高频电磁阀及其驱动电路[发明专利]

*CN102410396A*

(10)申请公布号 CN 102410396 A(43)申请公布日 2012.04.11

(12)发明专利申请

(21)申请号 201110224421.9(22)申请日 2011.08.05

(71)申请人安徽中科光电色选机械有限公司

地址231202 安徽省合肥市肥西县桃花镇玉

兰大道43号(72)发明人段启掌 贾星明

(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理

有限公司 34112

代理人余成俊(51)Int.Cl.

F16K 31/06(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页

()发明名称

高频电磁阀及其驱动电路(57)摘要

本发明公开了一种高频电磁阀及其驱动电路，包括有底座，底座上设有气室，底座与气室之间通过通道相连通，底座上分别设有多个进气口并外接气源，气室的端部设有多个出气孔，位于多个出气孔四周的气室的端面上设有沉槽并通过滑动配合安装有动片，动片的底部抵在多个出气孔上；包括阀芯，阀芯通过座垫固定安装在气室的端部，且阀芯位于动片的上方，阀芯的端部扣合阀盖，阀芯的电源接线从阀盖上的开孔引出。本发明结构合理，性能和性价比高，具有超高频（频率1000Hz以上）、低成本、长寿命、启动电路简洁可靠等特点，为分选设备的发展提供了坚实可靠的基础，其驱动电路结构简单、可靠，能够快速开启和关断电磁阀，电磁线圈通入的较小的保持电流可以降低能量消耗，减小了电磁线圈发热。CN 102410396 ACN 102410396 ACN 102410403 A

权 利 要 求 书

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1.一种高频电磁阀，包括有底座，其特征在于：所述底座上设有气室，底座与气室之间通过通道相连通，底座上分别设有多个进气口并外接气源，所述气室的端部设有多个出气孔，位于多个出气孔四周的气室的端面上设有沉槽并通过滑动配合安装有动片，所述动片的底部抵在多个出气孔上；包括阀芯，所述的阀芯通过座垫固定安装在气室的端部，且阀芯位于动片的上方，阀芯的端部扣合阀盖，阀芯的电源接线从阀盖上的开孔引出。

2.一种基于权利要求1所述的高频电磁阀的驱动电路，其特征在于：包括有控制信号源、MOS管T0-1和关断电路，所述的控制信号源通过驱动电路分别接入MOS管T0-1的栅极和关断电路的输入端，所述关断电路的输出端接入MOS管T0-1的栅极，所述的驱动电路包括相串联的三极管T01、 T02，所述的关断电路包括相串联的三极管T03、T04；

包括相互并联的MOS管T0-2、T0-3，所述的控制信号源通过驱动电路分别与MOS管T0-2、T0-3相连；所述关断电路的输入端通过电容C01-0外接电磁阀线圈，所述的驱动电路通过电阻R04和续流二极管D01-0外接电磁阀线圈。

3.根据权利要求1所述的高频电磁阀，其特征在于：所述底座上的多个进气口处设有O型密封圈。

4.根据权利要求1所述的高频电磁阀，其特征在于：所述的底座与气室之间分别设有椭圆型密封圈和过滤网密封圈。

5.根据权利要求1所述的高频电磁阀，其特征在于：所述阀芯与座垫之间以及座垫与气室之间分别设有方型密封圈。

6.根据权利要求1所述的高频电磁阀，其特征在于：所述阀盖的端部螺合有阀卡。7.根据权利要求2所述的高频电磁阀的驱动电路，其特征在于：所述MOS管T0-1的工作电压为48V，MOS管T0-2、T0-3的工作电压为7.5V。

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CN 102410396 ACN 102410403 A

说 明 书

高频电磁阀及其驱动电路

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技术领域

[0001]

本发明涉及电磁阀领域，具体涉及一种MD型高频电磁阀及其驱动电路。

背景技术

电磁阀是用来控制流体通断的自动化元件，它属于执行器，内部为电磁部件，外壳一般用金属或塑料等材料制造。当电磁阀线圈电流发生通断时，固定的铁芯产生变化的磁场，产生磁力，吸引动片运动。动片产生位移控制流体的通断，从而达到控制流体，产生脉冲空气能的作用。

[0003] 电磁阀作为自动控制系统中的一部分，广泛应用于各行各业，正朝着智能化、长寿命、高集成度方向发展。而作为分选设备中的电磁阀要求有极高的响应频率，工作环境非常恶劣（如极端气温、粉尘等），工作时要保证高度可靠性，一般的常规电磁阀难以替代。作为分选设备中的核心部件上，它的性能好坏直接影响整机的使用效果，在2006年以前，我国此类电磁阀主要被国外垄断，国内企业均用高价从国外进口，而且使用效果并不如意，成了整个行业发展的瓶颈。

[0002]

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种高频电磁阀及其驱动电路，来提高电磁阀的性能，降低成本，延长使用寿命。

[0005] 本发明的技术方案如下：

一种高频电磁阀，包括有底座，其特征在于：所述底座上设有气室，底座与气室之间通过通道相连通，底座上分别设有多个进气口并外接气源，所述气室的端部设有多个出气孔，位于多个出气孔四周的气室的端面上设有沉槽并通过滑动配合安装有动片，所述动片的底部抵在多个出气孔上；包括阀芯，所述的阀芯通过座垫固定安装在气室的端部，且阀芯位于动片的上方，阀芯的端部扣合阀盖，阀芯的电源接线从阀盖上的开孔引出。[0006] 一种基于权利要求1所述的高频电磁阀的驱动电路，其特征在于：包括有控制信号源、MOS管T0-1和关断电路，所述的控制信号源通过驱动电路分别接入MOS管T0-1的栅极和关断电路的输入端，所述关断电路的输出端接入MOS管T0-1的栅极，所述的驱动电路包括相串联的三极管T01、 T02，所述的关断电路包括相串联的三极管T03、T04；

包括相互并联的MOS管T0-2、T0-3，所述的控制信号源通过驱动电路分别与MOS管T0-2、T0-3相连；所述关断电路的输入端通过电容C01-0外接电磁阀线圈，所述的驱动电路通过电阻R04和续流二极管D01-0外接电磁阀线圈。[0007] 所述的高频电磁阀，其特征在于：所述底座上的多个进气口处设有O型密封圈。[0008] 所述的高频电磁阀，其特征在于：所述的底座与气室之间分别设有椭圆型密封圈和过滤网密封圈。

[0009] 所述的高频电磁阀，其特征在于：所述阀芯与座垫之间以及座垫与气室之间分别设有方型密封圈。

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CN 102410396 ACN 102410403 A[0010]

说 明 书

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所述的高频电磁阀，其特征在于：所述阀盖的端部螺合有阀卡。[0011] 所述的高频电磁阀的驱动电路，其特征在于：所述MOS管T0-1的工作电压为48V，MOS管T0-2、T0-3的工作电压为7.5V。

[0012] 高频电磁阀动态特性是指吸合过程和释放过程包括线圈电流、动片位移、电磁力和运动阻力等物理量动态响应过程。其中动片响应位移是重要研究指标。[0013] 高频电磁阀其电流响应特性决定其驱动电路应满足下列要求：

电磁阀开启前的能量强激励（磁）功率驱动模块应以尽可能高的速率为阀心注入能量，确保电磁控制阀在开启过程中产生足够大的电磁力，缩短开启响应时间。[0014] 电磁阀阀开启后，因工作间隙较小，磁路磁阻很低，电磁线圈通入较小的保持电流便能产生足够大的电磁作用力保证电磁阀的可靠开启。较小的保持电流可以降低能量消耗，减小线圈发热，同时有利于电磁阀的快速闭合。[0015] 本发明的有益效果：

本发明结构合理，性能和性价比高，具有超高频（频率1000Hz以上）、低成本、长寿命、启动电路简洁可靠等特点，为分选设备的发展提供了坚实可靠的基础，其驱动电路结构简单、可靠，能够快速开启和关断电磁阀，电磁线圈通入的较小的保持电流可以降低能量消耗，减小了电磁线圈发热。

附图说明

[0016] 图1为本发明电磁阀的结构示意图。

[0017] 图2 为本发明电磁阀的驱动电路原理图。

具体实施方式

[0018] 参见图1、2，一种高频电磁阀，包括有底座12，底座12上设有气室9，底座12与气室9之间通过通道相连通，底座12上分别设有二个进气口17并外接气源，气室9的端部设有二个出气口15，位于二个出气口1周的气室9的端面上设有沉槽16并通过滑动配合安装有动片8，动片8的底部抵在二个出气口15上；包括阀芯5，阀芯5通过座垫7固定安装在气室9的端部，且阀芯5位于动片8的上方，阀芯5的端部扣合阀盖4，阀芯5的电源接线14从阀盖上的开孔引出。

[0019] 一种高频电磁阀的驱动电路，包括有控制信号源、MOS管T0-1和关断电路，控制信号源通过驱动电路分别接入MOS管T0-1的栅极和关断电路的输入端，关断电路的输出端接入MOS管T0-1的栅极，驱动电路包括相串联的三极管T01、 T02，关断电路包括相串联的三极管T03、T04；

包括相互并联的MOS管T0-2、T0-3，控制信号源通过驱动电路分别与MOS管T0-2、T0-3相连；关断电路的输入端通过电容C01-0外接电磁阀线圈，驱动电路通过电阻R04和续流二极管D01-0外接电磁阀线圈。[0020] 其中，MOS管T0-1的工作电压为48V，MOS管T0-2、T0-3的工作电压为7.5V。[0021] 底座12上的二个进气口17处设有O型密封圈13；底座12与气室9之间分别设有椭圆型密封圈10和过滤网密封圈11；阀芯5与座垫7之间以及座垫7与气室9之间分别设有方型密封圈6；阀盖4的端部通过螺栓2和垫圈3配合螺合有阀卡1。

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CN 102410396 ACN 102410403 A[0022]

说 明 书

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以下结合附图对本发明作进一步的说明：

参见图1，本发明电磁阀的工作分为三个阶段，即电磁阀吸合过程、保持吸合过程和释放过程。

[0023] 电磁阀的吸合过程：在通电前，气室内的气压高于外界气压，动片两面有压强差，动片被迫向低气压方向运动，因此阻断了气室内的高压气体向外泄露。当通电后，阀芯产生磁场，吸引动片向高气压方向运动，磁场产生磁力大于气室内的压力，阀门被打开，气室内的高气体压向外喷射。[0024] 保持吸合过程：动片被吸合后，电磁线圈的激励（磁）电流减小，但磁力仍大于气室内的压力，电磁阀保持完全开启状态，动片此刻保持静止平衡状态。[0025] 释放过程：当电磁阀断电，电磁力很快减小到零，动片在气压的压力下，向低气压方向运动，阻断气室内的高压气体向外流通。[0026] 参见图2，当控制信号源发出的控制信号由三极管T01、T02放大后，驱动MOS管T0-1迅速打开，电磁阀线圈瞬间被磁化，吸引动片运动。电容C01-0检测电磁阀的线圈电流，当达到开启电流后，三极管T03、T04导通，从而关闭MOS管T0-1，开启MOS管T0-2、T0-3，此时电磁阀处于保持状态。当控制信号源停止发出控制信号时，MOS管T0-2、T0-3停止工作，电磁阀线圈中产生反向电压通过续流二极管D01-0和电阻R04，电磁阀快速吸收，此时电磁线圈中的磁力快速降到零。

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CN 102410396 ACN 102410403 A

说 明 书 附 图

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图1

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说 明 书 附 图

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图2

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