專利名稱：自保持微功耗膜片式直流電磁閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在開、關動作后具有自保持特性的微功耗膜片式直流電磁閥。
膜片式電磁閥一般由電磁驅動裝置和包括膜片在內的閥體兩大部分組成。現有的膜片式電磁閥，通電時，由軟磁材料做的閥芯在磁場的作用下向上移動，膜片上方的液體通過泄流孔流走，由于恒節流孔的作用，膜片上方壓力下降，上游壓力將膜片頂起，閥門打開。不通電時閥芯便在重力及彈簧力的作用下堵住了膜片上的泄流孔，上游壓力通過恒節流孔直接加到膜片上方，使膜片向下蓋緊出口，閥門處于關閉狀態。可見，閥門的啟閉取決于閥芯的上下移動，而閥芯的向上移動則是由勵磁線圈通電來驅動并保持其位移的。這樣，在電磁閥整個接通過程中，都需要向勵磁線圈供電，因此，這種電磁閥耗電較大。
本發明的目的是提供一種能克服上述缺點，既具有普通膜片式電磁閥的開、關性能，又能大幅度減少電耗的自保持微功耗膜片式直流電磁閥。
本發明的自保持微功耗膜片式直流電磁閥是由橡膠膜片、泄流孔、恒節流孔、進口、出口和閥座等構成的閥體以及電磁驅動裝置組成。電磁驅動裝置是由一軸向充磁的硬磁體閥芯;連接在閥芯下面，用于調節閥芯上下位置的閥桿;裝在閥桿下面以保證與泄流孔密封的橡膠堵頭;同軸套在閥芯、閥桿、橡膠堵頭三者外面的密封件;同軸套在密封件外面上下兩個磁極性相反的勵磁線圈;以及包在勵磁線圈外面，用軟磁材料制成的外導磁回路等構成。上述驅動裝置中，閥芯的直徑為φ3-φ8mm，長為8-20mm，安裝時的極性根據線圈的繞制方向及通電方向確定;上下兩個勵磁線圈的軸向長度比為1∶1.5-1.5∶1之間，平均長度是閥芯長度的55%-90%;閥桿和密封件是由非磁性非金屬材料制成，密封件內徑的大小以能使閥芯、閥桿、橡膠堵頭三者沿軸線上下自由移動為宜。當對勵磁線圈通以不同方向的電流，即可使閥芯沿著勵磁線圈軸線上下移動。當閥芯移至最高位置時，即使勵磁線圈不通電，閥芯與外導磁回路之間的磁性作用力也能保持閥芯不會掉下來。當閥芯移至最低位置時，閥芯與外導磁回路的作用力可使橡膠堵頭可靠地堵住膜片上的泄流孔。可見，這種電磁閥能自動保持每次驅動后的狀態，電磁閥只需在開、關過程中通以很短暫的勵磁電流外，其余時間無需供電。
與現有技術比較，本發明的自保持微功耗膜片式直流電磁閥，由于閥芯是一軸向充磁的硬磁體，與外導磁回路的相互作用使其具有自保持特性，兩個勵磁線圈又安排成推挽工作方式，所以只需很小的勵磁電流即可使閥芯獲得較大的驅動力，而且通電時間又很短，因此該電磁閥總的耗電量非常小。
附
圖1是本發明的自保持微功耗膜片式直流電磁閥的剖面圖，其中1是閥芯，2是閥桿，3是橡膠堵頭，4是泄流孔，5是恒節流孔，6是進口，7是閥座，8是出口，9是膜片，10是外導磁回路，11、12為勵磁線圈，13是密封件。
下面結合附圖進一步說明該電磁閥的工作過程。設原狀態閥芯1是處在最低位置，并且閥芯的磁化極性為上N下S，接在閥桿下部的橡膠堵頭3堵住泄流孔4，這時進口6的壓力不受損失地通過恒節流孔5加到膜片9的上方，膜片9蓋緊出口8，電磁閥關閉。這時閥芯1與外導磁回路10的相對位置偏下，其總的磁場作用力向下，與閥芯1、閥桿2的重力一道使泄流孔4可靠關閉。當勵磁電流同時加到勵磁線圈11、12時，假設在勵磁線圈11產生的磁場為上N下S，在勵磁線圈12產生的，磁場為上S下N，于是，勵磁線圈11對閥芯產生一個向上的排斥力，勵磁線圈12對閥芯產生一個向上的吸力，這兩個力的共同作用使閥芯1、閥桿2、橡膠堵頭3向上移動，泄流孔4打開，膜片9上方壓力下降向上移動，打開出口8，電磁閥接通，閥芯1依靠其自身磁場與外導磁回路10的作用保持在最高位置。要關閉電磁閥時，需對勵磁線圈11、12通以與開啟時相反的勵磁電流，這樣勵磁線圈11對閥芯產生一個向下的吸力，勵磁線圈12對閥芯產生一個向下的斥力，共同作用的結果使閥芯向下移動，從而關閉電磁閥。從上述工作過程可見，只需在閥芯的移動過程中對勵磁線圈11、12供電，而這個時間是非常短的，因此電磁閥所耗用的電能是很微的。
實施例一公稱管徑15mm，閥座7由ABS工程塑料模注成型，膜片9、泄流孔4、恒節流孔5、密封件13利用洗衣機進水電磁閥上的部件;閥芯為φ6mm，長度13mm的軸向磁化的釹鐵硼磁芯，軸向表面磁感強度0.4特斯拉;閥桿2用塑料制成，長度剛好能使閥芯1在最低位置時，閥芯1的下端面比勵磁線圈11的下端面高2mm。閥芯1、閥桿2、橡膠堵頭3之間用環氧樹脂粘接。勵磁線圈11與12的長度比為1.2∶1，線圈11的長度為10mm，用φ0.12mm漆包線繞2400匝，直流電阻每個約100歐姆，并聯使用。外導磁回路10用1.5mm鐵板做成。將上述各部件按圖1裝配好，即制成一個自保持微功耗膜片式直流電磁閥。該電磁閥用3V直流電雙向驅動，每次動作能耗小于20毫焦耳。
實施例二利用洗衣機進水電磁閥的閥座7，膜片9，泄水孔4，恒節流孔5，與實施例一的電磁驅動裝置配合，可組成自保持微功耗膜片式電磁閥。性能與實施例一相同。
權利要求
1.一種自保持微功耗膜片式直流電磁閥，該電磁閥是由橡膠膜片9、泄流孔4、恒節流孔5、進口6、出口8和閥座7等構成的閥體以及電磁驅動裝置組成，其特征在于電磁驅動裝置是由一軸向充磁的硬磁體閥芯1；連接在閥芯1下面，用于調節閥芯1上下位置的閥桿2；裝在閥桿2下面以保證與泄流孔4密封的橡膠堵頭3；同軸套在閥芯1、閥桿2、橡膠堵頭3外面的密封件13；同軸套在密封件13外面上下兩個磁極性相反的勵磁線圈11、12；以及包在勵磁線圈11、12外面，用軟磁材料制成的外導磁回路10等構成。
2.根據權利要求1所述的自保持微功耗膜片式直流電磁閥，其特征在于閥芯1的直徑為φ3-φ8mm，長度為8-20mm。
3.根據權利要求1或2所述的自保持微功耗膜片式直流電磁閥，其特征在于勵磁線圈11、12的長度比為1∶1.5-1.5∶1之間，平均長度是閥芯1長度的55%-90%。
全文摘要
本發明提供了一種自保持微功耗膜片式直流電磁閥，這種電磁閥的特點是閥芯為軸向磁化的硬磁體，由兩個磁極性相反的勵磁線圈驅動，閥芯與外導磁回路的相互作用能保持閥芯移動后的狀態。由直流電源雙向驅動，每次動作能耗小于20毫焦耳。
文檔編號F16K7/14GK1085297SQ93116540
公開日1994年4月13日 申請日期1993年8月26日 優先權日1993年8月26日
發明者曾祿平, 李汜, 何國欣 申請人:梧州市火柴廠, 梧州市溫特自動化工程公司