高頻電磁閥及其驅動電路的製作方法
2023-05-11 15:08:16 1
專利名稱：高頻電磁閥及其驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電磁閥領域，具體涉及一種MD型高頻電磁閥及其驅動電路。
背景技術：
電磁閥是用來控制流體通斷的自動化元件，它屬於執行器，內部為電磁部件，外殼一般用金屬或塑料等材料製造。當電磁閥線圈電流發生通斷時，固定的鐵芯產生變化的磁場，產生磁力，吸引動片運動。動片產生位移控制流體的通斷，從而達到控制流體，產生脈衝空氣能的作用。電磁閥作為自動控制系統中的一部分，廣泛應用於各行各業，正朝著智能化、長壽命、高集成度方向發展。而作為分選設備中的電磁閥要求有極高的響應頻率，工作環境非常惡劣(如極端氣溫、粉塵等)，工作時要保證高度可靠性，一般的常規電磁閥難以替代。作為分選設備中的核心部件上，它的性能好壞直接影響整機的使用效果，在2006年以前，我國此類電磁閥主要被國外壟斷，國內企業均用高價從國外進口，而且使用效果並不如意，成了整個行業發展的瓶頸。
發明內容
本發明的目的是提供一種高頻電磁閥及其驅動電路，來提高電磁閥的性能，降低成本，延長使用壽命。本發明的技術方案如下
一種高頻電磁閥，包括有底座，其特徵在於所述底座上設有氣室，底座與氣室之間通過通道相連通，底座上分別設有多個進氣口並外接氣源，所述氣室的端部設有多個出氣孔， 位於多個出氣孔四周的氣室的端面上設有沉槽並通過滑動配合安裝有動片，所述動片的底部抵在多個出氣孔上；包括閥芯，所述的閥芯通過座墊固定安裝在氣室的端部，且閥芯位於動片的上方，閥芯的端部扣合閥蓋，閥芯的電源接線從閥蓋上的開孔引出。一種基於權利要求1所述的高頻電磁閥的驅動電路，其特徵在於包括有控制信號源、MOS管T0_1和關斷電路，所述的控制信號源通過驅動電路分別接入MOS管Τ0_1的柵極和關斷電路的輸入端，所述關斷電路的輸出端接入MOS管Τ0_1的柵極，所述的驅動電路包括相串聯的三極體Τ01、Τ02，所述的關斷電路包括相串聯的三極體Τ03、Τ04 ；
包括相互並聯的MOS管Τ0_2、Τ0_3，所述的控制信號源通過驅動電路分別與MOS管Τ0_2、 Τ0_3相連；所述關斷電路的輸入端通過電容COl-O外接電磁閥線圈，所述的驅動電路通過電阻R04和續流二極體DOLO外接電磁閥線圈。所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述底座上的多個進氣口處設有0型密封圈。所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述的底座與氣室之間分別設有橢圓型密封圈和過濾網密封圈。所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述閥芯與座墊之間以及座墊與氣室之間分別設有方型密封圈。
所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述閥蓋的端部螺合有閥卡。所述的高頻電磁閥的驅動電路，其特徵在於所述MOS管T0_1的工作電壓為48V， MOS管Τ0_2、Τ0—3的工作電壓為7. 5V。高頻電磁閥動態特性是指吸合過程和釋放過程包括線圈電流、動片位移、電磁力和運動阻力等物理量動態響應過程。其中動片響應位移是重要研究指標。高頻電磁閥其電流響應特性決定其驅動電路應滿足下列要求
電磁閥開啟前的能量強激勵(磁)功率驅動模塊應以儘可能高的速率為閥心注入能量， 確保電磁控制閥在開啟過程中產生足夠大的電磁力，縮短開啟響應時間。電磁閥閥開啟後，因工作間隙較小，磁路磁阻很低，電磁線圈通入較小的保持電流便能產生足夠大的電磁作用力保證電磁閥的可靠開啟。較小的保持電流可以降低能量消耗，減小線圈發熱，同時有利於電磁閥的快速閉合。本發明的有益效果
本發明結構合理，性能和性價比高，具有超高頻(頻率1000Hz以上)、低成本、長壽命、啟動電路簡潔可靠等特點，為分選設備的發展提供了堅實可靠的基礎，其驅動電路結構簡單、 可靠，能夠快速開啟和關斷電磁閥，電磁線圈通入的較小的保持電流可以降低能量消耗，減小了電磁線圈發熱。
圖1為本發明電磁閥的結構示意圖。圖2為本發明電磁閥的驅動電路原理圖。
具體實施例方式參見圖1、2，一種高頻電磁閥，包括有底座12，底座12上設有氣室9，底座12與氣室9之間通過通道相連通，底座12上分別設有二個進氣口 17並外接氣源，氣室9的端部設有二個出氣口 15，位於二個出氣口 15四周的氣室9的端面上設有沉槽16並通過滑動配合安裝有動片8，動片8的底部抵在二個出氣口 15上；包括閥芯5，閥芯5通過座墊7固定安裝在氣室9的端部，且閥芯5位於動片8的上方，閥芯5的端部扣合閥蓋4，閥芯5的電源接線14從閥蓋上的開孔引出。一種高頻電磁閥的驅動電路，包括有控制信號源、MOS管Τ0_1和關斷電路，控制信號源通過驅動電路分別接入MOS管Τ0_1的柵極和關斷電路的輸入端，關斷電路的輸出端接入MOS管Τ0_1的柵極，驅動電路包括相串聯的三極體Τ01、Τ02，關斷電路包括相串聯的三極體 Τ03、Τ04 ；
包括相互並聯的MOS管Τ0_2、Τ0_3，控制信號源通過驅動電路分別與MOS管Τ0_2、Τ0_3 相連；關斷電路的輸入端通過電容COl-O外接電磁閥線圈，驅動電路通過電阻R04和續流二極體D01_0外接電磁閥線圈。其中，MOS管Τ0_1的工作電壓為48V，MOS管Τ0_2、Τ0_3的工作電壓為7. 5V。底座12上的二個進氣口 17處設有0型密封圈13;底座12與氣室9之間分別設有橢圓型密封圈10和過濾網密封圈11 ；閥芯5與座墊7之間以及座墊7與氣室9之間分別設有方型密封圈6 ；閥蓋4的端部通過螺栓2和墊圈3配合螺合有閥卡1。
以下結合附圖對本發明作進一步的說明
參見圖1，本發明電磁閥的工作分為三個階段，即電磁閥吸合過程、保持吸合過程和釋放過程。電磁閥的吸合過程在通電前，氣室內的氣壓高於外界氣壓，動片兩面有壓強差， 動片被迫向低氣壓方向運動，因此阻斷了氣室內的高壓氣體向外洩露。當通電後，閥芯產生磁場，吸引動片向高氣壓方向運動，磁場產生磁力大於氣室內的壓力，閥門被打開，氣室內的高氣體壓向外噴射。保持吸合過程動片被吸合後，電磁線圈的激勵(磁)電流減小，但磁力仍大於氣室內的壓力，電磁閥保持完全開啟狀態，動片此刻保持靜止平衡狀態。釋放過程當電磁閥斷電，電磁力很快減小到零，動片在氣壓的壓力下，向低氣壓方向運動，阻斷氣室內的高壓氣體向外流通。參見圖2，當控制信號源發出的控制信號由三極體T01、T02放大後，驅動MOS管 T0_1迅速打開，電磁閥線圈瞬間被磁化，吸引動片運動。電容CO1-0檢測電磁閥的線圈電流， 當達到開啟電流後，三極體Τ03、Τ04導通，從而關閉MOS管Τ0_1，開啟MOS管Τ0_2、Τ0_3，此時電磁閥處於保持狀態。當控制信號源停止發出控制信號時，MOS管Τ0_2、Τ0_3停止工作， 電磁閥線圈中產生反向電壓通過續流二極體D01_0和電阻R04，電磁閥快速吸收，此時電磁線圈中的磁力快速降到零。
權利要求
1.一種高頻電磁閥，包括有底座，其特徵在於所述底座上設有氣室，底座與氣室之間通過通道相連通，底座上分別設有多個進氣口並外接氣源，所述氣室的端部設有多個出氣孔，位於多個出氣孔四周的氣室的端面上設有沉槽並通過滑動配合安裝有動片，所述動片的底部抵在多個出氣孔上；包括閥芯，所述的閥芯通過座墊固定安裝在氣室的端部，且閥芯位於動片的上方，閥芯的端部扣合閥蓋，閥芯的電源接線從閥蓋上的開孔引出。
2.一種基於權利要求1所述的高頻電磁閥的驅動電路，其特徵在於包括有控制信號源、MOS管T0_1和關斷電路，所述的控制信號源通過驅動電路分別接入MOS管Τ0_1的柵極和關斷電路的輸入端，所述關斷電路的輸出端接入MOS管Τ0_1的柵極，所述的驅動電路包括相串聯的三極體Τ01、Τ02，所述的關斷電路包括相串聯的三極體Τ03、Τ04 ；包括相互並聯的MOS管Τ0_2、Τ0_3，所述的控制信號源通過驅動電路分別與MOS管Τ0_2、 Τ0_3相連；所述關斷電路的輸入端通過電容COl-O外接電磁閥線圈，所述的驅動電路通過電阻R04和續流二極體DOLO外接電磁閥線圈。
3.根據權利要求1所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述底座上的多個進氣口處設有0 型密封圈。
4.根據權利要求1所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述的底座與氣室之間分別設有橢圓型密封圈和過濾網密封圈。
5.根據權利要求1所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述閥芯與座墊之間以及座墊與氣室之間分別設有方型密封圈。
6.根據權利要求1所述的高頻電磁閥，其特徵在於所述閥蓋的端部螺合有閥卡。
7.根據權利要求2所述的高頻電磁閥的驅動電路，其特徵在於所述MOS管Τ0_1的工作電壓為48V，MOS管Τ0_2、Τ0_3的工作電壓為7. 5V。
全文摘要
本發明公開了一種高頻電磁閥及其驅動電路，包括有底座，底座上設有氣室，底座與氣室之間通過通道相連通，底座上分別設有多個進氣口並外接氣源，氣室的端部設有多個出氣孔，位於多個出氣孔四周的氣室的端面上設有沉槽並通過滑動配合安裝有動片，動片的底部抵在多個出氣孔上；包括閥芯，閥芯通過座墊固定安裝在氣室的端部，且閥芯位於動片的上方，閥芯的端部扣合閥蓋，閥芯的電源接線從閥蓋上的開孔引出。本發明結構合理，性能和性價比高，具有超高頻(頻率1000Hz以上)、低成本、長壽命、啟動電路簡潔可靠等特點，為分選設備的發展提供了堅實可靠的基礎，其驅動電路結構簡單、可靠，能夠快速開啟和關斷電磁閥，電磁線圈通入的較小的保持電流可以降低能量消耗，減小了電磁線圈發熱。
文檔編號F16K31/06GK102410396SQ20111022442
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者段啟掌, 賈星明 申請人:安徽中科光電色選機械有限公司