专利名称：一种双稳态电磁阀及制造方法
技术领域：
本发明涉及电磁阀领域，特别涉及一种直流双稳态电磁阀，如用于制冷技术领域 的直流双稳态电磁阀。
背景技术：
电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速 度和其它的参数。电磁阀是用电磁的效应进行控制，从而实现预期的控制。电磁阀有很多 种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用。电磁阀从使用电源上可分为交流电磁阀、直流电磁阀、双稳态电磁阀等等。一般 电磁阀均由阀体部件和线圈部件组成。以下以双稳态电磁四通换向阀为例介绍现有技术内容。请参照图1、图2、图3。其中图1是现有技术的双稳态电磁阀系统结构示意图；图 2是现有技术的电磁线圈控制回路图；图3是现有技术的电磁线圈工作原理图。双稳态电磁四通换向阀，由电磁线圈10、导阀20、主阀30三大部分组成，其中，导 阀20包括圆形套管200、铁芯组件和其它一些零部件，铁芯组件包括封头204和芯铁208， 圆形套管200的右端焊接有封头204，套管200内腔有能够左右滑动的芯铁208及弹压在芯 铁208弹簧孔209中的回复弹簧203。电磁线圈10包括线圈部件1022和导磁体1021，其 内部还设置有永磁体103。电磁线圈10套设在圆形套管200的外周，并通过固定螺钉202 与封头204 —起进行固定。当SWl开关接通，SW2开关打到0N，此时电磁线圈10通入正向电流，其所产生的磁 场与永磁体103产生的磁场方向一致，如图3所示，其中a为永久磁体的磁力线；线圈磁力 线为b(实线)，其方向与永久磁体磁力线方向相同，电磁线圈10所产生的电磁力与永磁体 103的磁力一起克服回复弹簧210的弹簧力，使芯铁208右移(按图示方向)，与封头204 吸合。此时，滑碗205随芯铁208右移，使毛细管s/c相连通，从而带动主阀30的滑块301 向右移动，使主阀接管S/C相连通。在芯铁208与封头204吸合后，SWl开关断开，电磁线 圈10断电，电磁力消失，此时永磁体103的磁力克服回复弹簧203的弹簧力使芯铁208与 封头204保持吸合状态。当SWl开关接通，SW2开关打到OFF，此时电磁线圈10通入反向电流，此时，a为永 久磁体磁力线；线圈磁力线为c(虚线)，其方向与永久磁力线方向相反。其所产生的电磁 力与弹簧力一道克服永磁体的磁力，使芯铁208左移(按图示方向)复位。此时，滑碗205 随芯铁208左移，使毛细管e/s相连通，从而带动主阀30的滑块301向左移动，使主阀接管 E/S相连通。在芯铁208复位后，SWl开关断开，电磁线圈10断电，电磁力消失，此时依靠弹 簧力克服永磁体103的磁力使芯铁保持复位状态。可见，现有技术的双稳态电磁阀是在二种状态之间的转换瞬间才给电磁线圈10 通电，在转换完成后即断电。芯铁与封头处于吸合状态时，断电后利用永磁铁的吸引力使封 头端面和芯铁端面克服弹簧力保持贴合。芯铁复位时，断电后利用弹簧力克服永磁体的磁力使芯铁保持复 位状态。请参照图4a、图4b，图4a是现有技术中线圈骨架结构示意图，图4b是图4a的右 视图。现有技术的线圈骨架截面大体呈“工”形，为单线圈绕组结构，在这种结构中，其控 制系统需要设置电压反向装置，故控制相对比较复杂；并且在线圈的实际过程中，无论是吸 合信号还是脱开信号均施加在线圈的同一个绕组上，势必会使线圈绕组由于持续通电而导 致温度升高，从而使导体电阻值变大而影响导阀的动作性能。因此，如何解决电磁线圈控制复杂的问题，同时又如何有效地解决线圈使用过程 中的发热问题，是本领域技术人员所要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种新的电磁阀线圈结构，旨在克服现有技术中所存在的控制复杂 问题以及可以有效地解决线圈使用过程中的发热问题。为此，本发明采用以下技术方案一种双稳态电磁阀，由阀体和电磁线圈组成；所述电磁线圈包括线圈部件、导磁 体；所述线圈部件包括线圈骨架、缠绕在线圈骨架上的两个线圈绕组，所述线圈骨架的锷状 部设置有若干插片，所述线圈绕组的线头从所述插片引入或引出，其特征在于，至少有两根 线头从同一插片引入或引出。优选地，所述线圈骨架具有三个互相平行的锷状部，所述锷状部将所述线圈骨架 分隔成两个互相平行的环形空间；所述两个线圈绕组为第一绕组和第二绕组，分别缠绕在 所述环形空间内。优选地，所述插片包括第一插片、第二插片、第三插片，所述的第一绕组和第二绕 组的内线头分别固定在第一插片和第二插片上，其外线头分别固定在第二插片和第三插片 上。优选地，所述第一插片、第二插片、第三插片均设置在线圈骨架中间的锷状部上开 设的插片孔上。可选地，所述第一插片、第二插片、第三插片任意设置在线圈骨架的三个锷状部所 开设的插片孔上。本发明还提供一种制造上述双稳态电磁阀的方法，至少包括以下步骤a)将线圈骨架注塑成型；b)绕制线圈绕组；c)将绕组的外线头和内线头与线圈骨架的插片焊接固定；d)包封加工，完成线圈部件的制造；e)将线圈部件与导磁体进行组装；f)将组装好的电磁线圈与阀体共同装配成双稳态电磁阀。优选地，其特征在于，所述C)步骤中，至少有两根线头固定在同一根插片上。可选地，还包括在实施b)步骤之前，将插片固定在线圈骨架的锷状部上。优选地，在实施b)步骤时所述2个绕组是同时绕制的。两个绕组同时绕制可以减 少工步，降低成本。可选地，在实施b)步骤时所述2个绕组是分别绕制的，先绕制第一绕组或第二绕组，绕制完成后再绕制第二绕组或第一绕组。本发明的电磁阀线圈结构，采用了双绕组结构，在控制系统中不需要设置反向装 置，从而使得控制相对简单；同时，本发明采用双绕组分别控制，与现在技术相比，可以大大 减少单个线圈绕组的通电时间，从而减小线圈的温升，提高了电磁线圈的使用寿命和可靠 性。
图1是现有技术的双稳态电磁阀系统结构示意图；图2是现有技术的电磁线圈控制回路图；图3是现有技术的电磁线圈工作原理图。图4a是现有技术中线圈骨架结构示意图；图4b是图4a的右视图。图5是本发明的双稳态电磁阀系统结构示意图；图6a是本发明双稳态电磁阀骨架结构示意图；图6b是图6a的右视图；图7a是本发明线圈结构示意图；图7b是图7a的右视图；图8是本发明线圈部件结构剖视图；图9a是本发明的插片装配示意图；图9b是图9a的右视图；图10是本发明的电磁线圈控制回路图；图11是本发明的电磁线圈工作原理图。
具体实施例方式下面结合附图来对本发明的方法的实施例进行详细描述。由于本发明具体是对双 稳态电磁阀用线圈的结构改进，因而下面的描述中，线圈以外的结构仅仅是为了配合说明 本发明而引入的，并不能构成对本发明的保护范围的限制，而且，下面所描述的除线圈以外 的部件并不仅仅限于下面的描述，也可采用本领域技术人员所习知的其它结构。请参照图5，图5是本发明的双稳态电磁阀系统结构示意图。为便于描述本发明的 内容，对于本发明与现有技术中具有相同结构和作用的部件采用同一编号表示。双稳态电磁四通换向阀，由电磁线圈10、导阀20、主阀30三大部分组成，其中，导 阀20包括圆形套管200、铁芯组件和其它一些零部件，铁芯组件包括封头204和芯铁208， 圆形套管200的右端焊接有封头204，套管200内腔有能够左右滑动的芯铁208及弹压在芯 铁208弹簧孔209中的回复弹簧203。电磁线圈10包括线圈部件1022和导磁体1021，其 内部还设置有永磁体103。电磁线圈10套设在圆形套管200的外周，并通过固定螺钉202 与封头204 —起进行固定。 电磁线圈10可分为导磁体101、线圈部件1022、永磁体103三个部分。其中线圈部 件1022包括线圈骨架1022c和绕组1022a/1022b。如图9a/9b所示，线圈骨架1022c截面 大体呈“王”字形，通常采用模具注塑的方法一体成型。线圈骨架1022c由骨架主体1022ca以及三个锷状部1022cb/1022cc/1022cd组成，锷状部的形状为一边大体呈圆形，另一端设 置有相对平坦面1022ch，锷状部1022cb/1022cc/1022cd将骨架主体1022ca间隔出两个沿 中间锷状部1022cc对称的环形空间1022cf/1022cg，用于容纳线圈绕组。线圈骨架主体 1022ca的中间还设置有通孔1022ce，在装配电磁阀时，电磁线圈通过通孔1022ce套设在导阀的套管上。请参照图6a/图6b/图7a/图7b/图8/9a/9b，其中图6是本发明双稳态电磁阀骨 架结构示意图，图6b是图6a的右视图，图7是本发明线圈结构示意图，图7b是图7a的右 视图；图8是本发明线圈部件结构剖视图，图9a是本发明第一实施方式插片装配示意图，图 9b是图9a的右视图。在本实施方式中，在中间锷状部1022cc的相对平坦面1022ch上设置 有插片槽，在插片槽上分别装置有插片1022f 1、1022f2、1022f3，三个插片依次排列。在绕制 线圈绕组时，将绕组的内线头(在本发明中，将开始绕线之前引入的线头称之为内线头，将 绕线结束后引出的线头称为外线头)分别连接至插片1022Π和1022f2上，然后分别绕在 环形空间1022cf和1022cg上，这样就分别得到第一绕组102 和第二绕组1022b，如图8 所示。在本实施方式中，两个绕组102 和1022b可以同时绕制，目的是为了使两个绕组获 得相同的参数。在绕线完成后，分别将第一绕组102 和第二绕组1022b的外线头连接至插 片1022f2和1022f3上，此时，插片1022Π上连接有第一绕组102 的内线头，插片1022f3 上连接有第二绕组1022b的外线头，插片1022f2上同时连接有第二绕组1022b的内线头和 第一绕组1022a的外线头。在上述绕组完成后，将各绕线头与插片进行焊接固定。在上述绕组和插片固定后，将三根引线1022a分别与三个线圈插片 1022fl/1022f2/1022f3通过铆接或其它固定连接方式进行固定，然后对线圈部件半成品进 行包封加工，形成包封部1022d，这样线圈部件1022制作完毕。最后将线圈部件1022与导磁体1021以及永磁体103进行组装，即成为本发明所 提供的电磁阀线圈。第二实施方式第二实施方式是在第一实施方式基础上所作的变换，对于本实施方式与第一实施 方式中具有相同结构和功能的部件，不再一一赘述。现就两者的区别之处作出说明在第二实施方式中，插片分别安装在锷状部1022cb/1022cc/1022cd的相对平坦 面上设置的插片槽上，在插片槽上分别装置有插片1022fl、1022f2、1022f3。在绕制线圈绕 组时，将绕组的内线头分别连接至插片1022f 1和1022f2上，然后分别绕在环形空间1022cf 和1022cg上，这样就分别得到第一绕组102 和第二绕组1022b。在本实施方式中，由于插片分别一一设置在三个锷状部上，最后分别通过3根引 线引出，通过包封成型。其它实施方式除了采用第一实施方式和第二实施方式的插片设置位置之外，还可以进行各种设 置组合，只须保证第一绕组和第二绕组的内线头分别连接到第一插片和第二插片，第一绕 组和第二绕组的外线头分别连接到第二插片和第三插片即可。下面结合图10、图11，说明本发明电磁阀线圈的控制方法和工作原理。图10是本 发明的电磁线圈控制回路图，图11是本发明的电磁线圈工作原理图。当SWl开关接通，SW2开关打到ON状态，线圈第一绕组102 通入电流，线圈所产生的磁场方向如图11虚线箭头所示(图中示为e)，此时，线圈产生的磁场与永磁体磁场方 向(图中示为d) —致，这样，线圈产生的电磁力与永磁体的磁力一起克服回复弹簧203所 产生的弹簧力，使芯铁208右移(按图11所示方向)，与封头204吸合。在芯铁208与封头 204吸合后，将SWl开关断开，线圈断电，电磁力消失，此时永磁体的磁力克服弹簧力并使芯 铁与封头保持在吸合状态。当SWl开关接通，SW2开关打到OFF状态，线圈第二绕组1022b通入电流，线圈所产 生的磁场方向如图11实线箭头所示(图中示为f)，此时，线圈产生的磁场与永磁体磁场方 向(图中示为d)相反，这样，线圈产生的电磁力与回复弹簧203所产生的弹簧力一起克服 永磁体的磁力，使芯铁208左移(按图11所示方向)而复位。在芯铁208复位后，Sffl开 关断开，线圈断电，电磁力消失，此时依靠弹簧力克服永磁体的磁力使芯铁保持复位状态。本发明与现有技术相比，是通过两个绕组分别产生不同的磁场方向，从而来控制 电磁阀的吸合与脱开的动作。在本发明的实施方式中，所述电磁线圈所通的电流均为直流电。 本发明中双稳态电磁阀主阀的工作原理与现有技术相同，在此不一一赘述。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种双稳态电磁阀，由阀体和电磁线圈组成；所述电磁线圈包括线圈部件、导磁体； 所述线圈部件包括线圈骨架、缠绕在线圈骨架上的两个线圈绕组，所述线圈骨架的锷状部 设置有若干插片，所述线圈绕组的线头从所述插片引入或引出，其特征在于，至少有两根线 头从同一插片引入或引出。
2.如权利要求1所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述线圈骨架具有三个互相平行 的锷状部，所述锷状部将所述线圈骨架分隔成两个互相平行的环形空间；所述两个线圈绕 组为第一绕组和第二绕组，分别缠绕在所述环形空间内。
3.如权利要求2所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述插片包括第一插片、第二插 片、第三插片，所述的第一绕组和第二绕组的内线头分别固定在第一插片和第二插片上，其 外线头分别固定在第二插片和第三插片上。
4.如权利要求3所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述第一插片、第二插片、第三插 片均设置在线圈骨架中间的锷状部上开设的插片孔上。
5.如权利要求3所述的双稳态电磁阀，其特征在于，所述第一插片、第二插片、第三插 片任意设置在线圈骨架的三个锷状部所开设的插片孔上。
6.一种制造权利要求1-5任一项所述双稳态电磁阀的方法，至少包括以下步骤a)将线圈骨架注塑成型；b)绕制线圈绕组；c)将绕组的外线头和内线头与线圈骨架的插片焊接固定；d)包封加工，完成线圈部件的制造；e)将线圈部件与导磁体进行组装；f)将组装好的电磁线圈与阀体共同装配成双稳态电磁阀。
7.如权利要求6所述的制造双稳态电磁阀的方法，其特征在于，所述c)步骤中，至少有 两根线头固定在同一根插片上。
8.如权利要求6所述的制造双稳态电磁阀的方法，其特征在于，还包括在实施b)步 骤之前，将插片固定在线圈骨架的锷状部上。
9.如权利要求6所述的制造双稳态电磁阀的方法，其特征在于，在实施b)步骤时所述 2个绕组是同时绕制的。
10.如权利要求6所述的制造双稳态电磁阀的方法，其特征在于，在实施b)步骤时所述 2个绕组是分别绕制的，先绕制第一绕组或第二绕组，绕制完成后再绕制第二绕组或第一绕 组。
全文摘要
本发明提供了一种双稳态电磁阀，由阀体和电磁线圈组成；所述电磁线圈包括线圈部件、导磁体和永磁体；所述线圈部件包括线圈骨架、缠绕在线圈骨架上的线圈绕组，所述线圈骨架的锷状部设置有若干插片，所述线圈绕组的线头从所述插片引入或引出，其特征在于，至少有两根线头从同一插片引入或引出。本发明还提供一种制造该电磁阀的方法。本发明的电磁阀线圈结构，采用了双绕组结构，在控制系统中不需要设置反向装置，克服了现有技术中电磁线圈控制复杂的问题，使得控制相对简单；同时又采用双绕组分别控制，有效地解决线圈使用过程中的发热问题，与现在技术相比，可以大大减少单个线圈绕组的通电时间，从而减小线圈的温升，提高了电磁线圈的使用寿命和可靠性。
文档编号F16K31/06GK102052501SQ200910208788
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者竹勇, 黄松炎 申请人:浙江三花制冷集团有限公司