專利名稱：一種雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁閥技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直流雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，如用于制冷技術(shù) 領(lǐng)域的直流雙穩(wěn)態(tài)電磁換向閥。
背景技術(shù)：
電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速 度和其它的參數(shù)。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。而雙 穩(wěn)態(tài)電磁閥則是利用電磁鐵的電磁力來進行開關(guān)或動作控制、而利用其自保持力來維持其 工作狀態(tài)，而不是通過長期通電來進行保持，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。下面具體以一種雙穩(wěn)態(tài)電磁換向閥為例來進行說明請參照圖1、圖2、圖3。其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的系統(tǒng)示意圖；圖2是 現(xiàn)有技術(shù)的電磁線圈的電路控制回路示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的電磁線圈的局部示意圖。雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，由電磁線圈10、閥體兩部份組成，閥體包括導閥20、主閥30，其中， 導閥20包括圓形套管200、鐵芯組件和其它一些零部件，鐵芯組件包括封頭204和芯鐵 208，圓形套管200的右端焊接有封頭204，套管200內(nèi)腔有能夠左右滑動的芯鐵208及彈壓 在芯鐵208彈簧孔209中的回復彈簧203。電磁線圈10包括線圈部件和導磁體104、永磁 體103。電磁線圈10套設在圓形套管200的外周，并通過固定螺釘202與封頭204 —起進 行固定。線圈部件包括線圈骨架101’、繞制在線圈骨架的環(huán)形空間中的繞組102’。當SWl開關(guān)接通，SW2開關(guān)打到0N，此時電磁線圈10通入正向電流，其所產(chǎn)生的磁 場與永磁體103產(chǎn)生的磁場方向一致，如圖3所示，其中a為永久磁體的磁力線；線圈磁力 線為b(實線)，其方向與永久磁體磁力線方向相同，電磁線圈10所產(chǎn)生的電磁力與永磁體 103的磁力一起克服回復彈簧210的彈簧力，使芯鐵208右移(按圖示方向)，與封頭204 吸合。此時，滑碗205隨芯鐵208右移，使毛細管s/c相連通，從而帶動主閥30的滑塊301 向右移動，使主閥接管S/C相連通。在芯鐵208與封頭204吸合后，SWl開關(guān)斷開，電磁線 圈10斷電，電磁力消失，此時永磁體103的磁力克服回復彈簧203的彈簧力使芯鐵208與 封頭204保持吸合狀態(tài)。當SWl開關(guān)接通，SW2開關(guān)打到OFF，此時電磁線圈10通入反向電流，此時，a為永 磁體103所產(chǎn)生的永久磁體磁力線；電磁線圈磁力線為c (實線)，其方向與永磁體103所產(chǎn) 生的永久磁體磁力線方向相反。其所產(chǎn)生的電磁力與彈簧力一起克服永磁體的磁力，使芯 鐵208左移(按圖示方向)復位。此時，滑碗205隨芯鐵208左移，使毛細管e/s相連通， 從而帶動主閥30的滑塊301向左移動，使主閥接管E/S相連通。在芯鐵208復位后，控制 電路中的SWl開關(guān)斷開，電磁線圈10斷電，電磁力消失，此時依靠彈簧力克服永磁體103的 磁力使芯鐵保持復位狀態(tài)。而在需要電磁閥換向時，SWl開關(guān)接通，SW2開關(guān)打到0N，此時電磁線圈10通入正 向電流，此時，a為永磁體103所產(chǎn)生的永久磁體磁力線；電磁線圈磁力線為b (虛線)，其 方向與永磁體103所產(chǎn)生的永久磁體磁力線方向相同。電磁線圈所產(chǎn)生的電磁力與永磁體103所產(chǎn)生的電磁力一起克服彈簧力，使芯鐵208右移并靠近封頭204方向最終與封頭204 貼合，這時永磁體103所產(chǎn)生的電磁力大于彈簧力，從而使芯鐵208在SWl開關(guān)斷開后仍能 保持在與封頭的吸合狀態(tài)。可見，雙穩(wěn)態(tài)電磁閥是在二種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換瞬間才給電磁線圈10通電，在轉(zhuǎn)換 完成后即斷電。芯鐵與封頭處于吸合狀態(tài)時，斷電后利用永磁鐵的電磁吸引力使封頭端面 和芯鐵端面克服彈簧力保持貼合。芯鐵復位時，由于磁路間隙的存在，永磁鐵的電磁吸引力 小于此時的彈簧力；利用彈簧力克服永磁體的磁力使芯鐵保持復位狀態(tài)。現(xiàn)有技術(shù)的線圈為單線圈繞組結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，其控制系統(tǒng)需要設置電壓反 向裝置來滿足雙向動作的要求，故控制相對比較復雜需要單獨設計且無法與其他系統(tǒng)共 用；并且在線圈的實際過程中，無論是吸合信號還是脫開信號均施加在線圈的同一個繞組 上。因此，如何解決電磁線圈控制系統(tǒng)復雜并使電磁閥能滿足不同系統(tǒng)通用的問題， 是本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥控制方式及電磁閥線圈結(jié)構(gòu)，旨在克服現(xiàn)有 技術(shù)中所存在的控制復雜問題以及滿足不同系統(tǒng)中電磁閥的通用問題。為此，本發(fā)明采用 以下技術(shù)方案一種雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，包括閥體和電磁線圈；所述電磁線圈包括線圈部件、導磁體、 永磁體；所述線圈部件包括一大致呈“ ^ ”形的線圈骨架，所述線圈部件包括纏繞在所述 同一線圈骨架的環(huán)形空間上的2個線圈繞組，所述2個線圈繞組的其中各一個線頭通過同 一引線或插片引入或引出?？蛇x地，在所述線圈骨架的環(huán)形空間內(nèi)，所述2個線圈繞組呈內(nèi)外設置，即繞制時 先完成其中一個繞組的繞制，然后再完成另一繞組的繞制。優(yōu)選地，使設置在內(nèi)層的繞組的外線頭與設置在外層的繞組的內(nèi)線頭連接在一起 并通過同一引線或插片再通過引線引入或引出?？蛇x地，在所述線圈骨架的環(huán)形空間內(nèi)，所述2個線圈繞組是同時繞制的，即繞制 時是將2個線頭同時在所述線圈骨架的環(huán)形空間中繞制完成的?？蛇x地，在所述線圈骨架的一端側(cè)設置有一個容納部，用于放置永磁體。優(yōu)選地，在所述線圈骨架的設置容納部的這一端側(cè)，設置有鍔狀部，這一鍔狀部上 設置有用于與所述繞組的線頭連接用的插片。優(yōu)選地，所述電磁線圈在繞制時所用的電磁線為漆包線，其外層絕緣漆膜的厚度 在0. 016mm以上，更加合適的，其外層絕緣漆膜的厚度在0. 018mm到0. 035mm之間。優(yōu)選地，所述線圈骨架包括有鍔狀部，在所述鍔狀部上設置有插片，其中包括第一 插片、第二插片、第三插片，所述2個線圈繞組的4個線頭分別通過所述第一插片、第二插 片、第三插片再通過引線引入或引出，其中2個線圈繞組的其中各一個線頭通過同一插片 引入或引出。
優(yōu)選地，所述2個線圈繞組的其中各一個線頭均通過所述第二插片引入或引出。
本發(fā)明的電磁閥線圈結(jié)構(gòu)，采用了雙繞組結(jié)構(gòu)，在控制系統(tǒng)中不需要設置反向裝4置，從而使得控制相對簡單且滿足了不同系統(tǒng)的通用性問題；同時，本發(fā)明采用雙繞組分別 控制，與現(xiàn)在技術(shù)相比，減少了單個線圈繞組的通斷次數(shù)，從而可提高了電磁線圈的使用壽 命和可靠性。另外本發(fā)明的電磁閥通過在同一線圈骨架的環(huán)形空間中繞制2個繞組，骨架 部件加工方便簡單，制造成本相對較低。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥系統(tǒng)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的電磁線圈的一種電路控制回路的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的電磁線圈的局部的解剖示意圖。圖4是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的一種實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的電磁線圈的一種電路控制回路的示意圖；圖6是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的第二實施例的電磁線圈部份的局部解剖的結(jié)構(gòu) 示意圖；圖7是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的第三實施例的電磁線圈部份的局部的解剖的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖8是圖7所示電磁線圈的骨架的解剖示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行進一步描述。由于本發(fā)明具體是對電磁閥 線圈的結(jié)構(gòu)改進，因而下面的描述中，重點也是介紹電磁線圈部份，且電磁閥線圈以外的結(jié) 構(gòu)僅僅是為了配合說明本發(fā)明而引入的，并不能構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，而且，下 面所描述的除電磁閥線圈以外的部件并不僅僅限于下面的描述，也可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員 所習知的其它結(jié)構(gòu)。請參照圖4、圖5，圖4是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的一種實施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖，圖5該實施例中雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的電磁線圈的一種電路控制回路的示意圖。如圖所示， 雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，包括電磁線圈10、閥體兩部份；閥體包括導閥20、主閥30 ；其中，導閥20包 括圓形套管200、鐵芯組件和其它一些零部件，鐵芯組件包括封頭204和芯鐵208，圓形套管 200的右端焊接固定有封頭204，套管200內(nèi)腔有在電磁力等作用下能夠左右滑動的芯鐵 208及彈壓在芯鐵208的彈簧孔中的回復彈簧203。電磁線圈10包括線圈部件102和導磁 體104，其內(nèi)部還設置有永磁體103。電磁線圈10套設在圓形套管200的外周，并通過固定 螺釘202與封頭204的固定從而與導閥一起進行固定。電磁線圈10可分為導磁體104、線圈部件102、永磁體103三個部分。其中線圈部 件102包括線圈骨架101和繞組1021/1022。線圈骨架101通常采用模具注塑的方法一體 成型。在本實施例中，是在一個線圈骨架的一個環(huán)形空間內(nèi)先繞制一個線圈繞組1021，再繞 制第二個線圈繞組1022，并使線圈繞組1021的外線頭與線圈繞組1022的內(nèi)線頭連接在一 起并與線圈繞組1021的內(nèi)線頭、線圈繞組1022的外線頭共引出三個引線接頭，即使線圈繞 組1021的外線頭與線圈繞組1022的內(nèi)線頭、線圈繞組1021的內(nèi)線頭、線圈繞組1022的外 線頭與三根引線分別連接并引出，與控制電路的三個端口 01、02、03相連接，從而實現(xiàn)電磁 閥的控制與換向動作。另外，也可以使線圈繞組1021的外線頭與線圈繞組1022的內(nèi)線頭、線圈繞組1021的內(nèi)線頭、線圈繞組1022的外線頭分別與固定在線圈骨架上的三個插片第 二插片、第一插片、第三插片相連接，其中使線圈繞組1021的外線頭與線圈繞組1022的內(nèi) 線頭與固定在中間的中間插片即第二插片相連接固定，而線圈繞組1021的內(nèi)線頭、線圈繞 組1022的外線頭分別與兩端的插片固定連接，并通過這3個插片與三根引線相連接從而通 過三根引線與控制電路的三個端口 01、02、03分別相連接而實現(xiàn)控制。這種將電磁線通過 引線引出或通過插片再用引線引出的連接方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，因些不再詳 細介紹。在這種實施方式中，電磁閥的控制電源可以直接使用制冷系統(tǒng)如空調(diào)中的直流控 制電源，在SWl開關(guān)接通、SW2開關(guān)OFF時，第一個線圈繞組1021通電，這時線圈繞組1021 產(chǎn)生的磁力線與永磁體103產(chǎn)生的磁力線的方向相反，使芯鐵208在線圈繞組1021產(chǎn)生的 電磁力與彈簧203的彈簧力的一起作用下克服永磁體103的磁力向遠離封頭204的方向移 動并獲得定位，然后開關(guān)SWl斷開，這時由于永磁體103所產(chǎn)生的磁路間隙的存在，這時永 磁體103產(chǎn)生的磁力小于彈簧203的彈簧力的作用，這樣芯鐵208在彈簧力的作用下維持 在該位置，而不需要線圈長期通電。同樣需要電磁閥換向時，在SWl開關(guān)接通、SW2開關(guān)ON 時，第二個線圈繞組1022通電，這時線圈繞組1022產(chǎn)生的磁力線與永磁體103產(chǎn)生的磁力 線的方向相同，使芯鐵208在線圈繞組1022產(chǎn)生的電磁力與永磁體103的磁力的一起作用 下克服彈簧203的彈簧力的作用向靠近封頭204的方向移動并最終貼合封頭204而獲得定 位，然后開關(guān)SWl斷開，這時由于永磁體103所產(chǎn)生的磁路閉合，這時永磁體103產(chǎn)生的磁 力大于彈簧的彈簧力的作用，這樣芯鐵208在永磁體103產(chǎn)生的磁力的作用下維持在該位 置，而不需要線圈保持通電。下面介紹本發(fā)明的另外一種實施方式，請參照圖6，其中圖6是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電 磁閥的第二種實施例的局部的解剖的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該實施例與上述第一實施例 的主要區(qū)別在于該實施例中電磁線圈在加工時，是將2個線圈繞組1023、10M進行同時繞 制的，而不是象上述實施例一樣先完成一個繞組、再完成第二個繞組；這樣可以減少加工工 序，并且二個繞組的一致性也相對較好。在具體加工時，是將2組漆包線在線圈骨架的環(huán)形 空間內(nèi)同時繞制完成，然后將第一個繞組1023的外線頭與第二個繞組IOM的內(nèi)線頭連接 在一起并通過插片、引線連接引出或直接通過引線引出，同時使第一個繞組1023的內(nèi)線頭 與第二個繞組IOM的外線頭也通過插片、引線連接引出或直接通過引線引出，使線圈繞組 1023的外線頭與線圈繞組IOM的內(nèi)線頭、線圈繞組1023的內(nèi)線頭、線圈繞組IOM的外線 頭分別通過三根弓I線或先通過三個插片再分別通過三根引線連接并引出，與控制電路的三 個端口 01、02、03相連接，從而實現(xiàn)電磁閥的控制與換向動作。如圖，第一繞組1023通電后 的磁力線方向如圖中f實線方向所示，其與永磁體103產(chǎn)生的磁力線d的方向相反，而第二 線圈繞組IOM通電后的磁力線方向如圖中e虛線所示，其與永磁體103產(chǎn)生的磁力線d的 方向相同。具體的工作原理與動作方式與上述相同，這時不再復述。具體加工時是在加工好的線圈骨架101上進行2個線圈繞組的繞制，繞制完成后 將線頭與引線或插片、引線連接固定完成，然后進行注塑或包塑達到電磁線圈的絕緣性能， 然后與永磁體103、導磁體104組裝，并用螺釘202將電磁線圈10與導閥20相固定。在該實 施例中，由于2個繞組是同時繞制的，這樣2個繞組之間的絕緣性能要求比較好，相應地，一 般要求用來繞制的漆包線有相對較好的絕緣性能，一般在漆包線的裸銅線的外徑為0. 25mm左右時，要求其漆膜厚度在0. 016mm以上，即漆包線的外徑減去其銅線直徑后的差值即厚 度要求在0.016mm以上；更加合適的，漆膜厚度在0. 018mm以上，而在0. 035mm以下。下面介紹本發(fā)明的第三種實施例。該實施例是在上述第二實施例上的進一步改 進，如圖7、圖8所示，圖7是本發(fā)明的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥的第三實施例的電磁線圈部份的局部的 解剖的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是圖7所示電磁線圈的骨架的解剖示意圖。如圖所示，該實施例與第二實施例的主要區(qū)別在于線圈骨架的設計的進一步改 進在該實施例中，線圈的繞組的線頭是通過固定在線圈骨架1010上的插片再通過引線引 出的，線圈骨架1010在其一側(cè)的端部的朝外側(cè)設置了一個用于放置永磁體103的容納部 1011，并且將與線圈繞組連接用的插片的安裝部1012設置在與容納部1011的相同的一側(cè) 的鍔狀部1014上，具體可以設置三個用于放置固定插片的安裝部，用于固定第一插片、第 二插片及第三插片；并使插片的安裝部1012與容納部1011在徑向的位置上錯開，通過這 樣的設計，減小了該電磁線圈的軸向的高度尺寸H，并使繞制在線圈骨架1010的環(huán)形空間 1013中的線圈繞組1023、IOM與芯鐵208、封頭204形成的磁路更加合理，這樣可以減小磁 阻。這樣相對于原有的使用線圈插片進行連接的電磁線圈，一方面在設置插片的一側(cè)的鍔 狀部要增加其厚度以保證絕緣與機械強度性能，另外在最后電磁線圈成型時又要加工出一 個容納永磁體的容納部，這樣，這兩個部位的厚度相加會導致電磁線圈的軸向的高度尺寸 的增加，而帶來對電磁性能的影響，而通過本設計則解決了這一問題，并使電磁線圈的結(jié)構(gòu) 更加緊湊合理。該實施例中其他的結(jié)構(gòu)與工作原理均與上述第二實施例相同，因此這里不再一一 贅述。從上所述可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，是通過繞制在一個線圈骨架的環(huán)形 空間中的兩個繞組分別產(chǎn)生不同的磁場方向，從而來控制電磁閥的吸合與脫開或換向的動 作。這樣可以使用系統(tǒng)中原有的直流電源，也不需要設置反向的控制電路來進行控制。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保 護范圍應當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，包括閥體和電磁線圈；所述電磁線圈包括線圈部件、導磁體、永 磁體；所述線圈部件包括一大致呈“ M ”形的線圈骨架，其特征在于，所述線圈部件包括 纏繞在所述線圈骨架的環(huán)形空間上的2個線圈繞組，所述2個線圈繞組的其中各一個線頭 通過同一引線或插片引入或引出。
2.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，在所述線圈骨架的環(huán)形空間內(nèi)，所 述2個線圈繞組呈內(nèi)外設置，即繞制時先完成其中一個繞組的繞制，然后再完成另一繞組 的繞制。
3.如權(quán)利要求2所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，使設置在內(nèi)層的繞組的外線頭與 設置在外層的繞組的內(nèi)線頭連接在一起并通過同一引線或插片引入或引出。
4.如權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，在所述電磁線圈骨架的環(huán)形空間 內(nèi)，所述2個線圈繞組是同時繞制的，即繞制時是將2個線頭同時在所述線圈骨架的環(huán)形空 間中繞制完成的。
5.如權(quán)利要求4所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，在所述線圈骨架的一端側(cè)設置有 一個容納部。
6.如權(quán)利要求5所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，在所述線圈骨架的設置容納部的 這一端側(cè)，設置有鍔狀部，所述鍔狀部設置有與所述繞組的線頭連接用的插片固定用的安 裝部。
7.如權(quán)利要求4-6所述的任一雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，所述電磁線圈在繞制時所 用的電磁線為漆包銅線，其外層絕緣漆膜的厚度在0. 016mm以上。
8.如權(quán)利要求1-5所述的任一雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，所述線圈骨架包括有鍔狀 部，在所述鍔狀部上設置有插片，其中包括第一插片、第二插片、第三插片，所述2個線圈繞 組的4個線頭分別通過所述第一插片、第二插片、第三插片再通過引線引入或引出，其中2 個線圈繞組的其中各一個線頭通過同一插片引入或引出。
9.如權(quán)利要求8所述的雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，其特征在于，所述2個線圈繞組的其中各一個線 頭均通過所述中間的第二插片引入或引出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙穩(wěn)態(tài)電磁閥，包括閥體和電磁線圈；所述電磁線圈包括線圈部件、導磁體和永磁體；所述線圈部件包括線圈骨架、纏繞在同一線圈骨架的環(huán)形空間上的2個線圈繞組，并使兩個繞組的其中各一個線頭通過同一根引線或插片引入或引出。本發(fā)明的電磁閥線圈結(jié)構(gòu)加工方便簡單，在控制系統(tǒng)中不需要設置反向裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中電磁線圈控制復雜的問題，使得控制相對簡單，并且可以滿足不同系統(tǒng)中通用的要求。
文檔編號F16K31/06GK102052505SQ20091022170
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月7日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:浙江三花制冷集團有限公司