一种用于电磁阀的电控单元及电磁阀的制作方法

本技术涉及电磁阀的，尤其是涉及一种用于电磁阀的电控单元及电磁阀。

背景技术：

1、电磁阀是利用电磁控制流体的自动化元件，电磁阀内部的线圈通电后产生磁力，进而对内部的电枢进行吸引，电枢带动活塞杆移动，进而实现阀门的开启或关闭，线圈的磁力消失后，弹簧通过活塞杆使电枢复位。

2、电磁阀无论连通管道的部分结构如何，具有线圈的控制部分对与大部分阀体均能够适用。电磁阀的控制部分除外壳和线圈外还包括被线圈包围的磁芯，能够被磁力吸引的电枢；磁芯内部开设有供电枢在内滑移的腔室，磁芯内部的腔室与电磁阀与管道连通的部分内部连通；在线圈通电时，线圈的磁性会对电枢进行吸引，电枢带动电磁阀的活塞杆移动，进而进行阀门的开启或关闭；线圈断电时，电枢失去磁力吸引，阀芯在弹簧的作用下复位，进而带动电枢复位。

3、由于电磁阀每次通电时，电枢都会在磁芯腔室内进行滑移，电磁阀长时间工作后会造成电枢和磁芯的磨损，使电磁阀的使用寿命和工作稳定性降低，所以行业对使用寿命有严格要求的电磁阀需要在磁芯腔室内壁进行铁素体碳氮共渗处理（fnc）、在电枢表面进行镀镍处理，来提高电枢表面和磁芯腔室内壁的表面硬度。由于为电枢所镀的镍层本身也具有磁性，对电枢被通电后的线圈影响较低，所以在电枢部分做表面处理用镀镍更为合适。

4、但是铁素体碳氮共渗处理所需时间长，在进行化学热处理后还需要进行淬火、回火处理，整体加工时间长，成本也比较大。而镀镍处理一般为电解法或者其他化学方法进行表面镀镍，在进行电镀前，需要用盐酸对镀件进行清洗，这样会产生大量的盐酸排放；除此之外，进行镀镍加工所产生的废水中会含有大量的镍元素，排放时会使土壤中的镍元素富集，严重影响植物的生长；镀镍的工艺成本也比较高。

5、综上所述，为使电枢和磁芯腔室内壁表面硬度和耐磨性增加而采用的工艺，是在增大成本、增长加工时间、增大环境污染的牺牲上进行的，并不符合未来的发展方向。但如何找到合适的替代方法又是一个业界难题，也是发明的设计难点：相关的替代方法在满足磁芯腔室内壁和电枢表面低磨损的前提下还需要减少通电后的线圈对电枢吸力的阻碍，同时保证电枢受磁力吸引后移动的顺滑性，以达到提高电磁阀使用寿命的效果。

技术实现思路

1、为了改善现有对电枢表面和磁芯腔室内壁加工处理方式造成的成本高、污染高、电枢长期移动后顺滑性差的缺陷，本技术提供一种用于电磁阀的电控单元及电磁阀，该电磁阀应用了一种打破业内常规手段的方法降低了电枢在磁芯腔室内壁滑移的损耗，进而提高了电枢在电磁阀内移动的顺滑性，提高了电磁阀的使用寿命。

2、（1）发明难点分析：

3、除表面处理之外的另一种方法就是在电枢和磁芯腔室内壁之间放入耐磨材料来减少电枢的磨损，但是该方法在行业内没有大规模使用是因为存在以下要求：

4、电磁阀的电枢需要满足上千万次的有效滑移，而在安装空间内能够满足该使用要求的材料很难找到；

5、由于金属会对影响磁力的传播，所选择的材料不能够为金属材料；

6、在上述要求下，在非金属材料中还要具有一定的支撑性和强度，不会在电枢滑移的过程中产生褶皱而影响电枢的滑移；

7、该材料需要满足低摩擦系数的要求，来减少电枢的摩擦损耗；

8、该材料的厚度设计需要合理，并与所安装的空间进行适配，既能使电枢稳定滑移，还要考虑到对磁力的影响；

9、以上几点均要满足。

10、本发明通过对润滑隔膜中润滑层、基材的材料选择和各层的厚度设计来对传统表面处理的方法进行替换，缺少任何一个要求限制都无法满足上述全部效果，同时约束槽各部分严格的参数设计使电枢能够受到稳定的磁力，来一同使电枢能够进行上万次的稳定滑移，提高电磁阀的使用寿命。

11、（2）发明方案与原理：

12、本技术提供的一种用于电磁阀的电控单元及电磁阀采用如下技术方案：

13、一种用于电磁阀的电控单元，包括：外壳、磁芯、电枢和线圈；

14、所述磁芯设置在所述外壳内；

15、所述电枢设置在所述磁芯内；

16、所述线圈设置在所述外壳与磁芯之间，所述线圈通电后驱动所述电枢在所述磁芯内做轴向滑移；

17、所述电枢和磁芯之间设置有润滑隔膜。

18、通过采用上述技术方案，线圈通电时，线圈所产生的磁力透过磁芯对滑移腔内的电枢进行吸引，使电枢进行滑移，电枢滑移的过程中，电枢与润滑隔膜抵接滑移，通过润滑隔膜有效的减少了电枢所受到的摩擦阻力，进而提高了电枢滑移的稳定性和使用寿命。

19、通过该方案，成果打破了原有磁芯内壁和电枢的表面处理的方法，有效的减少了电镀处理时电解液的排放问题，减少了对环境的污染，节省了加工成本，通过方案的替换，还达到了提高电枢滑移稳定性和使用寿命的效果，进而提高了电控单元的整体使用寿命。

20、可选的，所述润滑隔膜包括基材和润滑层；

21、所述润滑层至少覆盖在所述基材靠近所述电枢的一侧；

22、所述基材的硬度大于所述润滑层的硬度。

23、通过采用上述技术方案，基材的设置有效的提高了润滑隔膜整体的强度，减少了润滑隔膜安装后随电枢的移动产生褶皱的情况发生，提高了润滑隔膜的使用寿命，同时通过润滑层有效的减少对电枢的磨损，提高了电枢的使用寿命。

24、在润滑层将基材靠近电枢的侧壁和靠近磁芯的侧壁均覆盖时，润滑层在减少电枢所受的磨损之外还有效的减少了磁芯内壁所受的磨损。在电枢滑移的同时，润滑隔膜也会随着电枢进行轻微移动，进而减少了电枢相对于润滑隔膜摩擦移动的距离，减少了润滑层的磨损，提高了润滑隔膜的使用寿命。

25、可选的，所述基材材料为聚酰亚胺，所述润滑层材料为ptfe。

26、通过采用上述技术方案，基材选用聚酰亚胺材料，能够有效的提高润滑隔膜的自身强度，同时聚酰亚胺材料也具有柔韧性，方便进行加工处理；润滑层选用ptfe材料，通过ptfe材料的低摩擦系数的特性，来提高润滑隔膜与电枢接触面的润滑性；通过基材和润滑层材料的选择，一同提高了电枢的有效滑移寿命，进而提高电控单元和电控单元所用电磁阀的使用寿命。

27、可选的，所述电枢与所述磁芯内壁在径向方向上的距离范围为82-100μm；

28、所述润滑隔膜的厚度范围为64-77μm；

29、所述润滑层单层的厚度范围为4-13μm。

30、通过采用上述技术方案，电枢和磁芯内壁径向方向上的距离限制使电枢与磁芯内壁之间保持合适的范围值，与润滑隔膜的厚度范围一同进行限制，使电枢在径向方向上的晃动幅度减小，提高了电枢滑移的稳定性。

31、在对润滑隔膜的厚度进行限制的同时，对其中的润滑层的厚度范围进行了额外的限制，润滑层厚度同时也影响着基材的厚度，进而影响着润滑隔膜自身的强度。润滑层的厚度需要选择合适的范围值，既要保证润滑隔膜的强度，也要考虑到润滑层的磨损来确保润滑层的使用寿命。因此润滑层在润滑隔膜的厚度限制要求下采取4-13μm的限制范围。

32、可选的，所述润滑隔膜为具有轴向缝隙的卷曲结构。

33、通过采用上述技术方案，润滑隔膜是卷曲后放入到磁芯内的，加工时仅需要将润滑隔膜裁切成指定大小，不需要加工成定型的圆筒状，方便了润滑隔膜的加工，节省了加工成本。

34、润滑隔膜卷曲放置后仍保留有缝隙，减少了润滑隔膜边缘重叠的情况发生，使润滑隔膜各部分的厚度均衡，提高了电枢滑移的效果。

35、可选的，所述润滑隔膜一端或两端与缝隙连接处开设有防卷豁口。

36、通过采用上述技术方案，在电枢进行安装的过程中，防卷豁口有效的减少了电枢将润滑隔膜弯折磨损的情况发生，进而提高了润滑隔膜的使用寿命，减少了润滑隔膜的褶皱，提高了电枢的有效滑移次数。

37、可选的，所述磁芯内部开设有供润滑隔膜端部放置在内的放置环槽。

38、通过采用上述技术方案，放置环槽供润滑隔膜的端部放置在内，提高了润滑隔膜安装后的稳定性，提高了润滑隔膜的安装效果。

39、可选的，所述磁芯周向外壁开设有对所述线圈通电后的磁力进行约束的约束槽；

40、所述磁芯在所述电枢受所述线圈驱动后所靠近的内壁为基准面；

41、相较于所述电枢远离基准面的端面，所述约束槽位于靠近基准面的位置。

42、通过采用上述技术方案，约束槽的开设，使该部分磁力的传导介质减少，由于空气无导磁性，线圈通电所产生的磁力传导受到约束，进而使该部分传导给磁芯内的磁力减少，使电枢滑移到该部分所受到的吸引力更加平稳均衡，进而使电枢能够更加稳定的滑移，提高了电枢的使用寿命。

43、可选的，在所述电控单元的轴向截面中，所述约束槽在所述电控单元轴向方向上的宽度在所述磁芯的径向方向上向内逐渐递减。

44、通过采用上述技术方案，约束槽自身的内壁坡面变化和尺寸均对磁力的渗透造成影响，通过对约束槽的形状进行设计，使电枢在磁芯内受到的磁力更加均衡，与润滑隔膜一同提高了电枢滑移的稳定性，进而提高了电枢的使用寿命。

45、一种电磁阀，包括以上所述的任意一种电控单元，以及由所述电控单元驱动而改变工作状态的阀门主体。

46、通过采用上述技术方案，电控单元适用与电磁阀上，通过提高电枢的使用寿命来提高电磁阀的使用寿命。

47、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

48、通过润滑隔膜，有效的替换原有的电镀和碳氮共渗处理工艺来降低电枢滑移所受的阻力，提高了电枢的使用寿命，进而提高电控单元和对应电磁阀的使用寿命，该方法替代了传统工艺，减少了电镀废液产生，在节约成本的同时提高了对环境的保护效果，还提高了电枢的有效滑移次数，提高了电磁阀的使用寿命；

49、由聚酰亚胺材料组成的基材和由ptfe材料的润滑层的组合有效的提高了电枢滑移的稳定性，润滑隔膜安装空间大小和润滑层、基材的厚度关系相互作用，使润滑隔膜在该厚度范围内既能提高润滑隔膜的强度，又能提高自身的使用寿命；

50、约束槽的开设及位置设置一同对靠近电枢靠近基准面时所受的磁力进行约束，使电枢受到线圈通电所产生的磁力更加稳定，进而提高了电枢滑移的稳定性，提高了电磁阀的使用寿命。