CN106575561A - 利用残磁进行闩锁以及利用放电电容器来消磁和释放闩锁的闩锁螺线管 - Google Patents

Abstract

一种螺线管被由电流脉冲建立的残余磁场闩锁在通电位置。从电容器选择性地施加消磁电流以将该螺线管解锁。当电力供应消失时，发生到断电位置的自动防故障返回。

Description

利用残磁进行闩锁以及利用放电电容器来消磁和释放闩锁的 闩锁螺线管

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2014年8月25日提交的美国临时专利申请号62/041,439的优先权。

技术领域

本公开总体上涉及的领域包括闩锁螺线管。

背景技术

闩锁的螺线管用于需要在延长的时间段内将螺线管维持在通电位置的应用中。螺线管被闩锁在通电位置并且直至螺线管被解锁都保持在该通电位置，且不消耗电力。

发明内容

若干变型包括一种螺线管，其具有线圈，该线圈在选定的第一极性中由电源选择性地通电。电容器在相同的极性中由所述电源选择性地充电。开关适用于在与第一极性相反的第二极性中将电容器选择性地连接至线圈。

通过下文提供的详细描述在本发明范围内的其它变型将变得显而易见。应该理解，详细描述和具体示例虽然公开了本发明范围内的变型，但仅旨在用于说明的目的而并非旨在限定本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图，本发明范围内的变型的选择性示例将得到更加透彻地理解，其中：

图1为根据若干变型的可被闩锁的螺线管的示意图。

图2为用于图1的螺线管的电路图。

具体实施方式

以下对各变型的描述本质上仅是说明性的，并决不旨在限制本发明的范围、其应用或用途。

参照图1，若干变型可包括一种螺线管10，该螺线管10具有线圈12，该线圈12包括围绕线圈架14缠绕的几匝涂层导线。包括导线和线圈架的线圈组件形成中空圆筒的形状。线圈架14可以由模制塑料制成，并且包括整体的电连接器16用于通过铅导线18将线圈导线的末端与电源连接起来。从这些导线向螺线管阀供应电流。

电枢组件20可滑动地设置在圆筒形线圈组件内。电枢组件可包括用于接合要由螺线管10致动的装置(诸如球阀25)的伸出杆22，以及电枢体23。在向线圈组件的绕组施加电流时，在设置电枢组件的线圈组件周围产生磁场，并且所述磁场延伸通过电枢组件20、极片24、壳体29以及止动件26。响应于磁场，电枢组件在线圈组件的中心内滑动，从而如图1中所示是向下的。

在向线圈12施加电流时，通过电枢组件20、极片24、壳体29和止动件26建立的磁场压缩弹簧28。这将电枢组件20移动远离断电位置(在该位置处电枢体23抵靠板30)，并且朝着止动件26移动至图1所示的通电位置。当电流供应停止时，残余磁场维持在包括止动件26和电枢体23的螺线管10的铁磁元件中。磁场将电枢组件保持在抵靠止动件26的通电位置处。在没有电流供应至线圈组件12时，弹簧28不能够驱动电枢组件向上远离止动件26朝向板30，并且螺线管被闩锁。如此，在致动之后没有持续电力供应时，螺线管停留在通电位置。

参照图2，若干变型可包括从通电位置释放电枢组件20的方法。简化电路32示意性描述了向螺线管线圈12电流的供应。线圈绕组具有17.6毫亨的电感和7欧姆的电阻。通过双极双投开关35将直流电源34选择性地连接至线圈12。开关35的正极38能够选择性地连接至线圈12的引线40，并且开关35的负极39能够选择性地连接至线圈12的引线41，以完成电路。为了给螺线管的线圈12通电，开关35对线圈的电路闭合(未示出)，将电流施加至线圈12，并且在螺线管的铁磁元件中建立磁场，且用极性将电枢组件20移动至通电位置。然后可以断开开关，由电流供应建立的残余磁场保留并且将电枢组件20保持在通电位置，同时电枢体23抵靠止动件26。

如图2所示，电路32的若干变型可包括电容器36，电容器36可连接至电源34用于通过双极双投开关43进行充电。在开关43利用电源34选择性地关闭电容器电路时，开关43的正极45与电容器36的正极侧连接，并且开关43的负极46与电容器36的负极侧连接。从而为具有47微法电容量的电容器进行充电。可按需进行充电。

为了将电枢组件20从通电位置释放，必须消除或“消磁”残余磁场。为了实现消磁，可选择性地向线圈12施加具有储备极性的电流。开关43可用于将电容器36的正极侧与线圈12的引线41连接，并且将电容器36的负极侧与线圈12的引线40连接。从而将来自电容器32的电流施加至具有与从电源34施加的用以致动螺线管的电流相反极性的线圈。相反极性的电流消除了螺线管的铁磁元件中的残余磁场，解锁电枢组件20并允许其返回至抵靠板30的断电位置。由电容器32供应的电流可以略低于来自电源34的电流所供应的安培的一半，从而允许使用更小的电容器。

当电路32中电力损失时，开关43默认为关闭电容器36与线圈12之间的电路，因而将电极45和46分别连接至引线41和40。从而将残余磁场消磁，并且确保了螺线管移动至断电位置或默认位置，且电枢体23抵靠板30。在这种方式中，提供了自动房故障的操作装置，其中供应电流的损失将螺线管返回至断电位置。

下面对各变型的描述仅说明认为各部件、元件、动作、产品和方法在本发明范围之内，决非旨在限制具体公开或未明确阐述的范围。除了本文明确描述的，各部件、元件、动作、产品和方法可以组合和重新布置，并且仍然被认为在本发明的范围内。

变型1可包括一种螺线管，其具有线圈，该线圈在第一极性中由电源选择性地通电。电容器在第一极性中由电源选择性地充电。开关适用于在与第一极性相反的第二极性中将电容器选择性地连接至线圈。

变型2可包括在变型1中所描述的螺线管，其中螺线管包括电枢，并且给线圈通电以将电枢从断电位置移动至通电位置。当线圈从电源断开时，电枢仍保持在通电位置。

变型3可包括在变型2中所描述的螺线管，其中当将电容器连接至线圈时，电枢返回至断电位置。

变型4可包括在变型2或者变型3中所描述的螺线管，其中在给线圈通电时电源建立残余磁引力，使得当电源从线圈断开时，残余磁引力将电枢保持在通电位置。

变型5可包括在变型1至变型4中任一者所描述的螺线管，其中由电容器供应的电流小于由电源供应的电流量的一半。

变型6可包括在变型1至变型5中任一者所描述的螺线管，其中能够通过第一开关连接电源以给线圈通电，并且能够通过第一开关连接电源以给电容器充电。

变型7可包括在变型6中所描述的螺线管，其中能够通过第二开关将电容器连接至线圈。

变型8可包括一种螺线管，其具有线圈，该线圈带有多个绕组，通电电流选择性地通过所述绕组。线圈在暴露于通电电流时，产生磁场。磁场将电枢移动远离断电位置，并且朝向固定止动件移动至通电位置。磁场还在电枢与止动件之间建立磁引力，其中当去除通电电流时，由通电电流产生的残余磁引力将电枢保持在通电位置直到将电容器连接至线圈，才允许电枢返回至断电位置。

变型9可包括在变型8中所描述的螺线管，其中电容器供应小于通电电流量的一半的消磁电流。

变型10可包括在变型8或者变型9中所描述的螺线管，其中电容器具有大约47微法的电容量。

变型11可包括一种将螺线管保持在通电位置以及将螺线管释放至断电位置的方法。向线圈施加通电电流以得到相对较短的脉冲。脉冲将螺线管从断电位置移动至通电位置。通过通电电流建立残余磁场。然后除去通电电流。利用残余磁场将螺线管保持在通电位置。通过电源对电容器进行充电。从电容器将电流供应到线圈，从而将螺线管释放至断电位置。

变型12可包括在变型11中所描述的方法，该方法包括提供至断电位置的螺线管的自动防故障返回，其中电流的损失使螺线管返回至断电位置。

本发明范围内的选择性变型的上述描述本质上仅是说明性的，因此它们的变型或者变体并不视为背离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种螺线管，其包括：线圈，其在第一极性中由电源选择性地通电；电容器，其在所述第一极性中由所述电源选择性地充电；以及开关，其适用于在与所述第一极性相反的第二极性中将所述电容器选择性地连接至所述线圈。

2.根据权利要求1所述的螺线管，其中所述螺线管包括电枢，并且给所述线圈通电以将所述电枢从断电位置移动到通电位置，其中当所述线圈从所述电源断开时，所述电枢仍保持在所述通电位置。

3.根据权利要求2所述的螺线管，其中当将所述电容器连接至所述线圈时，所述电枢返回至所述断电位置。

4.根据权利要求2所述的螺线管，其中在给所述线圈通电时所述电源建立残余磁引力，使得当所述电源从所述线圈断开时，所述残余磁引力将所述电枢保持在所述通电位置。

5.根据权利要求1所述的螺线管，其中由所述电容器供应的电流小于由所述电源供应的电流量的一半。

6.根据权利要求1所述的螺线管，其中能够通过第一开关连接所述电源以给所述线圈通电，并且能够通过所述第一开关连接所述电源以给所述电容器充电。

7.根据权利要求6所述的螺线管，其中能够通过第二开关将所述电容器连接至所述线圈。

8.一种螺线管，其包括带有多个绕组的线圈，通电电流选择性地通过所述多个绕组，所述线圈在暴露于所述通电电流时产生磁场，所述磁场将电枢移动远离断电位置并朝向固定止动件移动至通电位置并且在所述电枢与所述止动件之间建立磁引力，其中当除去所述通电电流时，由所述通电电流产生的残余磁引力将所述电枢保持在所述通电位置，直到将电容器连接至所述线圈，才允许所述电枢返回至所述断电位置。

9.根据权利要求8所述的螺线管，其中所述电容器向所述线圈供应小于所述通电电流量的一半的消磁电流。

10.根据权利要求8所述的螺线管，其中所述电容器具有大约47微法的电容量。

11.一种将螺线管保持在通电位置以及将所述螺线管释放至断电位置的方法，其包括以下步骤：向线圈施加通电电流以产生相对短的脉冲；将所述螺线管从断电位置移动至通电位置；通过所述通电电流建立残余磁场；除去所述通电电流；利用所述残余磁场来将所述螺线管保持在所述通电位置；从所述电源对电容器进行充电；以及从所述电容器向所述线圈施加电流，从而将所述螺线管释放至所述断电位置。

12.根据权利要求11所述的方法，其包括如下步骤：提供到所述断电位置的所述螺线管的自动防故障返回，其中电流损失使所述螺线管返回至所述断电位置。