[发明专利]电子式无噪声电磁阀

说明书

技术领域

本发明涉及电磁阀领域，尤其涉及一种应用电子技术改进的电子式无噪声电磁阀。

背景技术

电磁阀（solenoid valve）是一种应用极为广泛的低压电器，液压设备、气动机械、机动车、IC卡水表、IC卡燃气表、加油机、售水机、电冰箱、饮水机等都将其用作执行器件。其工作原理是利用电磁铁带动阀芯，达到接通、关断介质（液体或气体）管路或改变介质的流通路径之目的。

图1为用作接通、关断介质管路的传统的电磁阀的工作原理图。这种传统的电磁阀主要由励磁线圈、静铁芯、复位弹簧、阀芯、密封垫组成。其工作原理是：当励磁线圈两端的励磁电压U与电源（AC220V、AC110V、AC380V或DC12V、DC24V等，以下称“励磁电源”）接通时，励磁线圈产生的电磁力大于复位弹簧的弹性力，阀芯带着密封垫向静铁芯靠拢，最后互相吸合,A端与B端之间的介质管路便被接通；当励磁线圈两端的励磁电压U与励磁电源断开时, 阀芯失磁并受复位弹簧的作用而复位， A端与B端之间的介质管路便被关断。

综上所述, 这种传统的电磁阀的工作过程可分为“吸合”、“吸持”、“复位”三个阶段：

1、吸合：励磁线圈与励磁电源接通, 阀芯、静铁芯吸合, 管路接通。在此阶段，励磁电源必须提供较大的功率（以下称此功率为“吸合功率”） , 阀芯才能被吸合；

2、吸持：励磁线圈继续与励磁电源接通, 阀芯、静铁芯保持吸合的状态, 管路继续接通。在此阶段，励磁电源只须提供较小的功率（以下称此功率为“吸持功率”）, 阀芯也能继续吸合。若在此阶段，励磁电源提供与吸合功率一样大的吸持功率，将造成电能浪费并导致励磁线圈不应有的发热升温；

3、复位：励磁线圈断开励磁电源, 阀芯、静铁芯分离、管路复位关断。

电磁阀的用途千差万别，结构也千差万别，但它们的工作原理均与图1相同。

电磁阀的励磁电源既可用DC电源也可用AC电源。以DC电源为励磁电源的电磁阀（以下简称直流电磁阀）存在以下的优、缺点：

1、具有运行平稳、无噪声的优点；

2、DC电源提供的吸持功率与吸合功率一样大, 造成电能浪费并导致励磁线圈不应有的发热升温；

3、必须另加DC电源,大幅度地增加了成本。

以AC电源为励磁电源的电磁阀（以下简称交流电磁阀）也存在以下的优、缺点：

1、方便：可用市政AC电源作为其励磁电源；

2、发热：在吸合和吸持阶段, 由于励磁线圈中均通以交流电压（即AC电压）, 因此，阀芯与静铁芯中将不可避免地产生滞磁损耗、涡流损耗而发热, 阀芯与静铁芯的发热殃及励磁线圈, 严重时会导致励磁线圈烧毀。对于介质温度较高的电磁阀，例如开水电磁阀，将加剧此类情况的发生；

3、噪声：输入到励磁线圈中的AC电压, 每次“过零”（ AC电压由正半周向负半周或负半周向正半周过渡的“过零点”） 时, 电磁吸力剧变, 会使阀芯、静铁芯产生频率为100Hz（50Hz交流电）或120Hz（60Hz交流电）的机械振动噪声。

针对传统直流电磁阀和交流电磁阀存在的优、缺点，本发明的宗旨是用电子技术改造传统的电磁阀，吸取直流、交流电磁阀各自的优点，克服它们的缺点，应用电子技术，设计一种机电一体化的、用AC电源操作的兼具节电功能的电子式无噪声电磁阀。具体目标是：

1、秉着“至精必须至简，唯有简单实用才能长久流传”的出发点，设计一个电子线路尽量简单的、所用器件尽量少的、价格尽量廉的电磁阀专用的至精至简的“电路单元”；

2、该 “电路单元” 可用于改造在线使用的传统交流电磁阀, 使这些交流电磁阀成为运行时无噪声的“电子式无噪声电磁阀”；

3、该 “电路单元” 也可集成到将要生产的传统交流电磁阀中, 使电磁阀的制造商 生产出与“电路单元” 一体化的新型的“电子式无噪声电磁阀”。

发明内容