电磁线圈组件及四通阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电磁线圈组件及四通阀，其中，电磁线圈组件包括阀座和阀体，阀座和阀体通过弹性部件连接，线圈组件绕设在阀体的外周，线圈组件包括多个可单独通电的绕组，多个绕组可相互串联，绕组在通电后产生电磁力以推动阀体移动。本实用新型的电磁线圈组件及四通阀有效地解决了现有技术中四通阀的电磁线圈磁场力过大且不够精确，长期过负荷工作，导致功耗大、温升高、长期换向可靠性差。
【专利说明】
电磁线圈组件及四通阀
技术领域
[0001]本实用新型涉及四通阀技术领域，具体而言，涉及一种电磁线圈组件及四通阀。
【背景技术】
[0002]现有技术中，四通阀的电磁线圈是的热栗空调器的核心四通阀换向部件，为四通阀换向系统流量控制和截止的关键动力部件。电磁线圈的结构设计及性能对空调系统的系统流量、串气量、响应时间等关键参数有重要影响，并影响电磁线圈自身的温升、长期可靠性。
[0003]目前，现有四通阀的电磁线圈均是按制冷系统恶劣工况下换向所需最大开阀力设计电磁线圈，这种电磁线圈磁场力过大且不够精确，长期过负荷工作，导致功耗大、温升高、长期换向可靠性差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型实施例中提供一种电磁线圈组件及四通阀，以解决现有技术中四通阀的电磁线圈磁场力过大且不够精确，长期过负荷工作，导致功耗大、温升高、长期换向可靠性差。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种电磁线圈组件，包括阀座和阀体，阀座和阀体通过弹性部件连接，线圈组件绕设在阀体的外周，线圈组件包括多个可单独通电的绕组，多个绕组可相互串联，绕组在通电后产生电磁力以推动阀体移动。
[0006]进一步地，多个绕组包括第一绕组和第二绕组，第二绕组绕设在第一绕组的外周，第一绕组与第二绕组的轴线重合。
[0007]进一步地，多个绕组还包括第三绕组，第三绕组设置在第一绕组的一侧，第三绕组与第一绕组的轴线重合。
[0008]进一步地，第一绕组、第二绕组和第三绕组均为漆包线绕组。
[0009]进一步地，还包括具有容纳空间的外壳，阀座、阀体、线圈组件均设置在容纳空间内，阀座固定连接在外壳上。
[0010]进一步地，外壳为磁轭材料。
[0011]进一步地，还包括阀针，阀针连接在阀体上，阀针的一部分位于容纳空间内、另一部分位于外壳的外部。
[0012]进一步地，还包括设置在容纳空间内的安装架，安装架的中部具有安装导轨，阀座设置在安装导轨内，安装架的外侧面具有第一环形槽和第二环形槽，第一环形槽与第二环形槽间隔设置，第一绕组和第二绕组设置在第一环形槽内，第三绕组设置在第二环形槽内。
[0013]进一步地，阀体朝向阀座的一侧具有容纳槽，弹性部件为弹簧，弹簧设置在容纳槽内，弹簧的一端连接在容纳槽的槽底，弹簧的另一端连接在阀座上。
[0014]根据本实用新型的另一个方面，提供了一种四通阀，包括上述的四通阀的电磁线圈组件，四通阀包括先导滑阀，先导滑阀与阀体固定连接。
[0015]阀体是与四通阀的先导滑阀连接的，在多个绕组通电后产生电磁力克弹性部件的弹力以及系统流体阻力，推动阀体运动，进而带动先导滑阀运动，以实现四通阀的换向。由于绕组的数量为多个，并且可以单独通电以及相互串联，这样就可以调整通电绕组的匝数、形状，进而精确得到推动阀体移动所需的多种电磁力，实现启动电磁力的精确控制。本实用新型的电磁线圈组件对比于现有技术中四通阀的电磁线圈来说，可以精确给出不同磁场力以推动先导滑阀(或者阀针)动作，并且可实现磁场、磁场力(开阀力)的精确控制，解决其他结构四通阀电磁线圈的功耗大、温升高、长期换向可靠性差等问题。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例的电磁线圈组件的内部结构示意图；
[0017]图2是本实用新型实施例的电磁线圈组件的局部结构示意图；
[0018]图3是本实用新型实施例的电磁线圈组件的剖视示意图；
[0019]图4是电磁线圈组件的磁力线分布示意图；以及
[0020]图5是电磁线圈组件的线圈电阻与温度的关系示意图；
[0021]图6是电磁线圈组件的电磁力与电流的趋势曲线关系示意图。
[0022]附图标记说明:
[0023]11、阀座；12、阀体；13、弹性部件；14、阀针；15、容纳槽;20、线圈组件；21、第一绕组;22、第二绕组;23、第三绕组;30、外壳;31、容纳空间；40、安装架;41、第一环形槽;42、第二环形槽。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
[0025]参见图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种电磁线圈组件，特别适用于四通阀内，本实施例的电磁线圈组件包括阀座11和阀体12，阀座11和阀体12通过弹性部件13连接，线圈组件20绕设在阀体12的外周，线圈组件20包括多个可单独通电的绕组，多个绕组可相互串联，绕组在通电后产生电磁力以推动阀体12移动。
[0026]阀体是与四通阀的先导滑阀连接的，在多个绕组通电后产生电磁力克弹性部件的弹力以及系统流体阻力，推动阀体运动，进而带动先导滑阀运动，以实现四通阀的换向。由于绕组的数量为多个，并且可以单独通电以及相互串联，这样就可以调整通电绕组的匝数、形状，进而精确得到推动阀体移动所需的多种电磁力，实现启动电磁力的精确控制。本实用新型的电磁线圈组件对比于现有技术中四通阀的电磁线圈来说，可以精确给出不同磁场力以推动先导滑阀(或者阀针)动作，并且可实现磁场、磁场力(开阀力)的精确控制，解决其他结构四通阀电磁线圈的功耗大、温升高、长期换向可靠性差等问题。
[0027]多个绕组包括第一绕组21和第二绕组22，第二绕组22绕设在第一绕组21的外周，第一绕组21与第二绕组22的轴线重合，第二绕组22和第一绕组21的位置关系如图1所示，第一绕组21的线圈和第二绕组22的线圈是内外关系，第二绕组22的线圈绕在第一绕组21线圈的外侧。第一绕组21和第二绕组22在串联后，可以形成更大的电磁力，并且电磁力的方向相同。
[0028]进一步优选地，多个绕组还包括第三绕组23，第三绕组23设置在第一绕组21的一侦U，第三绕组23与第一绕组21的轴线重合，第三绕组23与第一绕组21的位置关系如图1所示，第三绕组23与第一绕组21是相邻设置的，也就是错开设置，但是第三绕组23和第一绕组21的线圈均是围绕着阀体的圆周绕设的。并且，在本实施例中，第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23均为漆包线绕组。
[0029]需要说明的是，由于本实施例中第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23之间的位置关系，并且第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23之间可以相互串联，串联的方式可通过继电器或者通过手动连接，这样通过调节第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23不同的通电状态，得到不同的电磁力。而且，第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23之间的这种位置关系，得到的电磁力更稳定，误差较小，另外通过控制第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23的匝数以及激励源，也可以获得不同的电磁力。
[0030]电磁线圈组件还包括具有容纳空间31的外壳30，阀座11、阀体12、线圈组件20均设置在容纳空间31内，阀座11固定连接在外壳30上，阀座11通过螺丝固定在外壳30上。为了保证磁场不受其他因素影响，所以外壳30为磁轭材料，磁轭选择普通的镀锌钢板。第一绕组21、第二绕组22和第三绕组23通过酚醛树脂注塑密封，并被磁轭的外壳30紧密应力包裹在容纳空间31内，无法松动。
[0031]为了方便与先导滑阀连接或者形成可以配合四通阀内部零件的结构，在本实施例中，电磁线圈组件还包括阀针14，阀针14连接在阀体12上，阀针14的一部分位于容纳空间31内、另一部分位于外壳30的外部。位于外壳30外部的阀针部分与先导滑阀进行连接，阀体与阀针通过车刀滚压紧密连接。
[0032]考虑到线圈组件20的安装问题，电磁线圈组件还具有一个设置在容纳空间31内的安装架40，安装架40的中部具有安装导轨(图中未标注)，阀座11设置在安装导轨内，安装导轨呈圆柱形表面，阀座11在安装导轨内滑动，安装架40的外侧面具有第一环形槽41和第二环形槽42，第一环形槽41与第二环形槽42间隔设置，第一绕组21和第二绕组22设置在第一环形槽41内，第三绕组23设置在第二环形槽42内。
[0033]进一步具体的，阀体12朝向阀座11的一侧具有容纳槽15，弹性部件13为弹簧，弹簧设置在容纳槽15内，弹簧的一端连接在容纳槽15的槽底，弹簧的另一端连接在阀座11上。
[0034]根据阀针(即阀体)在空调系统制冷转换制热、制热转换制冷工况的正常工作所需要的驱动力，对各个工况进行举例说明:如，制冷转换制热所需电磁阀驱动力3.5N、3.6N，制热工况保持所需电磁阀驱动力为5.8N、6.0N，并且在线圈温度升高后保持力不得小于该数值。
[0035]工况一:制冷转换制热所需电磁阀驱动力3.5N时，线圈组件20的电磁线圈采取第一绕组和第三绕组进行串联，采用软件(如ANSOFT公司的Maxwell)对电磁线圈进行电磁场有限元仿真，根据实际零件尺寸情况，生成几何模型，并赋予磁轭、阀座、第一绕组、第三绕组相关的材料属性，塑封用酚醛树脂使用真空进行简化，建立气球边界条件，其中，根据仿真得到的磁力线分布可参见图4。选择第一绕组激励源为107.25安.匝，第三绕组激励源为9.75安.匝。通过求解参数，得出阀针以及电磁线圈组件的磁感应强度、磁力线分布，最后得到该电磁力为3.533N的情况，进而推得第一绕组和第二绕组需要的激励源，以及匝数等参数。
[0036]工况二:制冷转换制热所需电磁阀驱动力3.6N的得到:
[0037]大部分参数及计算、仿真过程如工况一。以下参数存在差异:电磁线圈采取第一绕组和第二绕组串联，通过酚醛树脂注塑密封。选择第一绕组的激励源为107.25安.匝，第二绕组的激励源为9.75安.匝。通过求解参数，得出阀针以及电磁线圈组件的磁感应强度、磁力线分布，最后得到该电磁力为3.6007N，进而推得第一绕组和第二绕组需要的激励源，以及匝数等参数。
[0038]工况三:制热工况保持所需电磁阀驱动力5.SN的得到:在工况一或者工况二后，阀体已经在电磁力驱动下，克服弹簧力与阀座紧密相连，接下来，大部分参数及计算、仿真过程如工况一。以下参数存在差异:线圈冷态，温度为20°C。此时，第一绕组和第三绕组串联组成电磁线圈，激励源同工况一，通过求解参数，得出阀针以及电磁线圈组件的磁感应强度、磁力线分布，最后得到该电磁力为21.395N。
[0039]接下来线圈保持通电一段时间后，电磁线圈温度会逐渐升高。过程中，电磁线圈的第一绕组和第三绕组串联后阻值变化如图5。达到热平衡后，第一绕组激励源为55.92安.匝、第三绕组激励源为5.08安.匝。设置完求解参数，通过求解参数，得出阀针以及电磁线圈组件的磁感应强度、磁力线分布，最后得到该电磁力为5.8237N。
[0040]工况四:制热工况保持所需电磁阀驱动力6.0N的得到:
[0041]该工况的得到，大部分过程如工况三，以下点存在差异:线圈冷态，温度为20°C。此时，第一绕组和第二绕组串联组成电磁线圈，激励源同工况二，设置完求解参数，通过求解参数，得出阀针以及电磁线圈组件的磁感应强度、磁力线分布，最后得到该电磁力为21.948N。
[0042]接下来线圈保持通电一段时间后，电磁线圈温度会逐渐升高。过程中，电磁线圈的第一绕组和第二绕组串联后阻值变化如图5。达到热平衡后，第一绕组的激励源为55.92安.匝、第二绕组激励源为5.08安.匝。通过求解参数，得出阀针以及电磁线圈组件的磁感应强度、磁力线分布，最后得到该电磁力为5.9679N。
[0043]在工况四时，电磁线圈为冷态温度为20°C时，组成电磁线圈的串联漆包线绕组为10000匝时，通过电流从0.0009到0.0179A，图6示出了本电磁线圈组件输出的驱动电磁力的精确值随电流值变化的曲线。其他各个工况的输出电磁驱动力随电流的变化也可类似模拟得到。
[0044]由以上的四种工况介绍可以看出，本电磁线圈可以根据不同的工况，精确得到开启阀针所需要的四种不同的电磁力，实现了对阀针启动电磁力的精确控制。本电磁线圈组件可以精确给出不同磁场力推动针阀动作，并且可实现磁场、磁场力(开阀力)的精确控制，解决了现有技术中四通阀电磁线圈的功耗大、温升高、长期换向可靠性差等问题。
[0045]本实用新型还提供了一种四通阀的实施例，包括上述实施例的电磁线圈组件，四通阀还包括先导滑阀，先导滑阀与阀体固定连接。
[0046]本实施例的四通阀中，由于电磁线圈组件的绕组的数量为多个，并且可以单独通电以及相互串联，这样就可以调整通电绕组的匝数、形状，进而精确得到推动阀体移动所需的多种电磁力，实现启动电磁力的精确控制。本实用新型的四通阀对比于现有技术的四通阀来说，可以精确给出不同磁场力以推动先导滑阀(或者阀针)动作，并且可实现磁场、磁场力(开阀力)的精确控制，解决其他结构四通阀电磁线圈的功耗大、温升高、长期换向可靠性差等冋题。
[0047]当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种电磁线圈组件，其特征在于，包括阀座(11)和阀体(12)，所述阀座(11)和所述阀体(12)通过弹性部件(13)连接，线圈组件(20)绕设在所述阀体(12)的外周，所述线圈组件(20)包括多个可单独通电的绕组，多个所述绕组可相互串联，所述绕组在通电后产生电磁力以推动所述阀体(12)移动。2.根据权利要求1所述的电磁线圈组件，其特征在于，多个所述绕组包括第一绕组(21)和第二绕组(22)，所述第二绕组(22)绕设在所述第一绕组(21)的外周，所述第一绕组(21)与所述第二绕组(22)的轴线重合。3.根据权利要求2所述的电磁线圈组件，其特征在于，多个所述绕组还包括第三绕组(23),所述第三绕组(23)设置在所述第一绕组(21)的一侧，所述第三绕组(23)与所述第一绕组(21)的轴线重合。4.根据权利要求3所述的电磁线圈组件，其特征在于，所述第一绕组(21)、所述第二绕组(22)和所述第三绕组(23)均为漆包线绕组。5.根据权利要求4所述的电磁线圈组件，其特征在于，还包括具有容纳空间(31)的外壳(30)，所述阀座(11)、所述阀体(12)、所述线圈组件(20)均设置在所述容纳空间(31)内，所述阀座(11)固定连接在所述外壳(30)上。6.根据权利要求5所述的电磁线圈组件，其特征在于，所述外壳(30)为磁轭材料。7.根据权利要求5所述的电磁线圈组件，其特征在于，还包括阀针(14)，所述阀针(14)连接在所述阀体(12)上，所述阀针(14)的一部分位于所述容纳空间(31)内、另一部分位于所述外壳(30)的外部。8.根据权利要求5所述的电磁线圈组件，其特征在于，还包括设置在所述容纳空间(31)内的安装架(40)，所述安装架(40)的中部具有安装导轨，所述阀座(11)设置在所述安装导轨内，所述安装架(40)的外侧面具有第一环形槽(41)和第二环形槽(42)，所述第一环形槽(41)与所述第二环形槽(42)间隔设置，所述第一绕组(21)和所述第二绕组(22)设置在所述第一环形槽(41)内，所述第三绕组(23)设置在所述第二环形槽(42)内。9.根据权利要求1所述的电磁线圈组件，其特征在于，所述阀体(12)朝向所述阀座(11)的一侧具有容纳槽(15)，所述弹性部件(13)为弹簧，所述弹簧设置在所述容纳槽(15)内，所述弹簧的一端连接在所述容纳槽(15)的槽底，所述弹簧的另一端连接在所述阀座(11)上。10.—种四通阀，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电磁线圈组件，所述四通阀包括先导滑阀，所述先导滑阀与所述阀体固定连接。
【文档编号】F16K11/06GK205592468SQ201620137445
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】方祥建, 施清清, 眭敏, 黄树燕, 甘立荣, 杨为标, 莫剑锋
【申请人】珠海格力电器股份有限公司