[发明专利]一种微型自锁电磁阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种微推进系统用自锁电磁阀。

背景技术

基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems，微(型)机电系统)的微推进系统拥有质量小、体积小，推质比高的优点，使推进系统小型化达到空前的水平，从而大大降低了研制成本。

在微推进系统中，电磁阀作为微流体的控制组件是一个关键部件。需要满足流体流量小(10mg/s左右)，控制精度相对较高、响应时间尽可能短、单次工作时间要求长的工作要求。常规电磁阀无法满足长时间处于开启工作状态所带来的功耗、质量等问题。

发明内容

本发明目的是提供一种质量小、结构简单可靠、功耗低、响应时间快的微型自锁电磁阀，其解决了现有电磁阀无法满足微推进系统对电磁阀功耗、质量的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种微型自锁电磁阀，包括筒状阀座1、设置在阀座1内的阀体7、设置在阀座1和阀体7之间的阀芯5、设置在阀体7和阀芯5之间的弹簧8、设置在阀座1和阀芯5侧面之间的电磁线圈6，所述电磁阀入口设置在阀体7上，所述电磁阀出口设置在阀座1上，其特殊之处在于：所述电磁阀还包括设置在阀座1和阀芯5侧面之间的永磁体4，所述永磁体4靠近阀座1的端面；所述电磁线圈6为可正反通电的单线圈电磁线圈；所述永磁体4和阀座1以及阀芯5之间设置有法兰导磁套92，所述电磁线圈6和阀芯5之间设置有筒状隔磁套91；所述阀座1的内端面设置有隔磁限位垫片2，所述阀芯5上与阀体7接触的端面设置有凸台10。

所述法兰导磁套92和隔磁套91为一体式结构。

上述阀芯5包括设置在阀芯内的阀芯流道51以及与阀芯流道51相通且设置在阀芯5外侧面的流通槽52。

上述阀芯5和隔磁套91之间的配合间隙为0.02～0.04mm。

本发明微型自锁电磁阀与现有电磁阀相比，优点在于：

1、结构简单、体积小。本发明采用整体式阀座和单电磁线圈结构，开启和关闭使用一个电磁线圈，导致结构小型化，单件阀只有不到27g。

2、响应时间快。本发明隔磁垫片与凸台厚度不等，从而合理分配电磁力，圆柱弹簧加速阀芯释放，因而其响应时间快，响应时间＜5ms。

3、功耗低。本发明采用钕铁硼永磁体作为恒磁场源，产生自锁保持力，瞬时通电后利用自锁保持力维持原有工作状态，大大降低电磁阀的功耗。

4、使用寿命长。本发明采用最佳阀芯和阀体配合间隙，摩擦力小，并且阀芯动作稳定，同时采用弹簧导向，隔磁垫片限位，可以实现长时间10⁷Pa·m³/s的低漏磁率，因而寿命可达20000次以上。

5、本发明除可应用于微推进系统外，还可应用于冶金、电力、化工、机械等各领域。

附图说明

图1是本发明微型自锁电磁阀结构简图；

图2是本发明微型自锁电磁阀阀芯打开后的结构示意图；

其中：1-阀座，2-隔磁限位垫片，3-密封圈，4-永磁体，5-阀芯，51-阀芯流道，52-流通槽，6-电磁线圈，7-阀体，8-弹簧，91-隔磁套，92-法兰导磁套，10-凸台。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种微型自锁电磁阀，包括筒状阀座1、设置在阀座内的阀体7、设置在阀座1和阀体7之间的阀芯5、设置在阀体7和阀芯5之间的圆柱弹簧8、设置在阀座1和阀芯5侧面之间的电磁线圈6和永磁体4，电磁阀入口设置在阀体7上，电磁阀出口设置在阀座1上，永磁体4靠近阀座1的端面；电磁线圈6为可正反通电的单线圈电磁线圈；阀座1的内端面设置有隔磁限位垫片2，阀芯5上与阀体7接触的端面设置有凸台10；阀芯5和电磁线圈6以及永磁体4之间设置有隔磁套91；阀芯5包括设置在阀芯内的阀芯流道51以及与阀芯流道51相通且设置在阀芯5外侧面的流通槽52。隔磁限位垫片2的厚度和凸台10的厚度不相等，则断电后永磁体4保持原来的工作状态；隔磁限位垫片在起到气隙作用的同时作为阀芯限位结构。圆柱弹簧8增强阀芯运动导向性，提高自锁阀工作寿命。

本发明的工作原理和工作过程是：