電磁線圈組件及四通閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電磁線圈組件及四通閥，其中，電磁線圈組件包括閥座和閥體，閥座和閥體通過彈性部件連接，線圈組件繞設(shè)在閥體的外周，線圈組件包括多個可單獨通電的繞組，多個繞組可相互串聯(lián)，繞組在通電后產(chǎn)生電磁力以推動閥體移動。本實用新型的電磁線圈組件及四通閥有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中四通閥的電磁線圈磁場力過大且不夠精確，長期過負(fù)荷工作，導(dǎo)致功耗大、溫升高、長期換向可靠性差。
【專利說明】
電磁線圈組件及四通閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及四通閥技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電磁線圈組件及四通閥。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，四通閥的電磁線圈是的熱栗空調(diào)器的核心四通閥換向部件，為四通閥換向系統(tǒng)流量控制和截止的關(guān)鍵動力部件。電磁線圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能對空調(diào)系統(tǒng)的系統(tǒng)流量、串氣量、響應(yīng)時間等關(guān)鍵參數(shù)有重要影響，并影響電磁線圈自身的溫升、長期可靠性。
[0003]目前，現(xiàn)有四通閥的電磁線圈均是按制冷系統(tǒng)惡劣工況下?lián)Q向所需最大開閥力設(shè)計電磁線圈，這種電磁線圈磁場力過大且不夠精確，長期過負(fù)荷工作，導(dǎo)致功耗大、溫升高、長期換向可靠性差。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型實施例中提供一種電磁線圈組件及四通閥，以解決現(xiàn)有技術(shù)中四通閥的電磁線圈磁場力過大且不夠精確，長期過負(fù)荷工作，導(dǎo)致功耗大、溫升高、長期換向可靠性差。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種電磁線圈組件，包括閥座和閥體，閥座和閥體通過彈性部件連接，線圈組件繞設(shè)在閥體的外周，線圈組件包括多個可單獨通電的繞組，多個繞組可相互串聯(lián)，繞組在通電后產(chǎn)生電磁力以推動閥體移動。
[0006]進(jìn)一步地，多個繞組包括第一繞組和第二繞組，第二繞組繞設(shè)在第一繞組的外周，第一繞組與第二繞組的軸線重合。
[0007]進(jìn)一步地，多個繞組還包括第三繞組，第三繞組設(shè)置在第一繞組的一側(cè)，第三繞組與第一繞組的軸線重合。
[0008]進(jìn)一步地，第一繞組、第二繞組和第三繞組均為漆包線繞組。
[0009]進(jìn)一步地，還包括具有容納空間的外殼，閥座、閥體、線圈組件均設(shè)置在容納空間內(nèi)，閥座固定連接在外殼上。
[0010]進(jìn)一步地，外殼為磁軛材料。
[0011]進(jìn)一步地，還包括閥針，閥針連接在閥體上，閥針的一部分位于容納空間內(nèi)、另一部分位于外殼的外部。
[0012]進(jìn)一步地，還包括設(shè)置在容納空間內(nèi)的安裝架，安裝架的中部具有安裝導(dǎo)軌，閥座設(shè)置在安裝導(dǎo)軌內(nèi)，安裝架的外側(cè)面具有第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽，第一環(huán)形槽與第二環(huán)形槽間隔設(shè)置，第一繞組和第二繞組設(shè)置在第一環(huán)形槽內(nèi)，第三繞組設(shè)置在第二環(huán)形槽內(nèi)。
[0013]進(jìn)一步地，閥體朝向閥座的一側(cè)具有容納槽，彈性部件為彈簧，彈簧設(shè)置在容納槽內(nèi)，彈簧的一端連接在容納槽的槽底，彈簧的另一端連接在閥座上。
[0014]根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供了一種四通閥，包括上述的四通閥的電磁線圈組件，四通閥包括先導(dǎo)滑閥，先導(dǎo)滑閥與閥體固定連接。
[0015]閥體是與四通閥的先導(dǎo)滑閥連接的，在多個繞組通電后產(chǎn)生電磁力克彈性部件的彈力以及系統(tǒng)流體阻力，推動閥體運動，進(jìn)而帶動先導(dǎo)滑閥運動，以實現(xiàn)四通閥的換向。由于繞組的數(shù)量為多個，并且可以單獨通電以及相互串聯(lián)，這樣就可以調(diào)整通電繞組的匝數(shù)、形狀，進(jìn)而精確得到推動閥體移動所需的多種電磁力，實現(xiàn)啟動電磁力的精確控制。本實用新型的電磁線圈組件對比于現(xiàn)有技術(shù)中四通閥的電磁線圈來說，可以精確給出不同磁場力以推動先導(dǎo)滑閥(或者閥針)動作，并且可實現(xiàn)磁場、磁場力(開閥力)的精確控制，解決其他結(jié)構(gòu)四通閥電磁線圈的功耗大、溫升高、長期換向可靠性差等問題。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型實施例的電磁線圈組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例的電磁線圈組件的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本實用新型實施例的電磁線圈組件的剖視示意圖；
[0019]圖4是電磁線圈組件的磁力線分布示意圖；以及
[0020]圖5是電磁線圈組件的線圈電阻與溫度的關(guān)系示意圖；
[0021]圖6是電磁線圈組件的電磁力與電流的趨勢曲線關(guān)系示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]11、閥座；12、閥體；13、彈性部件；14、閥針；15、容納槽;20、線圈組件；21、第一繞組;22、第二繞組;23、第三繞組;30、外殼;31、容納空間；40、安裝架;41、第一環(huán)形槽;42、第二環(huán)形槽。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0025]參見圖1至圖3所示，根據(jù)本實用新型的實施例，提供了一種電磁線圈組件，特別適用于四通閥內(nèi)，本實施例的電磁線圈組件包括閥座11和閥體12，閥座11和閥體12通過彈性部件13連接，線圈組件20繞設(shè)在閥體12的外周，線圈組件20包括多個可單獨通電的繞組，多個繞組可相互串聯(lián)，繞組在通電后產(chǎn)生電磁力以推動閥體12移動。
[0026]閥體是與四通閥的先導(dǎo)滑閥連接的，在多個繞組通電后產(chǎn)生電磁力克彈性部件的彈力以及系統(tǒng)流體阻力，推動閥體運動，進(jìn)而帶動先導(dǎo)滑閥運動，以實現(xiàn)四通閥的換向。由于繞組的數(shù)量為多個，并且可以單獨通電以及相互串聯(lián)，這樣就可以調(diào)整通電繞組的匝數(shù)、形狀，進(jìn)而精確得到推動閥體移動所需的多種電磁力，實現(xiàn)啟動電磁力的精確控制。本實用新型的電磁線圈組件對比于現(xiàn)有技術(shù)中四通閥的電磁線圈來說，可以精確給出不同磁場力以推動先導(dǎo)滑閥(或者閥針)動作，并且可實現(xiàn)磁場、磁場力(開閥力)的精確控制，解決其他結(jié)構(gòu)四通閥電磁線圈的功耗大、溫升高、長期換向可靠性差等問題。
[0027]多個繞組包括第一繞組21和第二繞組22，第二繞組22繞設(shè)在第一繞組21的外周，第一繞組21與第二繞組22的軸線重合，第二繞組22和第一繞組21的位置關(guān)系如圖1所示，第一繞組21的線圈和第二繞組22的線圈是內(nèi)外關(guān)系，第二繞組22的線圈繞在第一繞組21線圈的外側(cè)。第一繞組21和第二繞組22在串聯(lián)后，可以形成更大的電磁力，并且電磁力的方向相同。
[0028]進(jìn)一步優(yōu)選地，多個繞組還包括第三繞組23，第三繞組23設(shè)置在第一繞組21的一偵U，第三繞組23與第一繞組21的軸線重合，第三繞組23與第一繞組21的位置關(guān)系如圖1所示，第三繞組23與第一繞組21是相鄰設(shè)置的，也就是錯開設(shè)置，但是第三繞組23和第一繞組21的線圈均是圍繞著閥體的圓周繞設(shè)的。并且，在本實施例中，第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23均為漆包線繞組。
[0029]需要說明的是，由于本實施例中第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23之間的位置關(guān)系，并且第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23之間可以相互串聯(lián)，串聯(lián)的方式可通過繼電器或者通過手動連接，這樣通過調(diào)節(jié)第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23不同的通電狀態(tài)，得到不同的電磁力。而且，第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23之間的這種位置關(guān)系，得到的電磁力更穩(wěn)定，誤差較小，另外通過控制第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23的匝數(shù)以及激勵源，也可以獲得不同的電磁力。
[0030]電磁線圈組件還包括具有容納空間31的外殼30，閥座11、閥體12、線圈組件20均設(shè)置在容納空間31內(nèi)，閥座11固定連接在外殼30上，閥座11通過螺絲固定在外殼30上。為了保證磁場不受其他因素影響，所以外殼30為磁軛材料，磁軛選擇普通的鍍鋅鋼板。第一繞組21、第二繞組22和第三繞組23通過酚醛樹脂注塑密封，并被磁軛的外殼30緊密應(yīng)力包裹在容納空間31內(nèi)，無法松動。
[0031]為了方便與先導(dǎo)滑閥連接或者形成可以配合四通閥內(nèi)部零件的結(jié)構(gòu)，在本實施例中，電磁線圈組件還包括閥針14，閥針14連接在閥體12上，閥針14的一部分位于容納空間31內(nèi)、另一部分位于外殼30的外部。位于外殼30外部的閥針部分與先導(dǎo)滑閥進(jìn)行連接，閥體與閥針通過車刀滾壓緊密連接。
[0032]考慮到線圈組件20的安裝問題，電磁線圈組件還具有一個設(shè)置在容納空間31內(nèi)的安裝架40，安裝架40的中部具有安裝導(dǎo)軌(圖中未標(biāo)注)，閥座11設(shè)置在安裝導(dǎo)軌內(nèi)，安裝導(dǎo)軌呈圓柱形表面，閥座11在安裝導(dǎo)軌內(nèi)滑動，安裝架40的外側(cè)面具有第一環(huán)形槽41和第二環(huán)形槽42，第一環(huán)形槽41與第二環(huán)形槽42間隔設(shè)置，第一繞組21和第二繞組22設(shè)置在第一環(huán)形槽41內(nèi)，第三繞組23設(shè)置在第二環(huán)形槽42內(nèi)。
[0033]進(jìn)一步具體的，閥體12朝向閥座11的一側(cè)具有容納槽15，彈性部件13為彈簧，彈簧設(shè)置在容納槽15內(nèi)，彈簧的一端連接在容納槽15的槽底，彈簧的另一端連接在閥座11上。
[0034]根據(jù)閥針(即閥體)在空調(diào)系統(tǒng)制冷轉(zhuǎn)換制熱、制熱轉(zhuǎn)換制冷工況的正常工作所需要的驅(qū)動力，對各個工況進(jìn)行舉例說明:如，制冷轉(zhuǎn)換制熱所需電磁閥驅(qū)動力3.5N、3.6N，制熱工況保持所需電磁閥驅(qū)動力為5.8N、6.0N，并且在線圈溫度升高后保持力不得小于該數(shù)值。
[0035]工況一:制冷轉(zhuǎn)換制熱所需電磁閥驅(qū)動力3.5N時，線圈組件20的電磁線圈采取第一繞組和第三繞組進(jìn)行串聯(lián)，采用軟件(如ANSOFT公司的Maxwell)對電磁線圈進(jìn)行電磁場有限元仿真，根據(jù)實際零件尺寸情況，生成幾何模型，并賦予磁軛、閥座、第一繞組、第三繞組相關(guān)的材料屬性，塑封用酚醛樹脂使用真空進(jìn)行簡化，建立氣球邊界條件，其中，根據(jù)仿真得到的磁力線分布可參見圖4。選擇第一繞組激勵源為107.25安.匝，第三繞組激勵源為9.75安.匝。通過求解參數(shù)，得出閥針以及電磁線圈組件的磁感應(yīng)強度、磁力線分布，最后得到該電磁力為3.533N的情況，進(jìn)而推得第一繞組和第二繞組需要的激勵源，以及匝數(shù)等參數(shù)。
[0036]工況二:制冷轉(zhuǎn)換制熱所需電磁閥驅(qū)動力3.6N的得到:
[0037]大部分參數(shù)及計算、仿真過程如工況一。以下參數(shù)存在差異:電磁線圈采取第一繞組和第二繞組串聯(lián)，通過酚醛樹脂注塑密封。選擇第一繞組的激勵源為107.25安.匝，第二繞組的激勵源為9.75安.匝。通過求解參數(shù)，得出閥針以及電磁線圈組件的磁感應(yīng)強度、磁力線分布，最后得到該電磁力為3.6007N，進(jìn)而推得第一繞組和第二繞組需要的激勵源，以及匝數(shù)等參數(shù)。
[0038]工況三:制熱工況保持所需電磁閥驅(qū)動力5.SN的得到:在工況一或者工況二后，閥體已經(jīng)在電磁力驅(qū)動下，克服彈簧力與閥座緊密相連，接下來，大部分參數(shù)及計算、仿真過程如工況一。以下參數(shù)存在差異:線圈冷態(tài)，溫度為20°C。此時，第一繞組和第三繞組串聯(lián)組成電磁線圈，激勵源同工況一，通過求解參數(shù)，得出閥針以及電磁線圈組件的磁感應(yīng)強度、磁力線分布，最后得到該電磁力為21.395N。
[0039]接下來線圈保持通電一段時間后，電磁線圈溫度會逐漸升高。過程中，電磁線圈的第一繞組和第三繞組串聯(lián)后阻值變化如圖5。達(dá)到熱平衡后，第一繞組激勵源為55.92安.匝、第三繞組激勵源為5.08安.匝。設(shè)置完求解參數(shù)，通過求解參數(shù)，得出閥針以及電磁線圈組件的磁感應(yīng)強度、磁力線分布，最后得到該電磁力為5.8237N。
[0040]工況四:制熱工況保持所需電磁閥驅(qū)動力6.0N的得到:
[0041]該工況的得到，大部分過程如工況三，以下點存在差異:線圈冷態(tài)，溫度為20°C。此時，第一繞組和第二繞組串聯(lián)組成電磁線圈，激勵源同工況二，設(shè)置完求解參數(shù)，通過求解參數(shù)，得出閥針以及電磁線圈組件的磁感應(yīng)強度、磁力線分布，最后得到該電磁力為21.948N。
[0042]接下來線圈保持通電一段時間后，電磁線圈溫度會逐漸升高。過程中，電磁線圈的第一繞組和第二繞組串聯(lián)后阻值變化如圖5。達(dá)到熱平衡后，第一繞組的激勵源為55.92安.匝、第二繞組激勵源為5.08安.匝。通過求解參數(shù)，得出閥針以及電磁線圈組件的磁感應(yīng)強度、磁力線分布，最后得到該電磁力為5.9679N。
[0043]在工況四時，電磁線圈為冷態(tài)溫度為20°C時，組成電磁線圈的串聯(lián)漆包線繞組為10000匝時，通過電流從0.0009到0.0179A，圖6示出了本電磁線圈組件輸出的驅(qū)動電磁力的精確值隨電流值變化的曲線。其他各個工況的輸出電磁驅(qū)動力隨電流的變化也可類似模擬得到。
[0044]由以上的四種工況介紹可以看出，本電磁線圈可以根據(jù)不同的工況，精確得到開啟閥針?biāo)枰乃姆N不同的電磁力，實現(xiàn)了對閥針啟動電磁力的精確控制。本電磁線圈組件可以精確給出不同磁場力推動針閥動作，并且可實現(xiàn)磁場、磁場力(開閥力)的精確控制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中四通閥電磁線圈的功耗大、溫升高、長期換向可靠性差等問題。
[0045]本實用新型還提供了一種四通閥的實施例，包括上述實施例的電磁線圈組件，四通閥還包括先導(dǎo)滑閥，先導(dǎo)滑閥與閥體固定連接。
[0046]本實施例的四通閥中，由于電磁線圈組件的繞組的數(shù)量為多個，并且可以單獨通電以及相互串聯(lián)，這樣就可以調(diào)整通電繞組的匝數(shù)、形狀，進(jìn)而精確得到推動閥體移動所需的多種電磁力，實現(xiàn)啟動電磁力的精確控制。本實用新型的四通閥對比于現(xiàn)有技術(shù)的四通閥來說，可以精確給出不同磁場力以推動先導(dǎo)滑閥(或者閥針)動作，并且可實現(xiàn)磁場、磁場力(開閥力)的精確控制，解決其他結(jié)構(gòu)四通閥電磁線圈的功耗大、溫升高、長期換向可靠性差等冋題。
[0047]當(dāng)然，以上是本實用新型的優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型基本原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電磁線圈組件，其特征在于，包括閥座(11)和閥體(12)，所述閥座(11)和所述閥體(12)通過彈性部件(13)連接，線圈組件(20)繞設(shè)在所述閥體(12)的外周，所述線圈組件(20)包括多個可單獨通電的繞組，多個所述繞組可相互串聯(lián)，所述繞組在通電后產(chǎn)生電磁力以推動所述閥體(12)移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁線圈組件，其特征在于，多個所述繞組包括第一繞組(21)和第二繞組(22)，所述第二繞組(22)繞設(shè)在所述第一繞組(21)的外周，所述第一繞組(21)與所述第二繞組(22)的軸線重合。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁線圈組件，其特征在于，多個所述繞組還包括第三繞組(23),所述第三繞組(23)設(shè)置在所述第一繞組(21)的一側(cè)，所述第三繞組(23)與所述第一繞組(21)的軸線重合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁線圈組件，其特征在于，所述第一繞組(21)、所述第二繞組(22)和所述第三繞組(23)均為漆包線繞組。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁線圈組件，其特征在于，還包括具有容納空間(31)的外殼(30)，所述閥座(11)、所述閥體(12)、所述線圈組件(20)均設(shè)置在所述容納空間(31)內(nèi)，所述閥座(11)固定連接在所述外殼(30)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁線圈組件，其特征在于，所述外殼(30)為磁軛材料。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁線圈組件，其特征在于，還包括閥針(14)，所述閥針(14)連接在所述閥體(12)上，所述閥針(14)的一部分位于所述容納空間(31)內(nèi)、另一部分位于所述外殼(30)的外部。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁線圈組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述容納空間(31)內(nèi)的安裝架(40)，所述安裝架(40)的中部具有安裝導(dǎo)軌，所述閥座(11)設(shè)置在所述安裝導(dǎo)軌內(nèi)，所述安裝架(40)的外側(cè)面具有第一環(huán)形槽(41)和第二環(huán)形槽(42)，所述第一環(huán)形槽(41)與所述第二環(huán)形槽(42)間隔設(shè)置，所述第一繞組(21)和所述第二繞組(22)設(shè)置在所述第一環(huán)形槽(41)內(nèi)，所述第三繞組(23)設(shè)置在所述第二環(huán)形槽(42)內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁線圈組件，其特征在于，所述閥體(12)朝向所述閥座(11)的一側(cè)具有容納槽(15)，所述彈性部件(13)為彈簧，所述彈簧設(shè)置在所述容納槽(15)內(nèi)，所述彈簧的一端連接在所述容納槽(15)的槽底，所述彈簧的另一端連接在所述閥座(11)上。10.—種四通閥，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項所述的電磁線圈組件，所述四通閥包括先導(dǎo)滑閥，所述先導(dǎo)滑閥與所述閥體固定連接。
【文檔編號】F16K11/06GK205592468SQ201620137445
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年2月23日
【發(fā)明人】方祥建, 施清清, 眭敏, 黃樹燕, 甘立榮, 楊為標(biāo), 莫劍鋒
【申請人】珠海格力電器股份有限公司