设有储能电路单元的电磁阀制造技术

一种设有储能电路单元的电磁阀，包括：电路单元部分与交流电磁阀部分，所述交流电磁阀部分包括励磁线圈、静电铁芯、复位弹簧、阀芯、接线盒以及密封垫；电路单元是一个四端口网络,该四端口包括第一输入端口N1和第二输入端口N2、第一输出端口P1和第二输出端口P2；电路单元包括公共端E、储能电路、压控开关电路和整流及能量锁定电路；其中，第一输入端口N1、公共端E、储能电路、整流及能量锁定电路、压控开关电路、第二输入端口N2依次串联；所述公共端E与储能电路之间第一输出端口P1连接交流电磁阀中的励磁线圈的第一端A1，所述整流及能量锁定电路与储能电路之间的第二输出端口P2连接至交流电磁阀中的励磁线圈的第二端A2，从而使得所述储能电路与励磁线圈以并联的形式连接。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁阀领域，尤其涉及一种运行时无噪声且兼具节约电能功能的“设有储能电路单元的电磁阀”。
技术介绍
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。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。传统的电磁阀的工作过程可分为“吸合”、“吸持”、“复位”三个阶段I、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上面所述相同。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I、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I、方便可用市政AC电源作为其之励磁电源；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。4、功率因素(Power facter)低励磁线圈是电感性的器件，根据电感的电学特性，其与AC电源之间必然发生能量交换，导致功率因素低。针对传统的直流电磁阀和交流电磁阀存在的优、缺点，本技术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电源作励磁电源的设有储能电路单元的电磁阀。具体目标是I、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“储能电路单元”。2、该“储能电路单元”可用于改造在线使用的传统交流电磁阀，使这些电磁阀成为“节电无噪声的电磁阀”；3、该“储能电路单元”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“储能电路单元”一体化的新型的“节电无噪声的电磁阀”。
技术实现思路
为了达到上述目标，本技术设计的技术方案是一种设有储能电路单元的电磁阀，其包括电路单元部分与交流电磁阀部分，其特征在于所述交流电磁阀部分包括励磁线圈、静电铁芯、复位弹簧、阀芯、接线盒以及密封垫；所述的电路单元是一个四端口网络，该四端口包括第一输入端口 NI和第二输入端口 N2、第一输出端口 Pl和第二输出端口 P2 ；所述电路单元包括公共端E、储能电路102、压控开关电路101和整流及能量锁定电路103 ;其中，所述电路单元的连接关系为第一输入端口 NI、公共端E、储能电路102、整流及能量锁定电路103、压控开关电路101、第二输入端口 N2依次串联；所述公共端E与储能电路102之间第一输出端口 Pl连接交流电磁阀中的励磁线圈的第一端Al，所述整流及能量锁定电路103与储能电路102之间的第二输出端口 P2连接至交流电磁阀中的励磁线圈的第二端A2，从而使得所述储能电路102与励磁线圈以并联的形式连接；其中，电容器C构成所述储能电路102、二极管D构成所述整流及能量锁定电路、双极型瞬态电压二极管TVS构成所述压控开关电路；所述双极型瞬态电压二极管TVS的第一连接端连接至市政AC交流供电网络，其第二连接端与所述二极管D的正极连接，并且所述二极管D的负极连接至第二输出端口 P2 ；或者，所述双极型瞬态电压二极管TVS的第二连接端连接至所述二极管D的负极，而所述稳压二极管DW的正极连接至第二输出端口 P2 ；所述二极管D与所述双极型瞬态电压二极管TVS互为联动，当二极管D截止时，双极型瞬态电压二极管TVS截止；当双极型瞬态电压二极管TVS导通时，二极管D导通；所述双极型瞬态电压抑制二极管TVS导通时，所述电容器C充电储能；双极型瞬态电压抑制二极管TVS截止时，其对所述的励磁线圈L放电释能，并且二极管D截止。理论分析和实验样机的长时间的运行结果均证明，应用本技术，可以取得以下有益效果I、价廉。本技术中用于改进传统交流电磁阀性能的至精至简的“储能电路单元”，仅有三个电子元件，就可使传统交流电磁阀提升为优良性能的“节电无噪声的电磁阀”。2、物美。上述三个电子元件的体积均较小，可将它们集成到传统交流电磁阀的内部，制造成一体化的、外观悦目的节电无噪声型电磁阀。3、可靠。电子产品的可靠性与所用的电子器件的数量成反比，价格与所用的电子器件的数量成正比。所用的电子器件多，电子线路复杂，就意味着可靠性低、价格高。本技术所用的电子器件少，因此，不仅成本底，而且可靠性高；4、无噪声。传统交流电磁阀噪声高已是不争的事实，业内人员对传统交流电磁阀 噪声大已经达到司空见惯，见怪不怪的地步。本技术可以做到运行无噪声。5、强劲吸合。传统交流电磁阀吸合时在励磁线圈中流动的励磁电流为缓变的正弦交流电流，本技术为突变的脉冲电流。因此，传统交流电磁阀吸合动作滞钝、声音沉闷；本技术吸合动作强劲有力、声音清脆。本技术由于吸合强劲，故可增加电磁阀开启和关闭的可靠性并可用其取代结构较复杂的“先导式电磁阀”。7、节约电能。在以下的“具体实施方式”中，还将在理论上阐述本技术节约电能的原因；实测结果也表明，本技术视在功率的节电效率大于65 %。附图说明图I为本技术的原理方框图；图2为实施例I的电路原理图；图3a为实施例I的充电电流IO的脉冲波形图；图3b为AC电压的波形图；图4为实施例2的电路原理图。具体实施方式以下结合附图，说明本技术的实施方式。图I为本技术的原理方框图，图2为实施例I的电路原理图。图中虚线方框100为本技术的储能电路单元、L为传统交流电磁阀的励磁线圈、IO为充电电流、Pl与P2为储能电路单元100的第一输出端口和第二输出端口、NI与N2为储能电路单元100的第一输入端口和第二输入端口、101为压控开关电路、102为储能电路、103为整流及能量锁定电路、u为市政交流供电网的AC电压之瞬时值、Icl为储能电容C的充电电流、I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设有储能电路单元的电磁阀，其包括：电路单元部分与交流电磁阀部分,？其特征在于：所述交流电磁阀部分包括：励磁线圈、静电铁芯、复位弹簧、阀芯、接线盒以及密封垫；所述的电路单元是一个四端口网络,该四端口包括第一输入端口(N1)、第二输入端口(N2)、第一输出端口(P1)、第二输出端口(P2)；所述电路单元包括公共端(E)、储能电路(102)、压控开关电路(101)和整流及能量锁定电路(103)；其中，所述电路单元的连接关系为：第一输入端口(N1)、公共端(E)、储能电路(102)、整流及能量锁定电路(103)、压控开关电路(101)、第二输入端口(N2)依次串联；所述公共端(E)与储能电路(102)之间第一输出端口(P1)连接交流电磁阀中的励磁线圈的第一端(A1)，所述整流及能量锁定电路(103)与储能电路(102)之间的第二输出端口(P2)连接至交流电磁阀中的励磁线圈的第二端(A2)，从而使得所述储能电路(102)与励磁线圈以并联的形式连接；其中，电容器(C)构成所述储能电路(102)、二极管(D)构成所述整流及能量锁定电路、双极型瞬态电压二极管(TVS)构成所述压控开关电路；所述双极型瞬态电压二极管(TVS)的第一连接端连接至市政AC交流供电网络，其第二连接端与所述二极管(D)的正极连接，并且所述二极管(D)的负极连接至第二输出端(P2)；或者，所述双极型瞬态电压二极管(TVS)的第二连接端连接至所述二极管(D)的负极，而稳压二极管(DW)的正极连接至第二输出端(P2)；所述二极管(D)与所述双极型瞬态电压二极管(TVS)互为联动，当二极管(D)截止时,？双极型瞬态电压二极管(TVS)截止；当双极型瞬态电压二极管(TVS)导通时，二极管(D)导通；所述双极型瞬态电压抑制二极管(TVS)导通时，所述电容器(C)充电储能；双极型瞬态电压抑制二极管(TVS)截止时，其对所述的励磁线圈(L)放电释能，并且二极管(D)截止。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪孟金，
申请(专利权)人：宁波市镇海华泰电器厂，
类型：实用新型
国别省市：