专利名称：一种带信号反馈的磁保持螺线管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺线管，尤其涉及一种带有动作反馈信号的磁保 持螺线管。
背景技术：
"螺线管"也叫电磁铁。在中空的非金属线圈骨架上缠绕导电金 属线，再在线圈骨架中空的通孔插入铁芯，这样就构成了一个电磁铁。 给导电金属线接通适当的电压，在电流的作用下，通电导体周围空间 形成象磁体一样的磁场，在通电螺线管的两端形成相当于条形磁体的 两极，利用所形成的磁力可以驱动金属铁芯运动。螺线管作为一种电驱动执行机构被广泛应用在各种工业、民用产品1:，是实现自动化控制的重要器件。H前，各种各样的螺线管被用 在诸如电磁阀、电磁锁具、电动门锁等产品上，做为直接或间接的控 制和执行元件。常用螺线管的基本结构都是在中间具有通孔的非金属 线圈骨架上缠绕金属导线构成线圈，作为电磁转换部件，把线圈放到 金属或磁性材料构成的圆筒内，当给线圈通电后形成一种具有类似于 条形磁铁的磁场；在线圈中间的通孔内放置一个可以自由活动的铁 芯，则在磁场的作用下，铁芯被磁化并在磁场作用下产生动力，可以 沿线圈的通孔轴向运动，变换线圈通电电极的极性可以改变磁场的方 向，从而改变铁芯的运动方向，线圈断电则磁场消失，铁芯失去动力。
这种原理被应用在各种尺寸、各种功用的螺线管(电磁铁)上，比如， 带有弹簧的可复位电磁铁，带有双向稳态保持的电磁铁等。在发明专利中也有各种功用的螺线管，比如，专利申请号为"92113424. X"的 "螺线管"专利，公开了一种用于操作微型阀或类似部件的螺线管； 专利申请号为"02128572. 1"的"电磁阀用螺线管"专利，公开了一 种具有减轻冲击力的带有制动器或弹簧座功能的螺线管。这些作为控 制和执行机构的螺线管，有些在环境恶劣的场合工作，有些频繁动作， 极易损坏；而一些严格要求动作步骤的场合，要求螺线管准确动作， 因此，要实时检测螺线管的工作状态。目前，普通螺线管主要有以下不足1、 自身防护性差。螺线管的线圈等机构缺少防护，外界物体可 以直接接触到线圈等关键零件，容易引起螺线管损坏。2、 普通螺线管为了保持执行机构的动作位置，需要长期通电， 既浪费能源又縮短了螺线管的使用寿命。3、 普通螺线管自身没有工作状态检测，无法反馈已经损坏或发 生故障的信息，比如，当出现机械卡涩而线圈完好时，用普通的电流 检测方式就无法检测出螺线管没有动作的故障。以上所述普通螺线管存在的种种不足，以及在应用中所带来的不 便和不可靠性，给产品设计和产品质量带来一定的影响，特别是在出现螺线管出现故障时，由于没有故障反馈信号给控制系统，使得产品 或设备带故障运行，可能引起设备损坏，乃至重大人身伤害
发明内容
本发明的目的是要解决螺线管自身防护性能差，没有动作检测反 馈信号的不足，提供一种具有密封外壳，带有动作检测电路可反馈铁 芯动作状态的螺线管，可应用在各种自动化控制设备中，特别对T恶 劣工作环境下更显优势。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种带信号反馈的磁保持螺线管，包括有不导磁线轴，所述不导 磁线轴中间部分设置有沿着轴线方向延伸的通孔，所述不导磁线轴外 周缠绕着线圈；所述螺线管还包括可移动自由地收容在所述不导磁线 轴的通孔内的可动铁芯、用来吸附所述可动铁芯的固定磁体部件、以 及把上述可动铁芯推向从固定磁体部件离开的方向的复位弹簧；其 中，所述螺线管还包括覆盖所述不导磁线轴两端面及线圈侧面的壳体 以及设置在壳体内并靠近所述可动铁芯的移动端面的检测电路，所述 检测电路包括可探测反馈所述可动铁芯的移动端面位置的信号探测 装置。所述螺线管的外周覆盖有塑封体。所述检测电路的信号探测装置包括有红外线发射器以及红外线 接收管。通过上述技术方案，与现有技术相比该发明具有下述有益效果:由于采用了覆盖所述不导磁线轴两端面及线圈侧面的壳体密封金属 结构，并在外部覆盖防护材料塑封体，使得螺线管具有很好的防尘、 放水、防潮、防磁、防冲击性能，同时，由于采用了红外非接触探测 电路，可以在不影响螺线管动作的前提下检测到其动作部件铁芯的移 动，这种方式能有效区别线圈完好而铁芯卡涩故障，以及可以直接提 供给控制系统螺线管动作信号，即执行机构动作的反馈信号。本发明 所涉及的螺线管结构简单，成本低廉，易于量产。
图1为本发明一种带信号反馈的磁保持螺线管的结构示意图；图2为本发明一种带信号反馈的磁保持螺线管的原理示意图。
具体实施方式
如图l、图2所示， 一种带信号反馈的磁保持螺线管，包括有不 导磁线轴8，所述不导磁线轴中间部分设置有沿着轴线方向延伸的通孔，所述不导磁线轴外周缠绕着线圈3;所述螺线管还包括可移动自由地收容在所述不导磁线轴的通孔内的可动铁芯1、用来吸附所述可动铁芯的固定磁体部件5、以及把上述可动铁芯推向从固定磁体部件离开的方向的复位弹簧4;其中，所述螺线管还包括覆盖所述不导磁线轴两端面及线圈侧面的壳体2以及设置在壳体2内并靠近所述可动 铁芯1的移动端面的检测电路6，所述检测电路包括可探测所述可动 铁芯的移动端面位置的信号探测装置。 所述螺线管的外周覆盖有塑封体7。所述检测电路的信号探测装置包括有红外线发射器60以及红外
线接收管61。所述不导磁线轴8采用回转体结构，截面为"工"字形；所述不 导磁线轴8、线圈3以及铁芯1的轴线为同一直线。所述可动铁芯1包括有两截直径大小不同的圆柱体连接而成，所 述铁芯1的上段直径大于下段11的直径，复位弹簧4缠绕在铁芯1 的下段11外周并紧靠所述铁芯1的上段和下段11之间的连接面定位；所述复位弹簧4的另一端面与磁体部件5连接，所述磁体部件5 为环状，所述可动铁芯1的下段11穿过磁体部件5的中间孔。所述磁体部件5设置在所述壳体2的内腔中，并与线轴8的下端 表面平齐。所述壳体2还包括有设置有凹型空腔的外壳和中间有通孔的堵 头12;在工作状态下，所述可动铁芯1的上段穿过壳体2的堵头12， 并局部伸出堵头12之外，确保与外部设备相接触，而不需要长时间 地通电。所述可动铁芯1上端还设置冇限位机构，比如台阶状凸环， 可确保阻挡铁芯弹出壳体的堵头。所述检测电路设置在与铁芯1的下段11底端的壳体的内腔的底 部，所述检测电路的检测方向对准铁芯下段11的端面，所述磁体部 件5设置在铁芯1与检测电路6中间，所述铁芯1的下段11可以穿 过磁体部件5接近检测电路6。所述铁芯1的下段11的下端面为可反射红外线的活动轴芯反射 端面lll，所述活动轴芯反射端面lll可反射红外线。所述检测电路的信号探测装置包括有带有红外线发射器60以及 红外线接收管61的电路板，电路板上分别引出检测电路电源线和铁 芯位置信号线10;以及所述线圈电源线9，所述连接导线与外部电路 连接。本发明的工作过程是所述线圈3由外部控制器通过连接线9通电后产生磁力，把铁芯1向下拉进壳体1，此时铁芯1的下段11穿过磁体部件5的中孔接近 位置检测电路6，所述检测电路中的红外线发射器60产生红外线并 发射至铁芯1的活动轴芯反射端面111，红外线接收管61接收来自 活动轴芯反射端面111反射来的红外线信号，利用活动铁芯端面距离 光电元件远近的不同在接受线路里产生不同电压的特性，来判断螺线管活动铁芯是否发生移动，通过连接线IO把信号传递给外部控制器；当外部控制器得到铁芯移动到位的信号后，停止给线圈3供电，此时， 铁芯1接近磁体部件5，而磁体部件5对铁芯1的吸附磁力刚好略大 于所述弹簧4的张力，阻止铁芯1弹出，达到磁保持铁芯状态的目的； 在需要伸出铁芯1恢复原位时，外部控制器给线圈3加入反相电压， 使线圈3产生向外的磁力，使得铁芯1可以产生大于磁体部件5的吸 附力的向外运动的力量，铁芯l向壳体2外方向运动，此时，铁芯l 的活动轴芯反射端面111远离检测电路6，红外线接收管61接收来 自活动轴芯反射端面111反射来的红外线信号，通过连接线10传递 给外部控制器，当外部控制器得到铁芯l移动到位的信号后，停止给 线圈3供电。如此反复。本发明一种带信号反馈的磁保持螺线管与相关锁具配合使用，可 完成锁具对各种机构或设备的远程闭锁控制以及螺线管到底有无按 指令产生动作的信号反馈等功能。本发明可广泛应用于电力系统自动化和防误闭锁系统及设备等领域。上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来 说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明 的保护范围。
权利要求
1、一种带信号反馈的磁保持螺线管，包括有不导磁线轴(8)，所述不导磁线轴中间部分设置有沿着轴线方向延伸的通孔，所述不导磁线轴外周缠绕着线圈(3)；所述螺线管还包括可移动自由地收容在所述不导磁线轴的通孔内的可动铁芯(1)、用来吸附所述可动铁芯的固定磁体部件(5)、以及把上述可动铁芯推向从固定磁体部件离开的方向的复位弹簧(4)；其特征在于，所述螺线管还包括覆盖所述不导磁线轴两端面及线圈侧面的壳体(2)以及设置在壳体(2)内并靠近所述可动铁芯(1)的移动端面的检测电路(6)，所述检测电路包括可探测所述可动铁芯的移动端面位置的信号探测装置。
2、 根据权利要求1所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其 特征在于，所述螺线管的外周覆盖有塑封体(7)。
3、 根据权利要求1或2所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管， 其特征在于，所述检测电路的信号探测装置包括有红外线发射器(60) 以及红外线接收管(61)。
4、 根据权利要求3所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其 特征在T，所述不导磁线轴(8)采用回转体结构，截面为"工"字 形；所述不导磁线轴(8)、线圈(3)以及铁芯(1)的轴线为同一直 线。
5、 根据权利要求3所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其 特征在于，所述可动铁芯(1)包括有两截直径大小不同的圆柱体连 接而成，所述铁芯(1)的上段直径大于F段(11)的直径，复位弹 簧(4)缠绕在铁芯(1)的下段(11)外周并紧靠所述铁芯(1)的 上段和下段(11)之间的连接面定位；所述复位弹簧(4)的另一端 面与磁体部件(5)连接，所述磁体部件(5)为环状，所述可动铁芯(1)的下段(11)穿过磁体部件(5)的中间孔。
6、 根据权利要求5所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其 特征在于，所述磁体部件(5)设置在所述壳体(2)的内腔中，并与 线轴(8)的下端表面平齐。
7、 根据权利要求3所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其 特征在于，所述壳体(2)还包括有设置有凹型空腔的外壳和中间有 通孔的堵头(12);在工作状态下，所述可动铁芯(1)的上段穿过壳 体(2)的堵头，并局部伸出堵头之外。
8、 根据权利要求3所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其 特征在于，所述检测电路设置在与铁芯(1)的下段(11)底端的壳 体的内腔的底部，所述检测电路的检测方向对准铁芯下段(11)的端 面，所述磁体部件(5)设置在铁芯(1)与检测电路(6)中间，所 述铁芯(1)的下段(11)可以穿过磁体部件(5)接近检测电路(6)。
9、 根据权利要求8所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其 特征在于，所述铁芯(1)下段(11)的下端面为可反射红外线的活 动轴芯反射端面(111)。
10、 根据权利要求9所述的一种带信号反馈的磁保持螺线管，其特征在于，所述检测电路的信号探测装置包括有带有红外线发射器 (60)以及红外线接收管(61)的电路板，电路板上分别引出检测电 路电源线和铁芯位置信号线(10);以及所述线圈电源线(9)，所述 连接导线与外部电路连接。
全文摘要
本发明提供一种具有密封外壳，带有动作检测电路可反馈铁芯动作状态的螺线管，可应用在各种自动化控制设备中，特别对于恶劣工作环境下更显优势。所述带信号反馈的磁保持螺线管，包括有不导磁线轴，所述不导磁线轴中间部分设置有沿着轴线方向延伸的通孔，所述不导磁线轴外周缠绕着线圈；所述螺线管还包括可移动自由地收容在所述不导磁线轴的通孔内的可动铁芯、用来吸附所述可动铁芯的固定磁体部件、把上述可动铁芯推向从固定磁体部件离开的方向的复位弹簧、以及覆盖所述不导磁线轴两端面及线圈侧面的壳体以及设置在壳体内并靠近所述可动铁芯的移动端面的检测电路，所述检测电路包括可探测反馈所述可动铁芯的移动端面位置的信号探测装置。
文档编号H01F7/16GK101162641SQ20061012273
公开日2008年4月16日 申请日期2006年10月13日 优先权日2006年10月13日
发明者伍卫云, 修洪江, 晶 张, 伟 朱, 李昌勇 申请人:珠海优特电力科技股份有限公司