[發明專利]一種微型自鎖電磁閥

有效

• 申請號: 200910312223.0
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101709806A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 蔣建
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06;F16K31/08;F16K27/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種微推進系統用自鎖電磁閥。

背景技術

基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical?Systems，微(型)機電系統)的微推進系統擁有質量小、體積小，推質比高的優點，使推進系統小型化達到空前的水平，從而大大降低了研制成本。

在微推進系統中，電磁閥作為微流體的控制組件是一個關鍵部件。需要滿足流體流量小(10mg/s左右)，控制精度相對較高、響應時間盡可能短、單次工作時間要求長的工作要求。常規電磁閥無法滿足長時間處于開啟工作狀態所帶來的功耗、質量等問題。

發明內容

本發明目的是提供一種質量小、結構簡單可靠、功耗低、響應時間快的微型自鎖電磁閥，其解決了現有電磁閥無法滿足微推進系統對電磁閥功耗、質量的技術問題。

本發明的技術解決方案是：

一種微型自鎖電磁閥，包括筒狀閥座1、設置在閥座1內的閥體7、設置在閥座1和閥體7之間的閥芯5、設置在閥體7和閥芯5之間的彈簧8、設置在閥座1和閥芯5側面之間的電磁線圈6，所述電磁閥入口設置在閥體7上，所述電磁閥出口設置在閥座1上，其特殊之處在于：所述電磁閥還包括設置在閥座1和閥芯5側面之間的永磁體4，所述永磁體4靠近閥座1的端面；所述電磁線圈6為可正反通電的單線圈電磁線圈；所述永磁體4和閥座1以及閥芯5之間設置有法蘭導磁套92，所述電磁線圈6和閥芯5之間設置有筒狀隔磁套91；所述閥座1的內端面設置有隔磁限位墊片2，所述閥芯5上與閥體7接觸的端面設置有凸臺10。

所述法蘭導磁套92和隔磁套91為一體式結構。

上述閥芯5包括設置在閥芯內的閥芯流道51以及與閥芯流道51相通且設置在閥芯5外側面的流通槽52。

上述閥芯5和隔磁套91之間的配合間隙為0.02～0.04mm。

本發明微型自鎖電磁閥與現有電磁閥相比，優點在于：

1、結構簡單、體積小。本發明采用整體式閥座和單電磁線圈結構，開啟和關閉使用一個電磁線圈，導致結構小型化，單件閥只有不到27g。

2、響應時間快。本發明隔磁墊片與凸臺厚度不等，從而合理分配電磁力，圓柱彈簧加速閥芯釋放，因而其響應時間快，響應時間＜5ms。

3、功耗低。本發明采用釹鐵硼永磁體作為恒磁場源，產生自鎖保持力，瞬時通電后利用自鎖保持力維持原有工作狀態，大大降低電磁閥的功耗。

4、使用壽命長。本發明采用最佳閥芯和閥體配合間隙，摩擦力小，并且閥芯動作穩定，同時采用彈簧導向，隔磁墊片限位，可以實現長時間10⁷Pa·m³/s的低漏磁率，因而壽命可達20000次以上。

5、本發明除可應用于微推進系統外，還可應用于冶金、電力、化工、機械等各領域。

附圖說明

圖1是本發明微型自鎖電磁閥結構簡圖；

圖2是本發明微型自鎖電磁閥閥芯打開后的結構示意圖；

其中：1-閥座，2-隔磁限位墊片，3-密封圈，4-永磁體，5-閥芯，51-閥芯流道，52-流通槽，6-電磁線圈，7-閥體，8-彈簧，91-隔磁套，92-法蘭導磁套，10-凸臺。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，一種微型自鎖電磁閥，包括筒狀閥座1、設置在閥座內的閥體7、設置在閥座1和閥體7之間的閥芯5、設置在閥體7和閥芯5之間的圓柱彈簧8、設置在閥座1和閥芯5側面之間的電磁線圈6和永磁體4，電磁閥入口設置在閥體7上，電磁閥出口設置在閥座1上，永磁體4靠近閥座1的端面；電磁線圈6為可正反通電的單線圈電磁線圈；閥座1的內端面設置有隔磁限位墊片2，閥芯5上與閥體7接觸的端面設置有凸臺10；閥芯5和電磁線圈6以及永磁體4之間設置有隔磁套91；閥芯5包括設置在閥芯內的閥芯流道51以及與閥芯流道51相通且設置在閥芯5外側面的流通槽52。隔磁限位墊片2的厚度和凸臺10的厚度不相等，則斷電后永磁體4保持原來的工作狀態；隔磁限位墊片在起到氣隙作用的同時作為閥芯限位結構。圓柱彈簧8增強閥芯運動導向性，提高自鎖閥工作壽命。

本發明的工作原理和工作過程是：