[發明專利]一種四線圈雙銜鐵式分時驅動的高速開關閥及其驅動方法

有效

• 申請號: 202011613313.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112483715B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 陳淑梅;吳榮鈺;柯旭錕;黃惠;杜恒;李雨錚
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 黃詩錦;蔡學俊

1.一種四線圈雙銜鐵式分時驅動的高速開關閥，包括閥座和設置在閥座內部的閥芯，其特征在于：所述閥座的左、右兩端分別水平設有導向套，所述導向套的外側沿其軸線依次設有兩組勵磁線圈，所述勵磁線圈纏繞在線圈骨架上，所述線圈骨架套裝在導向套上，兩組勵磁線圈的線圈骨架之間設有隔磁環，所述隔磁環與線圈骨架之間設有磁軛；所述導向套的內孔中滑動設有銜鐵，所述銜鐵與閥芯之間設有導磁體，銜鐵與閥芯經由貫穿導磁體的內孔的連桿固聯，兩端的銜鐵帶動閥芯左右移動；位于閥座左端的兩個勵磁線圈分別為第一勵磁線圈和第三勵磁線圈，位于閥座右端的兩個勵磁線圈分別為第二勵磁線圈和第四勵磁線圈，所述第一勵磁線圈與第二勵磁線圈與同一控制電路相連，所述第三勵磁線圈與第四勵磁線圈與同一控制電路相連；所述閥座的左、右兩端分別設置有罩設在勵磁線圈外側的鐵芯外殼，所述鐵芯外殼的內部于遠離閥座的一端固聯有導磁閥蓋，位于同一端的兩個勵磁線圈的線圈骨架位于閥座與導磁閥蓋之間；驅動方法按以下步驟進行：

（1）閥芯右移準備階段：對第一勵磁線圈和第二勵磁線圈進行高壓激勵，第一勵磁線圈和第二勵磁線圈中的電流不斷上升，第一勵磁線圈和第二勵磁線圈中產生的電磁場使得磁軛、銜鐵、導磁體、閥座和鐵芯外殼之間形成一條閉環磁路，磁軛、鐵芯外殼、導磁閥蓋和銜鐵之間形成另一條閉環磁路，這段過程中銜鐵并未動作，直到第一勵磁線圈和第二勵磁線圈內電流增加到開啟電流時，此時的電磁力剛好克服負載；當第一勵磁線圈和第二勵磁線圈繼續通電，閥芯進入右移階段，電磁力大于負載力，銜鐵帶動閥芯開始向右運動，從而開啟閥口，使得閥座的進口與出口連通；

（2）閥芯右位保持階段：銜鐵運動到達最大右位移處一段時間后，第一勵磁線圈和第二勵磁線圈的驅動電壓變為反向消磁形式，之后再使用低壓進行驅動維持所述銜鐵的吸合；

（3）閥芯左移準備階段：對第一勵磁線圈和第二勵磁線圈通入反向電壓進行消磁，同時對第三勵磁線圈和第四勵磁線圈通入高壓進行激勵，第三勵磁線圈和第四勵磁線圈中產生的電磁場使得磁軛、銜鐵、導磁體、閥座和鐵芯外殼之間形成一條閉環磁路，磁軛、鐵芯外殼、導磁閥蓋和銜鐵之間形成另一條閉環磁路，直到第三勵磁線圈和第四勵磁線圈內電流增加到開啟電流時，此時的電磁力剛好克服負載；當第三勵磁線圈和第四勵磁線圈繼續通電，閥芯進入左移階段，電磁力大于負載力，銜鐵帶動閥芯開始向左運動，從而關閉閥口，使得閥座的進口與出口不連通；

（4）閥芯左位保持階段：在銜鐵運動到最大左位移處時，對第三勵磁線圈和第四勵磁線圈通入反向電壓，再用低壓進行保持；

（5）如此反復上述步驟（1）-（4）。

2.根據權利要求1所述的一種四線圈雙銜鐵式分時驅動的高速開關閥，其特征在于：所述導磁閥蓋呈T型狀，導磁閥蓋的小徑端伸入到導向套內部，導磁閥蓋與導向套的端口之間設有密封圈，用于密封導向套的端口。

3.根據權利要求1所述的一種四線圈雙銜鐵式分時驅動的高速開關閥，其特征在于：所述磁軛、銜鐵、導磁體、閥座和鐵芯外殼之間形成一條閉環磁路。

4.根據權利要求1所述的一種四線圈雙銜鐵式分時驅動的高速開關閥，其特征在于：所述磁軛、鐵芯外殼、導磁閥蓋和銜鐵之間形成另一條閉環磁路。

5.根據權利要求1所述的一種四線圈雙銜鐵式分時驅動的高速開關閥，其特征在于：所述閥座的上、下兩端分別設有進口和出口，所述進口和出口分別螺接有直通接頭。