專利名稱：低功率省電電磁閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型系有關(guān)一種閥，特別是一種以瞬間的直流脈波訊號即可控制作開啟或關(guān)閉的電磁閥。
利用電磁鐵激磁產(chǎn)生的磁力吸引活塞，進(jìn)而達(dá)到開啟閥門的技術(shù)早已為人所熟知，但是這種電磁閥欲保護(hù)開啟狀態(tài)，必需持續(xù)的使電磁鐵激磁，因此，其電能的消耗量顯然較多，甚不經(jīng)濟(jì)。
為了解決前述的問題，已有公開報道，采用以馬達(dá)傳輸旋轉(zhuǎn)動力源至減速結(jié)構(gòu)，使其減速結(jié)構(gòu)上具有的兩相反極向磁極的外磁體產(chǎn)生往返式位移，而引動閥桿頂端容設(shè)有固定磁力的內(nèi)磁體，使桿往復(fù)從動皆由減速結(jié)構(gòu)所帶動的外磁體上不同的磁力和內(nèi)磁體磁極的相互位置形成相斥相吸作用力所控制，而達(dá)啟閉閥門的動作。此種機(jī)械式的閥門啟閉裝置，雖然不需要持續(xù)供給電能，便可使閥門維持在開或閉的位置，亦較傳統(tǒng)電磁閥省電，但是要確保機(jī)械機(jī)構(gòu)動作無誤，其配合關(guān)系及安裝皆需要極準(zhǔn)確，而復(fù)雜的機(jī)械構(gòu)造成本亦不低。
本實用新型的目的就是要提供一種不需持續(xù)供給電能，便能使閥門常保持在開啟或關(guān)閉狀態(tài)的電磁閥，它具有較上述機(jī)械式的現(xiàn)有技術(shù)更為省電的特性。
本實用新型的技術(shù)方案主要基于下述設(shè)計思想，以永久磁石常態(tài)維持電磁閥的活塞于任一開啟或關(guān)閉的位置，再以電磁鐵以及可隨該電磁鐵于不同激磁情況下改變極性的變極襯片，加強(qiáng)前述永久磁石某一極向的磁力，俾以將活塞迅即移動至開啟或關(guān)閉電磁閥的工作位置，因此，只需以瞬間的直流脈波訊號即可提供前述電磁鐵激磁變極的電能，在電能的消耗上顯然要較前述機(jī)械式的電動磁閥更省電。據(jù)此，本低功率省電電磁閥，主要包括一個與流體管路銜接的閥座，開啟或關(guān)閉該閥座內(nèi)液體流路的活塞，以及與前述閥座結(jié)合并且推動前述活塞于啟閉位置的磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其中該磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括有一前段為中空管而后段為可被激磁成電磁鐵之實心鐵心的固定鐵心，其中的中空管容納有前述的活塞，并可供活塞在其軸向上作不同位置的位移；套在前述中空管外圍并且緊鄰重疊的可磁吸性墊圈及第一環(huán)形永久磁石，以磁力吸住前述活塞并使活塞在未受外力推動時保持在其所在的位置；同軸圍繞于前述固定鐵心外圍的磁驅(qū)單元，此磁驅(qū)單元包含有恰圍繞住前述實心鐵心的第二級線圈、圍繞住前述中空管的第一級線圈、同軸套在前述中空管外圍且位于第一級線圈與第二級線圈之間的第二環(huán)形永久磁石，以及二只以開口相向的關(guān)系在鐵心軸向上錯位重疊，并且鉗住前述第一、二級線圈與第二永久磁石的變極襯片，其中緊鄰第一級線圈的變極襯片并且與前述的第一永久磁石接觸，又前述的第一、第二永久磁石的磁極方向皆相同，而第一、第二級線圈在通電激磁后的磁極方向亦與該第一、第二永久磁石的磁極方向相同。另外，該活塞末段具有一個常態(tài)頂住實心鐵心的軸向壓縮彈簧；該活塞為可磁吸性的金屬桿，其前端具有一橡膠頭；該固定鐵心，第一環(huán)形永久磁石、可磁吸性墊圈及磁驅(qū)單元皆安裝于一只與閥座結(jié)合成密閉關(guān)系的外殼部內(nèi)，并且不與流體接觸，僅有前述的活塞及中空管觸及流體；該第一、第二永久磁石常態(tài)以磁力吸住該活塞，并使活塞保持在其所在的位置。
據(jù)本實用新型另一實施例，上述磁驅(qū)單元僅具有一繞住實心鐵心的線圈，以及鉗住此線圈兩極的馬蹄形可磁化襯片，前述的線圈并可通入不同電流方向的瞬間直流脈波訊號，致使實心鐵心可被激磁成二種磁極方向不同的電磁鐵。
有關(guān)本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及實施例，現(xiàn)在就配合圖式說明如下圖式說明


圖1為本實用新型的構(gòu)造分解圖。
圖2為本實用新型的組合剖面圖。
圖3為本實用新型的閥關(guān)閉狀態(tài)圖。
圖4為本實用新型的閥開啟閉狀態(tài)圖。
圖5為本實用新型常態(tài)時的磁極狀態(tài)圖。
圖6為本實用新型于激磁開啟時的磁極狀態(tài)圖。
圖7為本實用新型于激磁關(guān)閉時的磁極狀態(tài)圖。
圖8為本實用新型的另一實施例構(gòu)造斷面圖。
圖9為圖8激磁開啟時的磁極狀態(tài)圖。
圖10為圖8激磁關(guān)閉時的磁極狀態(tài)圖。
首先請參閱
圖1及圖2，本實用新型主要包括有一個與流體管路銜接的閥座1、啟閉該閥座內(nèi)液體流路的活塞2，以及與前述閥座1結(jié)合成密閉關(guān)系并且驅(qū)動該活塞2于啟閉位置的磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)3，其中的閥座1系為已知的元件，其動作可以由圖3及圖4中看見；如圖3所示，當(dāng)閥座1內(nèi)的液體流路處于不通的狀態(tài)時，位于活塞2前端的橡膠頭20將抵住活門10中央的泄壓孔100，此時經(jīng)由入水口11進(jìn)入的液體將自活門10上的一個引流孔101進(jìn)入活門10的上方，并且產(chǎn)生一個將活門10向下壓的背壓，此時位在活門10底面的橡皮封環(huán)12便緊壓于出水口13的出水管130，因此自入水口11進(jìn)入的液體便無法自泄壓孔100或出水管130進(jìn)入出水口13排出；如圖4所示，當(dāng)活塞2被磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)3驅(qū)動而向上移動并且離開泄壓孔100，此時前述的背壓即被釋放，而液體的壓力便會直接的把活門10及橡皮封環(huán)12向上推舉，并且打開出水管130的頂端，因此，自入水口11進(jìn)入的液體便會直接由出水管130的頂端進(jìn)入，并且由出水口13排出閥座1，直至活塞2再度下降封閉泄壓孔100，致令活門10上方的背壓重新產(chǎn)生時，前述的活門10及橡皮封環(huán)12才會再次被壓向下而封閉出水管130，回復(fù)至圖3所示的關(guān)閉狀態(tài)。
前述的磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)3包括有一個可以密閉關(guān)系結(jié)合于閥座1的外殼部30，用以提供前述活門10上方可以形成背壓的密閉空間14，在外殼部30的軸心配置有一固定鐵心4，此一鐵心4的前段具有可與前述空間14相通的中空管40，以供前述的活塞2以及位在活塞末端的軸向壓縮彈簧21置入，并且在此中空管40的軸向作任意的往復(fù)位移，在固定鐵心4的末段則為一實心并且可被激磁成電磁鐵的鐵心41。
在前述的外殼部30之內(nèi)還具有同軸圍繞于前述固定鐵心4外圍的磁驅(qū)單元5，這個磁驅(qū)單元5包括有自前述中空管40處朝向鐵心41方向依序緊密重疊的可磁吸性墊圈51、第一環(huán)狀永久磁石52、二只同形且以開口相向的關(guān)系錯位重疊的馬蹄形變極襯片53、54，位于前述變極襯片53、54之間的第一級線圈55、第二環(huán)狀永久磁石56以及第二級線圈57；其中的第二級線圈57的匝數(shù)要大于第一級線圈55的匝數(shù)，并且第二級57恰圍繞于前述鐵心41的外圍，俾使第二級線圈57在通以直流電時，可使鐵心41激磁成電磁鐵，至于前述的活塞2在處于關(guān)閉泄壓孔100的狀態(tài)時，活塞2的末端必需留有可供活塞2向后移動以便開啟泄壓孔100的余隙空間400，于此同時活塞2的末端亦大約是位于第二環(huán)狀永久磁石56的孔心中央位置，而活塞2的前段則完全穿過第一環(huán)狀永久磁石52的孔心，因此，可磁吸性的金屬活塞2便可在二個永久磁石52、56的磁力吸引下保持在開啟泄壓孔100或關(guān)閉泄壓孔100的工作位置。
由圖5可以看見常態(tài)時(即第一級線圈55及第二級線圈57皆未通電激磁時)前述二個永久磁石的磁極配置位置，其中這兩個永久磁石的磁極系為同向的位置，亦即是此二只磁石52、56之間保持有相互吸引的力量，俾以使二只間隔排列的磁石52、56猶如一個等效的單一磁石，若以圖5為例就是以二只磁石52、56的北極N皆在上，而南極S則皆在下方。
圖6所示系為在第二級線圈57內(nèi)輸入瞬間直流脈波訊號時的激磁狀態(tài)，其條件是此一線圈57在使鐵心41激磁后，此一鐵心41的磁極指向必需與前述第二環(huán)狀永久磁石56的極向相同，因此，當(dāng)鐵心41在激磁的瞬間，由于其緊鄰第二環(huán)狀永久磁石56并且具有與之相同極向的磁極(N極在上，S極在下)，其磁力線便與第二永久磁石56串連而增加了對活塞2的吸力，進(jìn)而將活塞2向上吸引至上死點，此時不但開啟了泄壓孔100而形成圖4的開啟狀態(tài)，而且當(dāng)?shù)诙壘€圈57的瞬間激磁電流消失了，移動至上死點的活塞2仍可在二只永久磁石52、56的磁力下保持在上死點的開閥位置，此種不需持續(xù)供應(yīng)電能的電磁閥在省電性能的表現(xiàn)下，將極為優(yōu)異；比較圖5及圖6，當(dāng)?shù)诙壘€圈57尚未通入電流時，變極襯片53的底端因觸及永久磁石52的N極，因此該觸及的部份將為S極，并且根據(jù)馬蹄形磁石的原理可知，變極襯片53的上方則為N極，至于另一變極襯片54則因與之呈錯位重疊的關(guān)系，而有相反的極性表面，即為該襯片54的N極在下，而S極在上，此為常態(tài)之極性，反之當(dāng)?shù)诙壘€圈57通入電流時，因鐵心41的磁力線密度(或稱磁力)要大于第一永久磁石52，將使得前述變極襯片53、54的極性變成圖6所示的狀態(tài)，亦即是其極性變得與圖5的常態(tài)極性相反，因此，變極襯片53的底端將成N極而與第一永久磁石52的N極相斥，俾使得活塞2受磁石52的吸力減少，而有助于第二永久磁石56及第二級線圈57的電磁鐵41將活塞2向上吸引。
再請參閱圖7，欲將圖6的開閥狀態(tài)回復(fù)至圖5的關(guān)閥狀態(tài)，則將第一級線圈55的通電激磁，此時活塞2的后段金屬部份便會被激磁成與第一永久磁石52的極性相同的電磁鐵，并且在彈簧21與第一永久磁石52的幫助下克服第二永久磁石56的磁力，而使活塞2的向下移動至關(guān)閉泄壓孔100的位置，于此同時變極襯片53、54亦將呈現(xiàn)出與圖6相反的極向。
前述磁驅(qū)單元5內(nèi)的第一級線圈55因在使活塞2下降的同時將有彈簧21的助力，所以其激磁后的磁力并不需如第二級線圈57般的大，故其線圈的匝數(shù)較少亦不影響其動作，另外，前述第一級線圈55及第二級線圈57在作開閥或閉閥的激磁動作時，只需瞬間的直流脈波訊號即可完成激磁及移動活塞2的動作，因此，即使是僅以獨立的干電池匹配，亦可使用相當(dāng)長的時間，根據(jù)本實用新型的實作例子而言，其使用期可長達(dá)一年以上，顯然極具省電的功效，亦為本實用新型的最大優(yōu)點。
在前述
圖1至圖7的第一種實施例中，必需注意的是其中第一永久磁石52及第二永久磁石56的磁極不論是N極在上或S極在上方皆可，唯一不可改變的是此二個磁石52、56的磁極方向必需完全相同，俾以在二磁石52、56之間形成吸力，至于第一級線圈55及第二級線圈57則必需以激磁后的極性相同于前述二磁石52、56的關(guān)系設(shè)置，以確保磁驅(qū)單元5的確實作動。
再請參閱圖8，系為本實用新型的另一種實施例，在此實施例中同樣具有一只包含入水口60與出水口61的閥體6，以及與此閥體6以密不透水的關(guān)系結(jié)合的固定鐵心4’與位在鐵心內(nèi)的活塞2，其與前一實施例不同之處系在于其僅擁有一個用以保持活塞2于任一動作位置的永久環(huán)形磁石7，以及一個線圈8，其中該磁石7的底端具有一可磁吸性的金屬墊圈70，而緊附于磁石7的頂端另一磁極的則是一個鉗住前述線圈8的兩極的馬蹄形可磁化襯片80，因此，改變通入線圈8內(nèi)的瞬間直流脈波訊號的電流方向，便可使鐵心41’產(chǎn)生與磁石7的相吸或相斥的磁力，又因活塞2常態(tài)不論停留任何位置，在活塞2的兩端磁極皆與磁石7相同，所以在鐵心41’與磁石7的磁極同向時，活塞將瞬間被吸引向上，然后在激磁消失后由磁石7保持于該上升后的位置，同理，當(dāng)鐵心41’產(chǎn)生與磁石7的磁極反向的磁力時，便會與活塞2相斥，并將活塞2瞬間下推至下降位置，有關(guān)其中活塞2位于開啟閥門或關(guān)閉閥門位置的瞬間的磁極分布，可以由圖9及
圖10中看見，不再贅述。
綜合前述的例子可知，本實用新型利用永久磁石使活塞常態(tài)保持于任一動作位置，完全不需消耗電能，若是欲改變活塞的位置只需供給瞬間的直流脈波訊號，便可立刻使活塞位置改變，根據(jù)此種技術(shù)推動的活塞可以使用于圖8或圖2中此種僅需啟閉單一孔洞就可啟閉的閥體，因此不受閥體型式的不同限制，更較傳統(tǒng)已知的任何一種電磁閥更為省電，顯然具有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步性。
權(quán)利要求1.一種低功率省電電磁閥，主要包括一個與流體管路銜接的閥座(1)，開啟或關(guān)閉該閥座(1)內(nèi)液體流路的活塞(2)，以及與前述閥座(1)結(jié)合并且推動前述活塞(2)于啟閉位置的磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3)，其特征是該磁驅(qū)動機(jī)構(gòu)(3)包括有一前段為中空管而后段為可被激磁成電磁鐵之實心鐵心的固定鐵心(4)，其中的中空管(40)容納有前述的活塞(2)，并可供活塞(2)在其軸向上作不同位置的位移；套在前述中空管(40)外圍并且緊鄰重疊的可磁吸性墊圈(51)及第一環(huán)形永久磁石(52)，以磁力吸住前述活塞(2)并使活塞(2)在未受外力推動時保持在其所在的位置；同軸圍繞于前述固定鐵心(4)外圍的磁驅(qū)單元(5)，此磁驅(qū)單元(5)包含有恰圍繞住前述實心鐵心(41)的第二級線圈(57)、圍繞住前述中空管(40)的第一級線圈(55)、同軸套在前述中空管(40)外圍且位于第一級線圈(55)與第二級線圈(57)之間的第二環(huán)形永久磁石(56)，以及二只以開口相向的關(guān)系在鐵心軸向上錯位重疊，并且鉗住前述第一、二級線圈(55、57)與第二永久磁石(56)的變極襯片(53、54)，其中緊鄰第一級線圈(55)的變極襯片(53)并且與前述的第一永久磁石(52)接觸，又前述的第一、第二永久磁石(52、56)的磁極方向皆相同，而第一、第二級線圈(55、57)在通電激磁后的磁極方向亦與該第一、第二永久磁石(52、56)的磁極方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功率省電電磁閥，其特征是，該活塞(2)末段具有一個常態(tài)頂住實心鐵心(41)的軸向壓縮彈簧(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功率省電電磁閥，其特征是，該活塞(2)為可磁吸性的金屬桿，其前端具有一橡膠頭(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功率省電電磁閥，其特征是，該固定鐵心(4)，第一環(huán)形永久磁石(52)、可磁吸性墊圈(51)及磁驅(qū)單元(5)皆安裝于一只與閥座(1)結(jié)合成密閉關(guān)系的外殼部(30)內(nèi)，并且不與流體接觸，僅有前述的活塞(2)及中空管(40)觸及流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功率省電電磁閥，其特征是，該第一、第二永久磁石(52、56)常態(tài)以磁力吸住該活塞(2)，并使活塞(2)保持在其所在的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功率省電電磁閥，其特征是，該磁驅(qū)單元(5)僅具有一繞住實心鐵心(41’)的線圈(8)，以及鉗住此線圈(8)兩極的馬蹄形可磁化襯片(80)，前述的線圈(8)并可通入不同電流方向的瞬間直流脈波訊號，致使實心鐵心(41’)可被激磁成二種磁極方向不同的電磁鐵。
專利摘要一種低功率省電電磁閥，其主要系以永久磁石常態(tài)維持電磁閥的活塞于任一工作狀態(tài)，再以電磁鐵，以及可以隨該電磁鐵于不同激磁情況下改變極性的變極襯片，加強(qiáng)前述永久磁石的磁力，俾以將活塞訊即移動至開啟或關(guān)閉電磁閥的工作位置，形成一種只需以瞬間的脈波訊號激磁前述電磁鐵，就可立刻控制電磁閥作開啟或關(guān)閉的低功率省電電磁閥。
文檔編號F16K7/12GK2212113SQ9423990
公開日1995年11月8日 申請日期1994年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月27日
發(fā)明者陳正貴 申請人:陳正貴