一起，形成銜鐵組件；銜鐵組件裝入閥體組件后，銜鐵14與銜鐵蓋11通過電子束焊接連接在一起；永磁體組件通過永磁體托架2與外導磁體13電子束焊接在一起；閥座16裝入下端蓋6中，跟下端蓋6電子束焊接在一起。整個電磁閥裝配完成。
[0028]永磁體托架2、隔磁環4、銷釘7、簧片8、擋板15和閥座16為不導磁的不銹鋼材料，上閥體3、下端蓋6、入口壓蓋9、銜鐵蓋11、外導磁體13、銜鐵14為軟磁合金材料；永磁體1、永磁體托架2、銜鐵蓋11和氣隙10之間形成了一個永磁回路A-B，永磁回路A-B通過氣隙10在銜鐵組件上產生一個向上的永磁偏置力Fl ;線圈12通過上閥體3、銜鐵14、氣隙5下端蓋6和外導磁體13形成一個電磁回路C-D，電磁回路C-D通過氣隙5在銜鐵14上產生一個向上的電磁力F2。如圖1所示，電磁回路與永磁回路沒有交叉、相互獨立。
[0029]當給線圈12通電時，銜鐵組件受到向上的開啟力為電磁力F2與永磁偏置力Fl之和，克服簧片8作用在銜鐵組件向下的力，使得電磁閥打開，永磁偏置力增大了電磁閥的開啟能力，是實現其快響應、低功耗的主要原因；當給線圈12斷電時，銜鐵組件上受到向上力只剩下永磁偏置力F1，銜鐵組件在簧片8作用下克服永磁偏置力F1，使電磁閥關閉。電磁閥通電開啟，斷電關閉，實現了單穩態電磁閥的功能。
[0030]圖3為通過有限元電磁仿真獲得的電磁閥的磁路仿真結果，由該圖可以看出，永磁偏置回路與線圈電磁回路相互獨立，二者沒有相互影響，線性疊加，降低了計算和設計難度。
[0031]基于非耦合永磁偏置的單穩態軸流式電磁閥特別適用于快響應、低功耗的衛星姿軌控推力器。本發明電磁閥，例如永磁偏置回路氣隙10為1.35mm，電磁回路氣隙為1.15mm，開啟時間和關閉時間相比于常規電磁閥(無永磁偏置回路且電磁回路氣隙為1.15_)，分別由19ms和20ms縮短到了 12ms和18ms，功耗從28.8W降低到了 13.4W，降低了 54% 0
[0032]以上所述，僅為本發明最佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
[0033]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種基于非耦合永磁偏置的單穩態軸流式電磁閥，其特征在于:包括閥體組件、銜鐵組件、永磁體組件、線圈(12)、閥座(16)和外導磁體(13); 閥體組件包括上閥體(3)、隔磁環(4)和下端蓋(6)，所述上閥體(3)與下端蓋(6)通過隔磁環⑷連接，外導磁體(13)套設在上閥體(3)的外部，外導磁體(13)的下端面接觸下端蓋(6)的上端面；上閥體(3)、下端蓋(6)、隔磁環(4)和外導磁體(13)形成窗口，窗口內部設置線圈(12); 銜鐵組件包括銜鐵蓋(11)、銜鐵(14)、簧片⑶和擋板(15)，擋板(15)、簧片⑶和銜鐵(14)固定連接，擋板(15)在簧片⑶的預變形力作用下封閉閥座(16)上的液體出口 ；銜鐵(14)具有上部的支撐部和下部的主體部，所述支撐部穿過所述上閥體(3)的中部通孔，所述支撐部上端與位于上閥體(3)上部的銜鐵蓋(11)連接，所述主體部位于上閥體(3)的下部，主體部與上閥體⑶形成氣隙(5);線圈(12)通過上閥體(3)、銜鐵(14)的主體部、下端蓋(6)、隔磁環(4)和外導磁體(13)形成電磁回路； 永磁體組件位于電磁閥上部，包括永磁體(I)，永磁體(I)與銜鐵蓋(11)之間形成氣隙(10)，永磁體(I)與銜鐵蓋(11)通過氣隙(10)形成永磁回路； 電磁回路和永磁回路分別在銜鐵組件上形成開啟力。2.根據權利要求1所述電磁閥，其特征在于所述電磁回路與所述永磁回路沒有交叉、相互獨立。3.根據權利要求1所述電磁閥，其特征在于永磁體組件還包括入口壓蓋(9)和永磁體托架(2)，永磁體托架(2)與入口壓蓋(9)封閉永磁體(I)，永磁體托架(2)下端連接外導磁體(13)，入口壓蓋(9)為液體入口。4.根據權利要求1所述電磁閥，其特征在于簧片(8)內沿通過銷釘(7)固定在擋板(15)與銜鐵(14)主體部之間，簧片⑶外沿固定在下端蓋(6)與閥座(16)之間。5.根據權利要求3所述電磁閥，其特征在于永磁體托架(2)、隔磁環(4)、銷釘(7)、簧片(8)、擋板(15)和閥座(16)為不導磁的不銹鋼材料；上閥體(3)、下端蓋(6)、入口壓蓋(9)、銜鐵蓋(11)、外導磁體(13)、銜鐵(14)為導磁的軟磁合金材料。6.根據權利要求1所述電磁閥，其特征在于當給線圈(12)通電時，銜鐵組件受到向上的開啟力為電磁力與永磁力之和，克服簧片(8)向下的力，使得銜鐵組件向上移動，電磁閥打開。7.根據權利要求1所述電磁閥，其特征在于當給線圈(12)斷電時，銜鐵組件上受到向上力為永磁力，銜鐵組件在簧片(8)作用下克服永磁力，使電磁閥關閉。8.根據權利要求1所述電磁閥，其特征在于當閥門開啟后，液體依次流經永磁體組件、銜鐵組件中心通孔，經擋板(15)的側孔，由閥座(16)的閥口流出。
【專利摘要】本發明涉及一種基于非耦合永磁偏置的單穩態軸流式電磁閥，包括永磁體組件、閥體組件和銜鐵組件、線圈、閥座、外導磁體；閥體組件包括上閥體、隔磁環和下端蓋；銜鐵組件包括銜鐵蓋、銜鐵、簧片和擋板；線圈通過上閥體、銜鐵的主體部、下端蓋、隔磁環和外導磁體形成電磁回路；永磁體與銜鐵蓋通過氣隙形成永磁回路；電磁回路和永磁回路分別在銜鐵組件上形成開啟力。永磁偏置回路與線圈電磁回路相互獨立，消除了永磁體對線圈電磁回路的影響，二者線性疊加，使得該單穩態電磁閥磁路設計簡單。通過永磁偏置力減低了對開啟電磁力的要求。
【IPC分類】F16K31/08
【公開號】CN105179791
【申請號】
【發明人】官長斌, 陳君, 汪旭東, 范旭豐, 張榛, 曹順, 田麗霞, 張良, 李恒建, 王煥春
【申請人】北京控制工程研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月25日