì)磁時(shí)如果線圈與永磁體之間產(chǎn)生的電磁力與此吸力相反，即會(huì)將推拉桿推離此軟磁 體，在推拉桿碰到另一軟磁體時(shí)停下，此時(shí)即使線圈停止勵(lì)磁，因?yàn)橛来朋w與軟磁體靠近， 產(chǎn)生的吸力使其維持在新的位置。為了減小線圈推開推拉桿的作用力，可以讓永磁體靠近軟磁體時(shí)保留一定距離， 以減小其吸力。為增加雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置的操作力，減小勵(lì)磁電流，該永磁體可以采用強(qiáng)磁或 超強(qiáng)磁。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)及作用原理示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明提供的一種雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，其包括一支架2、線圈 3、推拉桿7、永磁體5，所述的線圈3繞設(shè)在支架2上、其內(nèi)部中空，所述的永磁體5固定設(shè)置 在推拉桿7內(nèi)，該推拉桿7可在磁力的相互作用在，在所述線圈中空部位內(nèi)直線進(jìn)出運(yùn)動(dòng)。所述的支架2前端面上，還設(shè)有一向內(nèi)伸出的、用以在上端吸引推拉桿7并使其定 位的上端軟磁體1。所述的推拉桿7后段設(shè)有一滑槽；所述的支架2或外部支撐部位上，還固定設(shè)有一 用以在下端吸引推拉桿7并使其定位的下端軟磁體6。所述的永磁體5被一蓋4固定設(shè)置在推拉桿7前段內(nèi)。當(dāng)線圈2勵(lì)磁時(shí)使推拉桿向上動(dòng)作，到達(dá)上端時(shí)與軟磁體1作用吸于頂上，此時(shí)線 圈3中沒有電流也能自保持，當(dāng)線圈3反向勵(lì)磁時(shí)，推拉桿7克服軟磁體1的吸力向下動(dòng)作， 把推拉桿7從軟磁體1上拉下來，直到軟磁體6擋住，此時(shí)又與軟磁體6相互吸住，如此則 推拉桿7在兩個(gè)位置上都是穩(wěn)定狀態(tài)，而不需要靠線圈勵(lì)磁來自保持。所述的推拉桿7為非導(dǎo)磁材料，推拉桿7中的永磁體是強(qiáng)磁材料磁體。前述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置制造電磁閥的應(yīng)用，所述的推拉桿7作為電磁閥的閥桿， 用來制造電磁閥。也可以制造其他自動(dòng)控制設(shè)備。具體的，如附圖所示上端軟磁體1固定在線圈支架2上，用于當(dāng)推拉桿7到達(dá)上 端時(shí)穩(wěn)定吸附推拉桿7之用，線圈3裝在線圈支架2上，4是用于固定永磁體5的蓋，6是下 端軟磁體，當(dāng)推拉桿7在下端時(shí)穩(wěn)定吸附推拉桿。當(dāng)線圈3勵(lì)磁時(shí)可以使推拉桿向上動(dòng)作，到達(dá)上端時(shí)與軟磁體1作用，吸于頂上， 此時(shí)線圈3中沒有電流也能自保持，當(dāng)線圈3反向勵(lì)磁時(shí)，推拉桿7克服軟磁體1的吸力向 下動(dòng)作，把推拉桿7從軟磁體1上拉下來，直到軟磁體6擋住，此時(shí)又與軟磁體6相互吸住。軟磁體6與線圈支架3相對(duì)不動(dòng)，可以是裝在線圈支架3上，也可以是共同裝于機(jī)
根據(jù)具體不同工作場(chǎng)合的力度，電流限制，行程，外形尺寸等不同要求，要具體設(shè) 計(jì)結(jié)構(gòu)，線圈等。 將推拉桿推動(dòng)的是電磁閥的閥片時(shí)就是相應(yīng)的電磁閥，所以本原理也可用在電磁 閥上。本發(fā)明提供的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，改變了傳統(tǒng)雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置上作為封閉磁路用的 軟磁體，中間的推拉桿采用非導(dǎo)磁材料，在推拉桿的中間設(shè)置一永磁體，這樣在線圈中充以 不同方向的電流時(shí)與永磁體之間就會(huì)產(chǎn)生不同方向的力，從而在沒有彈簧復(fù)位力的作用下 實(shí)現(xiàn)雙向動(dòng)作。該雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置在推拉桿的動(dòng)作的兩個(gè)方向上各設(shè)置一個(gè)軟磁體，當(dāng)推拉桿向 任一軟磁體方向動(dòng)作并靠近此軟磁體時(shí)，與該軟磁體之間產(chǎn)生的吸力使推拉桿維持在此位 置。當(dāng)線圈勵(lì)磁且產(chǎn)生的電磁力與推拉桿上永磁體和與之相近的軟磁體的吸力方向相反 時(shí)，足以克服此吸力將推拉桿推離此軟磁體，向另一軟磁體靠近，并形成新的穩(wěn)定狀態(tài)。如 此則推拉桿在兩個(gè)位置上都是穩(wěn)定狀態(tài)，而不需要靠線圈勵(lì)磁來自保持。推拉桿在兩極限位置時(shí)推拉桿中的永磁體可以離開軟磁體一點(diǎn)距離以減小線圈 推開推拉桿的作用力。雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置應(yīng)用于制造電磁閥，其推拉桿作為電磁閥的閥桿時(shí)，此原理就可 以應(yīng)用在電磁閥上，用來驅(qū)動(dòng)電磁閥。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化控制設(shè)備的制造。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，凡是能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的所有相似或等同的實(shí)施 方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，其包括一支架、線圈、推拉桿、永磁體，所述的線 圈繞設(shè)在支架上、其內(nèi)部中空，所述的永磁體固定設(shè)置在推拉桿內(nèi)，該推拉桿可在磁力的相 互作用在，在所述線圈中空部位內(nèi)直線進(jìn)出運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，所述的支架前端面上，還設(shè)有 一向內(nèi)伸出的、用以在上端吸引推拉桿并使其定位的上端軟磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，所述的推拉桿后段設(shè)有一滑 槽；所述的支架或外部支撐部位上，還固定設(shè)有一用以在下端吸引推拉桿并使其定位的下 端軟磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，所述的永磁體被一蓋固定設(shè) 置在推拉桿前段內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，當(dāng)線圈勵(lì)磁時(shí)使推拉桿向上 動(dòng)作，到達(dá)上端時(shí)與軟磁體作用吸于頂上，此時(shí)線圈中沒有電流也能自保持，當(dāng)線圈反向勵(lì) 磁時(shí)，推拉桿克服軟磁體的吸力向下動(dòng)作，把推拉桿從軟磁體上拉下來，直到軟磁體擋住， 此時(shí)又與軟磁體相互吸住，如此則推拉桿在兩個(gè)位置上都是穩(wěn)定狀態(tài)，而不需要靠線圈勵(lì) 磁來自保持。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，推拉桿中的永磁體是強(qiáng)磁材 料磁體，所述的推拉桿為非導(dǎo)磁材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6之一所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置制造電磁閥的應(yīng)用，其特征在于，所 述的推拉桿作為電磁閥的閥桿。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，其特征在于，其包括一支架、線圈、推拉桿、永磁體，所述的線圈繞設(shè)在支架上、其內(nèi)部中空，所述的永磁體固定設(shè)置在推拉桿內(nèi)，該推拉桿可在磁力的相互作用在，在所述線圈中空部位內(nèi)直線進(jìn)出運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線圈勵(lì)磁時(shí)可以使推拉桿向上動(dòng)作，到達(dá)上端時(shí)與軟磁體作用吸于頂上，此時(shí)線圈中沒有電流也能自保持，當(dāng)線圈反向勵(lì)磁時(shí)，推拉桿克服軟磁體的吸力向下動(dòng)作，把推拉桿從軟磁體上拉下來，直到軟磁體擋住，此時(shí)又與軟磁體相互吸住。本發(fā)明提供的雙穩(wěn)態(tài)電磁裝置，改變了傳統(tǒng)電磁裝置上作為封閉磁路用的軟磁體，在線圈中充以不同方向的電流時(shí)與永磁體之間就會(huì)產(chǎn)生不同方向的力實(shí)現(xiàn)雙向動(dòng)作。
文檔編號(hào)H02K33/18GK102075057SQ20101062441
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者孫化海 申請(qǐng)人:東莞市高能磁電技術(shù)有限公司