專利名稱：節能真空電磁閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種真空電磁閥，尤其是節能型真空電磁閥。
背景技術：
現在用的真空電》茲閥，普遍采用將供電電壓通過整流后，在工作線圏上施 加恒定直流電壓供電，因為電磁力的大小與線圈的匝數成正比，與流過線圈電 流的平方成正比，所以要產生足夠的電磁力，在電壓不變的情況下，線圈必需 做得足夠大或電壓足夠大，這樣才能產生足夠的執行力開啟岡門，因此，線圈
所用的漆包線很多，材料消耗大，閥門體積也很大；閥門通電工作時，對線圈 持續高電壓供電，通以線圏電流很大，因此，閥門的功耗很大，線圏溫升高， 不利于閥門長時間開啟狀態工作，容易燒線圈；在閥門體積受限制時，線圈通 電后產生電磁力不夠大，造成閥門打開和關斷動作速度慢，開斷時間長。
以上的技術應用較早，已經成熟，想要在上述技術上進行改進，已很難消 除上述存在缺點，為了克服現有的不足，本實用新型采用一種改進的電源供電 方法，有效保證閥門的線圈較小時，也能產生一個足夠大的電磁吸力，讓閥門 做快速開啟動作，而且在閥門工作時，通以極小電流，保證閥門可靠的工作。
實用新型內容
為了克服上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種壽命長的節能真空電磁閥。
為了達到上述目的，本實用新型的節能真空電磁閥，包括真空電磁閥和線 圏控制模塊，所述的真空電磁閥包括單通電線圈，所述線圈控制模塊將輸入的 外供交流電源轉化為直流電壓輸出給單通電線圈，其中所述線圈控制模在閥門 開啟時預定時間內輸出的直流電壓高于在開啟后的時間內輸出的直流電壓。其中，所述的線圈控制模塊由電源模塊、控制模塊、電子開關和穩壓模塊
組成；所述的外供交流電源經電源模塊向電子開關供給直流電壓；控制模塊輸
控脈沖電壓至穩壓模塊；經穩壓模塊穩壓后供給單通電線圈。
進一步地，所述的電源模塊具體由熔斷器、濾波器、整流器、電容降壓及 整流器組成；所述的控制模塊具體為單片機；電子開關為功率場效應管；穩壓 模塊為穩壓管；所述的外供交流電源經濾波器后分成兩路， 一路經電容降壓及 整流器后供給單片機，另一路經整流器后供給功率場效應管，通過在所述的單 片機控制器上編程控制率功場效應管在閥門開啟時預定時間內和在閥門開啟后 的時間內的開關頻率，輸出可控脈沖電壓至穩壓管；經穩壓管穩壓后供給單通 電線圈。
上述結構的節能真空電磁閥，采用線圏控制模塊雙電壓控制線圈電磁驅動 方式，閥門在開啟時，通以高電壓，延遲極短的時間，閥門已開啟到位后，線 圈上通以低電壓，閥門保持工作，啟動時電磁力大，工作時功率小，還由于采 用單線圈，并且線圈的匝數少，所以制造方便；閥門的切換電壓及時間控制上， 用單片機技術來控制，輸出保持電壓以脈沖電壓來進行降壓，使輸出電壓的值 可以任意調制，具有可靠，使用方便，控制準確等特點，采用上述結構的閥門 適宜批量生產，閥門在工作時功率不超過3W，同一型號的閥門，在外形尺寸上， 比其它的產品小很多。
圖1為本實用新型的電磁吸力的特征示意圖。 圖2為本實用新型的線圏控制模塊結構示意圖。 圖3為本實用新型的輸出波形示意圖。 圖4為本實用新型的剖面結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。
如圖1-4所示，本實用新型的節能真空電磁閥，包括真空電磁閥和線圈控 制模塊，所述的真空電磁閥包括單通電線圈，所述線圈控制模塊將輸入的外供 交流電源轉化為直流電壓輸出給單通電線圈，其中所述線圈控制模在閥門開啟 時預定時間內輸出的直流電壓高于在開啟后的時間內輸出的直流電壓。
首先根據電磁鐵的吸力特性F=f ( 5 ),可知當激勵線圈是由直流電壓供電 時，線圈中的電流基本上是不隨氣隙5的變化而變化，所以稱為磁勢(安匝) 不變的磁路。這時吸力F與氣隙5的平方成反比，當5增加時吸力迅速減低， 反之隨5的減小，吸力就急速地增加。吸力特性如圖1所示。因此閥門在開啟 動作完成后，此時閥芯與上導磁塊之間的間隙接近為零，從而只要在線圈上持 續施加一個很小的直流電壓，就能產生足夠大的電磁力來維持閥門的打開工作 狀態。根據上述，采用了以下方法，也就是在閥門在做開啟動作過程中，線圈 通以供電電壓整流后的高電壓，等閥門開到位后，在線圏上通以一個很低的直 流電壓來保持閥在打開的狀態。這樣線圈可以做得小，在開啟閥門時，由于電 壓高，線圈阻抗小，因此電流大，這樣就產生一個很大的電磁力，讓閥芯帶動 閥板迅速的做開啟運動。因為閥門動作很快，高電壓的施加時間短(一般小于 0. ls)，所以大電流對線圈就不會造成影響，這樣即能完成在閥門開啟時產生足 夠大的執行力，又能的閥門開啟后工作時，線圏的功耗及溫升都很低，又起到 了節能的效果，有效解決了現有技術普遍存在的問題。
上述結構的節能真空電磁閥，采用雙電壓控制單線圏電磁驅動方式，閥門 在開啟時，通以高電壓，延遲極短的時間，岡門已開啟到位后，線圈上通以低 電壓，閥門保持工作，啟動時電磁力大，工作時功率小，還由于采用單線圈， 并且線圈的壓數少，所以制造方便；閥門的切換電壓及時間控制上，用單片機 技術來控制，輸出保持電壓以脈沖電壓來進行降壓，使輸出電壓的值可以任意 調制，具有可靠，使用方便，控制準確等特點。
其中，所述的線圈控制模塊由電源模塊、控制模塊、電子開關和穩壓模塊組成；所述的外供交流電源經電源模塊向電子開關供給直流電壓；控制模塊輸 出控制信號控制電子開關在閥門開啟時預定時間內與在開啟后的時間內輸出可 控脈沖電壓至穩壓模塊；經穩壓才莫塊穩壓后供給單通電線圈。
所述的電源模塊將外供交流電源濾波整流后轉換為電壓恒定的直流電壓， 供給電子開關，通過設定控制模塊輸出時間脈沖控制信號控制電子開關的工作 頻率，控制輸出脈沖電壓，經穩壓模塊調整后輸出預定的直流電壓值，輸出預 定電壓值的大小通過設定控制模塊輸出時間脈沖控制信號來實現。
進一步地，所述的電源模塊具體由熔斷器、濾波器、整流器、電容降壓及 整流器組成；所述的控制模塊具體為單片機；電子開關為功率場效應管；穩壓 模塊為穩壓管；所述的外供交流電源經濾波器后分成兩路， 一路經電容降壓及 整流器后供給單片機，另一路經整流器后供給功率場效應管，通過在所述的單 片機控制器上編程控制率功場效應管在閥門開啟時預定時間內和在閥門開啟后 的時間內的開關頻率，輸出可控脈沖電壓至穩壓管；經穩壓管穩壓后供給單通 電線圈。
在單片機控制器上進行編程，輸出一個導通時間受控制器控制的電壓，用 此電壓作為功率場效應管柵源極電壓的驅動電壓，從而控制了功率場效應管開 閉時間，輸出高電壓的時間及電壓值的大小可以通過在單片機控制器上編程來 完成，從而解決了閥門在開啟時，通以高電壓，延遲4及短的時間，閥門已開啟 到位后，輸出一個脈沖電壓，電源經過整流后，在一個周期上通過調整角度， 輸出很短一個波形，脈沖電壓很短，此時輸出的平均電壓降到所需的電壓，通 過控制導通的角度，可以調整所需的電壓值，完成降壓過程，線圏上通以低的 直流電壓，閥門保持工作，
如圖2所示，供電電源經濾波器輸出后分成兩路， 一路經電容降壓級整流 后，給單片機控制器供電；另一路經整流器后，通過上面所述的單片機控制器 控制控制功率場效應管的開閉，經穩壓器后輸出電壓給負載提供電源。電源輸 出實測的波形，如圖3所示，以切換位置為轉換點把閥門工作過程分成二個階段第一個階級是閥門的啟動階級，此時輸出直流電壓為高電壓，并在極短的 時間內完成；第二個階段是閥門保持打開工作狀態階段，此時輸出為直流脈沖 電壓，脈沖電壓的時間由所需保持電壓來決定，并通過線圈控制模塊來實現。
具體的結構，如圖4所示，閥體l內設置有上導磁塊8、下導磁塊3、導磁 外筒6、閥芯11四個部分組成磁路部分，線圈控制模塊7輸出端接在線圈5的 兩端，線圈通電后，在石茲;洛中產生^f茲通，閥芯11受到一個吸力作用向上移動， 完成閥門的開啟動作；閥芯11上下兩端分別設置閥桿10，下端閥桿10上設置 有彈簧2，閥門開啟狀態，彈簧2處于壓縮狀態，壓縮彈簧2的彈性恢復力，使 閥門受向下的力作用關閉；另外，為了使閥芯11移動位置更加精確，在閥芯ll 上下兩端分別設置上軸套9和下軸套12，限制閥芯11的直線移動位置，起導向 作用，而且降低了閥芯11的磨損，延長使用壽命。
本實用新型不局限于上述實施方式，不論在其形狀或結構上做任何變化， 凡是利用上述的節能真空電磁閥都是本實用新型的一種變形，均應認為落在本 實用新型保護范圍之內。
權利要求1、一種節能真空電磁閥，其特征在于，包括真空電磁閥和線圈控制模塊，所述的真空電磁閥包括單通電線圈，所述線圈控制模塊將輸入的外供交流電源轉化為直流電壓輸出供給單通電線圈，其中所述線圈控制模塊在閥門開啟時預定時間內輸出的直流電壓高于在開啟后的時間內輸出的直流電壓。
2、 如權利要求1所述的節能真空電磁閥，其特征在于，所述的線圈控制模 塊由電源模塊、控制模塊、電子開關和穩壓模塊組成；所述的外供交流電源經 電源模塊向電子開關供給直流電壓；控制模塊輸出控制信號控制電子開關在閥 門開啟時預定時間內與在開啟后的時間內輸出可控脈沖電壓至穩壓模塊；經穩 壓模塊穩壓后供給單通電線圈。
3、 如權利要求2所述的節能真空電磁閥，其特征在于，所述的電源模塊具 體由熔斷器、濾波器、整流器、電容降壓及整流器組成；所述的控制模塊具體 為單片機；電子開關為功率場效應管；穩壓模塊為穩壓管；所述的外供交流電 源經濾波器后分成兩路， 一路經電容降壓及整流器后供給單片機，另一路經整 流器后供給功率場效應管，通過在所述的單片機控制器上編程控制率功場效應 管在閥門開啟時預定時間內和在閥門開啟后的時間內的開關頻率，輸出可控脈 沖電壓至穩壓管；經穩壓管穩壓后供給單通電線圈。
專利摘要本實用新型公開了一種節能真空電磁閥，為解決現有技術中能耗高等問題而發明。包括真空電磁閥和線圈控制模塊，真空電磁閥包括單通電線圈，線圈控制模塊將輸入的外供交流電源轉化為直流電壓輸出供給單通電線圈，線圈控制模塊在閥門開啟時預定時間內輸出的直流電壓高于在開啟后的時間內輸出的直流電壓。采用線圈控制模塊雙電壓控制單通電線圈電磁驅動方式，閥門開啟時通以高電壓，延遲極短時間開啟到位后，線圈上通以低電壓，閥門保持打開工作狀態；瞬間高壓啟動不會造成線圈燒損，工作時低壓維持減小能耗，單線圈匝數少，制造方便，輸出電壓值可任意調制，使用可靠方便、控制準確且宜批量生產，工作功率不超過3W，同型號閥門體積較小。
文檔編號F16K31/06GK201306510SQ20082023360
公開日2009年9月9日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者仝太前, 鄭榮禧, 林 陳 申請人:川北科技(北京)有限公司