专利名称：一种双稳态电磁装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制技术，具体涉及一种采用永磁体的双稳态电磁装置及其制造 电磁阀的应用。
背景技术：
传统的电磁装置大都采用软磁体作为导磁材料，这样电磁装置可以在不励磁时没 有剩磁，可以让阀片顺利复位；电磁装置在吸合时形成封闭回路，减小了磁阻，可以大大降 低自保持的励磁电流，但尽管这样还是要有电流才能维持。由于气隙的大小对电磁力的影 响非常大，所以传统电磁装置的行程都比较小。由于不象马达那样可以通过减速器来增加力量，电磁装置的作用力又与安匝数成 正比，所以通常电流都较大，线圈匝数也较多，这意味着铜材消耗，体积也较大。因为软磁体是没有极性的，所以电磁装置本身的作用力是单方向的，只能产生吸 力而无法产生推力，所以要设置弹簧或靠重力来复位。近年来各种强磁材料得到大量普遍应用，其为电磁装置的进一步发展应用提供了 ■石出。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的惯常做法，提供一种能够双向作用的，双稳态 而不用电流即可自保持的双稳态电磁装置；本发明的目的还在于，提供上述双稳态电磁装置制造电磁阀的应用。本发明实现上述目的所提供的技术方案是一种双稳态电磁装置，其特征在于，其包括一支架、线圈、推拉杆、永磁体，所述的 线圈绕设在支架上、其内部中空，所述的永磁体固定设置在推拉杆内，该推拉杆可在磁力的 相互作用在，在所述线圈中空部位内直线进出运动。所述的支架前端面上，还设有一向内伸出的、用以在上端吸引推拉杆并使其定位 的上端软磁体。所述的推拉杆后段设有一滑槽；所述的支架或外部支撑部位上，还固定设有一用 以在下端吸引推拉杆并使其定位的下端软磁体。所述的永磁体被一盖固定设置在推拉杆前段内。当线圈励磁时使推拉杆向上动作，到达上端时与软磁体作用吸于顶上，此时线圈 中没有电流也能自保持，当线圈反向励磁时，推拉杆克服软磁体的吸力向下动作，把推拉杆 从软磁体上拉下来，直到软磁体挡住，此时又与软磁体相互吸住，如此则推拉杆在两个位置 上都是稳定状态，而不需要靠线圈励磁来自保持。所述的推拉杆为非导磁材料，推拉杆中的永磁体是强磁材料磁体。前述的双稳态电磁装置制造电磁阀的应用，其特征在于，所述的推拉杆作为电磁 阀的阀杆。
本发明提供的双稳态电磁装置，其改变了传统电磁装置外围的封闭磁回路，将永 磁体置于推拉杆中间，推拉杆本身是非导磁材料，推拉杆置于线圈内，使线圈与永磁体处于 一个适当的相对位置，当线圈中充以不同方向的电流时可以产生不同方向的电磁力，这样 就解决了双稳态电磁装置的双向作用问题。在推拉杆的吸合方向和推开方向的适当位置各设置一个软磁体，当推拉杆靠近 任一软磁体时都会吸向该软磁体，在线圈中没有电流时即靠这种吸力维持在稳定状态，当 线圈励磁时如果线圈与永磁体之间产生的电磁力与此吸力相反，即会将推拉杆推离此软磁 体，在推拉杆碰到另一软磁体时停下，此时即使线圈停止励磁，因为永磁体与软磁体靠近， 产生的吸力使其维持在新的位置。为了减小线圈推开推拉杆的作用力，可以让永磁体靠近软磁体时保留一定距离， 以减小其吸力。为增加双稳态电磁装置的操作力，减小励磁电流，该永磁体可以采用强磁或 超强磁。
图1是本发明结构及作用原理示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明提供的一种双稳态电磁装置，其特征在于，其包括一支架2、线圈 3、推拉杆7、永磁体5，所述的线圈3绕设在支架2上、其内部中空，所述的永磁体5固定设置 在推拉杆7内，该推拉杆7可在磁力的相互作用在，在所述线圈中空部位内直线进出运动。所述的支架2前端面上，还设有一向内伸出的、用以在上端吸引推拉杆7并使其定 位的上端软磁体1。所述的推拉杆7后段设有一滑槽；所述的支架2或外部支撑部位上，还固定设有一 用以在下端吸引推拉杆7并使其定位的下端软磁体6。所述的永磁体5被一盖4固定设置在推拉杆7前段内。当线圈2励磁时使推拉杆向上动作，到达上端时与软磁体1作用吸于顶上，此时线 圈3中没有电流也能自保持，当线圈3反向励磁时，推拉杆7克服软磁体1的吸力向下动作， 把推拉杆7从软磁体1上拉下来，直到软磁体6挡住，此时又与软磁体6相互吸住，如此则 推拉杆7在两个位置上都是稳定状态，而不需要靠线圈励磁来自保持。所述的推拉杆7为非导磁材料，推拉杆7中的永磁体是强磁材料磁体。前述的双稳态电磁装置制造电磁阀的应用，所述的推拉杆7作为电磁阀的阀杆， 用来制造电磁阀。也可以制造其他自动控制设备。具体的，如附图所示上端软磁体1固定在线圈支架2上，用于当推拉杆7到达上 端时稳定吸附推拉杆7之用，线圈3装在线圈支架2上，4是用于固定永磁体5的盖，6是下 端软磁体，当推拉杆7在下端时稳定吸附推拉杆。当线圈3励磁时可以使推拉杆向上动作，到达上端时与软磁体1作用，吸于顶上， 此时线圈3中没有电流也能自保持，当线圈3反向励磁时，推拉杆7克服软磁体1的吸力向 下动作，把推拉杆7从软磁体1上拉下来，直到软磁体6挡住，此时又与软磁体6相互吸住。软磁体6与线圈支架3相对不动，可以是装在线圈支架3上，也可以是共同装于机
根据具体不同工作场合的力度，电流限制，行程，外形尺寸等不同要求，要具体设 计结构，线圈等。 将推拉杆推动的是电磁阀的阀片时就是相应的电磁阀，所以本原理也可用在电磁 阀上。本发明提供的双稳态电磁装置，改变了传统双稳态电磁装置上作为封闭磁路用的 软磁体，中间的推拉杆采用非导磁材料，在推拉杆的中间设置一永磁体，这样在线圈中充以 不同方向的电流时与永磁体之间就会产生不同方向的力，从而在没有弹簧复位力的作用下 实现双向动作。该双稳态电磁装置在推拉杆的动作的两个方向上各设置一个软磁体，当推拉杆向 任一软磁体方向动作并靠近此软磁体时，与该软磁体之间产生的吸力使推拉杆维持在此位 置。当线圈励磁且产生的电磁力与推拉杆上永磁体和与之相近的软磁体的吸力方向相反 时，足以克服此吸力将推拉杆推离此软磁体，向另一软磁体靠近，并形成新的稳定状态。如 此则推拉杆在两个位置上都是稳定状态，而不需要靠线圈励磁来自保持。推拉杆在两极限位置时推拉杆中的永磁体可以离开软磁体一点距离以减小线圈 推开推拉杆的作用力。双稳态电磁装置应用于制造电磁阀，其推拉杆作为电磁阀的阀杆时，此原理就可 以应用在电磁阀上，用来驱动电磁阀。本发明可以广泛应用于各种自动化控制设备的制造。本发明并不限于上述实施方式，凡是能实现本发明目的的所有相似或等同的实施 方式，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种双稳态电磁装置，其特征在于，其包括一支架、线圈、推拉杆、永磁体，所述的线 圈绕设在支架上、其内部中空，所述的永磁体固定设置在推拉杆内，该推拉杆可在磁力的相 互作用在，在所述线圈中空部位内直线进出运动。
2.根据权利要求1所述的双稳态电磁装置，其特征在于，所述的支架前端面上，还设有 一向内伸出的、用以在上端吸引推拉杆并使其定位的上端软磁体。
3.根据权利要求1所述的双稳态电磁装置，其特征在于，所述的推拉杆后段设有一滑 槽；所述的支架或外部支撑部位上，还固定设有一用以在下端吸引推拉杆并使其定位的下 端软磁体。
4.根据权利要求1所述的双稳态电磁装置，其特征在于，所述的永磁体被一盖固定设 置在推拉杆前段内。
5.根据权利要求1所述的双稳态电磁装置，其特征在于，当线圈励磁时使推拉杆向上 动作，到达上端时与软磁体作用吸于顶上，此时线圈中没有电流也能自保持，当线圈反向励 磁时，推拉杆克服软磁体的吸力向下动作，把推拉杆从软磁体上拉下来，直到软磁体挡住， 此时又与软磁体相互吸住，如此则推拉杆在两个位置上都是稳定状态，而不需要靠线圈励 磁来自保持。
6.根据权利要求1所述的双稳态电磁装置，其特征在于，推拉杆中的永磁体是强磁材 料磁体，所述的推拉杆为非导磁材料。
7.根据权利要求1 6之一所述的双稳态电磁装置制造电磁阀的应用，其特征在于，所 述的推拉杆作为电磁阀的阀杆。
全文摘要
本发明提供了一种双稳态电磁装置，其特征在于，其包括一支架、线圈、推拉杆、永磁体，所述的线圈绕设在支架上、其内部中空，所述的永磁体固定设置在推拉杆内，该推拉杆可在磁力的相互作用在，在所述线圈中空部位内直线进出运动；当线圈励磁时可以使推拉杆向上动作，到达上端时与软磁体作用吸于顶上，此时线圈中没有电流也能自保持，当线圈反向励磁时，推拉杆克服软磁体的吸力向下动作，把推拉杆从软磁体上拉下来，直到软磁体挡住，此时又与软磁体相互吸住。本发明提供的双稳态电磁装置，改变了传统电磁装置上作为封闭磁路用的软磁体，在线圈中充以不同方向的电流时与永磁体之间就会产生不同方向的力实现双向动作。
文档编号H02K33/18GK102075057SQ20101062441
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者孙化海 申请人:东莞市高能磁电技术有限公司