雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥的制作方法
【專利摘要】雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，屬于電磁閥領(lǐng)域。為了解決目前的傳統(tǒng)的電磁閥具有響應(yīng)速度慢和輸出力低的問(wèn)題。它的外殼為圓筒形，外殼內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片，且對(duì)稱設(shè)置，鐵芯設(shè)置在上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)內(nèi)表面均與鐵芯外表面之間存在氣隙；外殼上端口設(shè)置有上部軛鐵，上部軛鐵中心孔用于容納上推桿上下運(yùn)動(dòng)，上推桿設(shè)置在鐵芯的上端，外殼的下端口設(shè)置有下部軛鐵，下部軛鐵的中心孔用于容納下推桿上下運(yùn)動(dòng)，下推桿設(shè)置在鐵芯的下端；所述雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥為中心軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。它用于控制工業(yè)設(shè)備。
【專利說(shuō)明】雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁閥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。
[0003]但傳統(tǒng)的電磁閥具有響應(yīng)速度慢，輸出力低等缺點(diǎn)，不能滿足特定情況下的工業(yè)
生產(chǎn)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決目前的傳統(tǒng)的電磁閥具有響應(yīng)速度慢和輸出力低的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥。
[0005]本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，
[0006]它包括上推桿、上部軛鐵、上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、外殼、下部環(huán)形永磁體、下部環(huán)形墊片、下部軛鐵、鐵芯和下推桿；
[0007]外殼為圓筒形結(jié)構(gòu)，外殼內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片，
[0008]上部環(huán)形墊片與下部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體與下部環(huán)形永磁體均關(guān)于線圈對(duì)稱設(shè)置，
[0009]鐵芯設(shè)置在上部環(huán)形墊片、上部環(huán)形永磁體、線圈、下部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形墊片的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)的內(nèi)表面均與鐵芯的外表面之間存在氣隙；
[0010]外殼的上端口設(shè)置有上部軛鐵，上部軛鐵的中心孔用于容納上推桿上下運(yùn)動(dòng)，上推桿設(shè)置在鐵芯的上端，外殼的下端口設(shè)置有下部軛鐵，下部軛鐵的中心孔用于容納下推桿上下運(yùn)動(dòng)，下推桿設(shè)置在鐵芯的下端；
[0011 ] 所述雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥為中心軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0012]上部環(huán)形永磁體和下部環(huán)形永磁體均為徑向充磁，且充磁方向相同。
[0013]上部軛鐵、外殼、下部軛鐵和鐵芯均采用高導(dǎo)磁材料制成。
[0014]鐵芯為圓柱形，縱截面為長(zhǎng)方形。
[0015]線圈采用繞制在線圈骨架上的方式實(shí)現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明所述雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，裝配簡(jiǎn)單；雙穩(wěn)態(tài)磁保持，永磁體調(diào)整保持力可調(diào)，配合不同的反力設(shè)計(jì)可得到靈活的配置方式；觸動(dòng)條件低，吸合(釋放)安匝數(shù)小，功率小，具有響應(yīng)速度快，輸出力高的特點(diǎn)。永磁體遠(yuǎn)離主觸點(diǎn)及滅弧室所在區(qū)域，可以減弱高溫對(duì)于永磁體的不利影響，同時(shí)該結(jié)構(gòu)具有 良好的抗振性能，實(shí)際裝配更加高效，同批次產(chǎn)品一致性增強(qiáng)，并降低批次產(chǎn)品的廢品率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是【具體實(shí)施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為【具體實(shí)施方式】一所述的線圈未通電時(shí)的磁通路徑圖，此時(shí)運(yùn)動(dòng)部件為初始位置；
[0019]圖3為【具體實(shí)施方式】一所述的線圈通正向電初始時(shí)刻的磁通路徑圖；
[0020]圖4為【具體實(shí)施方式】一所述的線圈通正向電至完成由上至下運(yùn)動(dòng)形態(tài)改變后的磁通路徑圖，此時(shí)為運(yùn)動(dòng)部件完成由至下運(yùn)動(dòng)形態(tài)改變后的位置；
[0021]圖5為【具體實(shí)施方式】一所述的線圈斷電時(shí)的磁通路徑圖；
[0022]圖6為【具體實(shí)施方式】一所述的線圈通反向電初始時(shí)刻的磁通路徑圖；
[0023]圖7為【具體實(shí)施方式】一所述的線圈通反向電至完成由下至上運(yùn)動(dòng)形態(tài)改變后的磁通路徑圖，此時(shí)運(yùn)動(dòng)部件回至初始位置。
【具體實(shí)施方式】
[0024]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，它包括上推桿1、上部軛鐵2、上部環(huán)形墊片3、上部環(huán)形永磁體4、線圈5、外殼
6、下部環(huán)形永磁體7、下部環(huán)形墊片8、下部軛鐵9、鐵芯10和下推桿11 ；
[0025]外殼6為圓筒形結(jié)構(gòu)，外殼6內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片3、上部環(huán)形永磁體4、線圈5、下部環(huán)形永磁體7和下部環(huán)形墊片8，
[0026]上部環(huán)形墊片3與下部環(huán)形墊片8、上部環(huán)形永磁體4與下部環(huán)形永磁體7均關(guān)于線圈5對(duì)稱設(shè)置，
[0027]鐵芯10設(shè)置在上部環(huán)形墊片3、上部環(huán)形永磁體4、線圈5、下部環(huán)形永磁體7和下部環(huán)形墊片8的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)的內(nèi)表面均與鐵芯10的外表面之間存在氣隙；
[0028]外殼6的上端口設(shè)置有上部軛鐵2，上部軛鐵2的中心孔用于容納上推桿I上下運(yùn)動(dòng)，上推桿I設(shè)置在鐵芯10的上端，外殼6的下端口設(shè)置有下部軛鐵9，下部軛鐵9的中心孔用于容納下推桿11上下運(yùn)動(dòng)，下推桿11設(shè)置在鐵芯10的下端；
[0029]所述雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥為中心軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
[0030]上推桿1、鐵芯10和下推桿4構(gòu)成運(yùn)動(dòng)部件，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，上推桿I從上部軛鐵2的中心孔向上伸出，直至鐵芯10的上端部接觸上部軛鐵2停止；向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，下推桿11從下部軛鐵9的中心孔向下伸出，直至鐵芯10的下端部接觸下部軛鐵9停止。
[0031]參見(jiàn)圖1，設(shè)定上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7均為內(nèi)S外N，其工作過(guò)程:
[0032]圖2為線圈5未通電狀態(tài)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)部件處于初始位置，因永磁的吸力特性，鐵芯10的上端面與上部軛鐵2相互接觸，近似于無(wú)空隙，磁通只走磁阻最小位置，上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7永磁磁通路方向均為順時(shí)針，上部環(huán)形永磁體4的磁路路徑:上部環(huán)形永磁體4的N極一外殼6 —上部軛鐵2 —鐵芯10 —上部環(huán)形永磁體4的S極一上部環(huán)形永磁體4的N極；下部環(huán)形永磁體7的磁路路徑:下部環(huán)形永磁體7的N極一外殼6 —上部軛鐵2 —鐵芯10 —下部環(huán)形永磁體7的S極一下部環(huán)形永磁體7的N極。上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7與鐵芯10之間的吸力使得運(yùn)動(dòng)部件維持在圖1所示的初始位置。
[0033]圖3為線圈5通正向電狀態(tài)，令通正向電時(shí)產(chǎn)生如圖3所示方向的電磁磁通，線圈5產(chǎn)生的電磁磁通路徑為:鐵芯10 —上部軛鐵2 —外殼6 —下部軛鐵9,該電磁磁通會(huì)一直減弱流經(jīng)上部軛鐵2與鐵芯10的永磁磁通，即鐵芯10中的初始向上的合成磁通會(huì)越來(lái)越弱，而流經(jīng)下部軛鐵9與鐵芯10的電磁磁通會(huì)增加；當(dāng)鐵芯10受到的電磁磁通與永磁磁形成的合力向下時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件開(kāi)始向下動(dòng)作，直至鐵芯10的下端面接觸下部軛鐵9的上表面為止，如圖4所示，完成由下至上運(yùn)動(dòng)形態(tài)改變。若正向電一直通，則一直保持圖4所示狀態(tài)。在圖4所示位置，鐵芯10內(nèi)有三條逆時(shí)針磁路。
[0034]若此時(shí)線圈5斷電，則線圈5產(chǎn)生的電磁磁通自然就沒(méi)有了，參見(jiàn)圖5，鐵芯10與外殼6內(nèi)只存在倆條永磁磁通路徑，第一路徑:上部環(huán)形永磁體4的N極一外殼6 —下部軛鐵9 —鐵芯10 —上部環(huán)形永磁體4的S極一上部環(huán)形永磁體4的N極；第二路徑:下部環(huán)形永磁體7的N極一外殼6 —下部軛鐵9 —鐵芯10 —下部環(huán)形永磁體7的S極一下部環(huán)形永磁體7的N極。鐵芯10與上部環(huán)形永磁體11，下部環(huán)形永磁體7之間的吸力使得鐵芯10維持在該位置。這兩條永磁磁通在鐵芯10中的方向相同，運(yùn)動(dòng)部件不會(huì)改變位置。
[0035]若此時(shí)線圈5通反向電，則產(chǎn)生如圖6所示的電磁磁通，該電磁磁通與通正向電時(shí)的圖4的電磁磁通方向相反，電磁磁通減弱永磁磁通,具體過(guò)程與通正向電時(shí)相反,運(yùn)動(dòng)部件在合力向下時(shí)開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，直至鐵芯10的上端面接觸上部軛鐵2為止，完成由下至上運(yùn)動(dòng)形態(tài)改變，如圖7所示。
[0036]在通電、斷電不同狀態(tài)時(shí)，按照?qǐng)D2至圖7所示的磁路進(jìn)行動(dòng)作，上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7提供穩(wěn)定狀態(tài)下的保持力，鐵芯10是其中承擔(dān)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的器件，而上部軛鐵2和下部軛鐵9是其中承擔(dān)銜鐵限位的器件，以它們?yōu)橹行模B接線圈鐵芯等其它器件組成的整個(gè)電磁閥磁路直接決定著該電磁閥的整機(jī)性能；磁路與其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以極大的提高永磁體的利用效率；磁通約束高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的磁路，可以使得產(chǎn)品實(shí)際裝配更加高效，同批次產(chǎn)品一致性更好，并可降低批次產(chǎn)品的廢品率。
[0037]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，上部環(huán)形永磁體4和下部環(huán)形永磁體7均為徑向充磁，且充磁方向相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，上部軛鐵2、外殼6、下部軛鐵9和鐵芯10均采用高導(dǎo)磁材料制成。
[0039]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，鐵芯10為圓柱形，縱截面為長(zhǎng)方形。
[0040]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥的進(jìn)一步限定，線圈5采用繞制在線圈骨架上的方式實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，其特征在于， 它包括上推桿(I)、上部軛鐵(2)、上部環(huán)形墊片(3)、上部環(huán)形永磁體(4)、線圈(5)、外殼(6)、下部環(huán)形永磁體(7)、下部環(huán)形墊片(8)、下部軛鐵(9)、鐵芯(10)和下推桿(11)； 外殼(6)為圓筒形結(jié)構(gòu)，在外殼(6)內(nèi)側(cè)壁上從上到下依次設(shè)置有上部環(huán)形墊片(3)、上部環(huán)形永磁體(4)、線圈(5)、下部環(huán)形永磁體(7)和下部環(huán)形墊片(8)， 上部環(huán)形墊片(3)與下部環(huán)形墊片(8)、上部環(huán)形永磁體(4)與下部環(huán)形永磁體(7)均關(guān)于線圈(5)對(duì)稱設(shè)置， 鐵芯(10)設(shè)置在上部環(huán)形墊片(3)、上部環(huán)形永磁體(4)、線圈(5)、下部環(huán)形永磁體(7)和下部環(huán)形墊片(8)的環(huán)內(nèi)，且所述環(huán)的內(nèi)表面均與鐵芯(10)的外表面之間存在氣隙； 外殼(6)的上端口設(shè)置有上部軛鐵(2)，上部軛鐵(2)的中心孔用于容納上推桿(I)上下運(yùn)動(dòng)，上推桿(I)設(shè)置在鐵芯(10)的上端，外殼(6)的下端口設(shè)置有下部軛鐵(9)，下部軛鐵(9)的中心孔用于容納下推桿(11)上下運(yùn)動(dòng)，下推桿(11)設(shè)置在鐵芯(10)的下端； 所述雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥為中心軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，其特征在于，上部環(huán)形永磁體(4)和下部環(huán)形永磁體(7)均為徑向充磁，且充磁方向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，其特征在于，上部軛鐵(2)、外殼(6)、下部軛鐵(9)和鐵芯(10)均采用高導(dǎo)磁材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，其特征在于，鐵芯(10)為圓柱形，縱截面為長(zhǎng)方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)直動(dòng)式含永磁電磁閥，其特征在于，線圈(5)采用繞制在線圈骨架上的方式實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】F16K31/06GK104019266SQ201410283428
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】梁慧敏, 林景波, 張坤, 于海丹, 劉德龍, 王瑞超 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)