[发明专利]一种井下用永磁式电磁阀

说明书

技术领域

本发明涉及机电液一体化技术领域，特别涉及一种井下用永磁式电磁阀。

背景技术

近年来随着石油钻测井工具等应用技术的发展，对井下液压系统的需求也越来越强烈。电磁阀是井下液压系统中的关键元器件，它的性能优劣直接影响着整个井下液压系统的性能。井下液压系统均采用电池作为电源，在井下工作时间也较长，这就要求井下液压系统工作时能耗尽可能的低，而目前我国在石油钻测井中所使用的电磁阀在开阀门、关阀门以及保持阀门开闭状态时均需要电池为其提供电源，可见，现有的电磁阀功耗较大。电磁阀消耗的能量越多，其他井下工具能利用的电能就越少，从而大大影响了井下工具和井下液压系统的使用寿命。

综上所述可以看出，如何降低电磁阀工作时的功耗，从而提高井下工具和井下液压系统的使用寿命是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种井下用永磁式电磁阀，降低了电磁阀工作时的功耗，从而提高了井下工具和井下液压系统的使用寿命。其具体方案如下：

一种井下用永磁式电磁阀，应用于井下液压系统；所述电磁阀包括开阀线圈、关阀线圈、永磁体、衔铁、阀芯推杆、阀座和阀芯；所述永磁体位于所述开阀线圈和所述关阀线圈之间；所述阀芯推杆与所述衔铁连接；当所述电磁阀的阀门处于关阀状态时，所述阀芯与所述阀座紧密接触；

所述开阀线圈，用于当其通电后产生开阀控制磁通，通过所述开阀控制磁通，控制所述衔铁向所述阀芯所在一侧的方向移动，以形成所述阀芯推杆的推伸移动；通过所述阀芯推杆的推伸移动，将所述阀芯从所述阀座处顶开，以打开所述阀门；

所述关阀线圈，用于当其通电后产生关阀控制磁通，通过所述关阀控制磁通，控制所述衔铁向与所述阀芯所在一侧相反的方向移动，以形成所述阀芯推杆的回缩移动；通过所述阀芯推杆的回缩移动，实现所述阀芯推杆与所述阀芯的分离，使得所述阀芯能够在外界推力的推动下实现与所述阀座的紧密接触，以关闭所述阀门；

所述永磁体，用于在所述开阀线圈从通电状态转变为断电状态后，并且在所述关阀线圈继续保持断电状态的过程中，利用自身产生的磁通使得所述阀门保持开阀状态；在所述关阀线圈从通电状态转变为断电状态后，并且在所述开阀线圈继续保持断电状态的过程中，利用自身产生的磁通使得所述阀门保持关阀状态。

优选的，所述外界推力包括弹簧推力和液压推力；所述弹簧推力为通过阀芯弹簧产生的推力；所述阀芯弹簧位于弹簧座和所述阀芯之间形成的空腔内。

优选的，所述电磁阀还包括用于安放所述开阀线圈、所述关阀线圈和所述永磁体的线圈骨架；所述线圈骨架包括骨架上隔磁环、骨架导磁环和骨架下隔磁环；所述永磁体的内表面与所述骨架导磁环紧密接触，所述永磁体的外表面与线圈罩壳紧密接触。

优选的，所述开阀线圈、所述关阀线圈、所述永磁体和所述线圈骨架之间通过胶水灌封方式连接成一体结构。

优选的，所述永磁体为稀土永磁体。

优选的，所述衔铁的内部安装有衔铁弹簧。

优选的，所述衔铁的两端面均粘有隔磁垫片；所述隔磁垫片的厚度范围为0.1至0.15毫米。

优选的，所述阀芯与所述阀座接触的一端的端面为圆锥面；所述阀芯与所述阀座接触时的接触方式为金属密封形式的线接触。

优选的，所述衔铁位于由衔铁导向筒、阀体和衔铁止座形成的空腔内；所述衔铁导向筒包括上隔磁环、上导磁环、下隔磁环和下导磁环；

当所述阀门处于关阀状态时，所述衔铁与所述阀体之间的空隙宽度大于所述衔铁与所述衔铁止座之间的空隙宽度；

当所述阀门处于开阀状态时，所述衔铁与所述阀体之间的空隙宽度小于所述衔铁与所述衔铁止座之间的空隙宽度；

所述永磁体自身产生的磁通包括第一路磁通和第二路磁通；所述第一路磁通的磁势和所述第二路磁通的磁势相同；所述第一路磁通穿过所述衔铁与所述阀体之间的空隙，所述第二路磁通穿过所述衔铁与所述衔铁止座之间的空隙；

所述开阀控制磁通和所述关阀控制磁通均穿过所述衔铁与所述阀体之间的空隙以及所述衔铁与所述衔铁止座之间的空隙。

优选的，所述衔铁止座和所述衔铁导向筒之间安装有空隙调整垫片。