CN1043698C

CN1043698C - 磁保持电磁铁

Info

Publication number: CN1043698C
Application number: CN91107298A
Authority: CN
Inventors: 张凡; 杨强; 王跃; 刘涛
Original assignee: Sichuan Xinxing Electrical Research Institute
Current assignee: Sichuan Xinxing Electrical Research Institute
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1999-06-16
Anticipated expiration: 2006-09-11
Also published as: CN1070511A

Abstract

一种带有永磁体的磁保持电磁铁。在吸持状态时至少形成一组闭合极化磁路，该磁路至少有一处将电磁线圈围裹在内。通过旋动、拉动、推动操作手把(49)、(50)或者直接操作上磁轭(1)及固定磁心(2a)或者直接操作固定磁心(2)向外侧运动，使闭合极化磁路中出现气隙从而使吸持着的动铁心释放。具有起动电磁吸力和永磁保持力较小、磁路结构工艺简单、永磁体抗震性能较高等特点。

Description

磁保持电磁铁

本发明涉及一种带有永磁体的磁保持电磁铁。

在已有技术中，中国专利CN88219029.6提供了一种电磁阀用的磁保持电磁铁，它的不足之处是磁路中设置的可调气隙[9]在通常情况下没有工程上的实用意义，“可调”的定义和实施方式也缺乏明确的具体规定。中国专利CN89105949.0的不足之处是该磁保持电磁铁虽然可以提供极大的起动电磁吸力和永磁保持力，但对某些没有此种吸力要求的被驱动机构而言，将意味着磁保持电磁铁结构工艺的过份复杂化和生产成本的无谓增加，此外，该专利没有配套手动操作装置，使用过程中会出现不便。

为克服已有技术的不足之处：

本发明的第一个目的是提供起动电磁吸力和永磁保持力较小，磁路结构工艺简单，永磁体抗震性能较高，通过旋动、拉动、推动操作手把使吸持着的动铁心手动释放的若干种磁保持电磁铁。

本发明的第二个目的是提供起动电磁吸力和永磁保持力较小，磁路结构工艺简单，永磁体抗震性能较高，通过直接操纵上磁轭及固定磁心使吸持着的动铁心手动释放的一种磁保持电磁铁。

本发明的第三个目的是提供起动电磁吸力和永磁保持力较小，磁路结构工艺简单，永磁体抗震性能较高，通过直接操纵上磁轭使吸持着的动铁心手动释放的另外一种磁保持电磁铁。

本发明的目的可以通过以下措施来实现：

磁保持电磁铁，包括上磁轭[1]、固定磁心[2]、永磁体[3]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、电磁线圈[6]、线圈架[7]、动铁心[8]和复位弹簧[9]，电磁线圈[6]嵌装在旁磁轭[4]与下磁轭[5]之间，在旁磁轭[4]与上磁轭[1]之间设有永磁体[3]，在下磁轭[5]的中央部位处设有动铁心[8]***滑动的轴孔，它具有规则化的内侧垂直面，在所述磁路中，永磁磁力线与电磁磁力线的主磁通穿过动铁心的主工作气隙且互为平行，永磁体的一个极面经旁磁轭[4]、下磁轭[5]、非磁性材料间隙Q₄或空气间隙Q₄′导引至动铁心[8]，另一个极面经上磁轭[1]或非磁性材料间隙Q₁或空气间隙Q₁’导引至固定磁心[2]，这时，为了控制永磁体与动铁心间的漏磁通强度和电磁铁在反向励磁时的释放灵敏度，固定磁心[2]必需伸进电磁线圈[6]相应的轴向高度H3并与旁磁轭[4]或其分支磁路[4a]保持一个必要的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’，所述电磁铁在吸持状态时，至少形成一组闭合极化磁路，该磁路至少有一处将电磁线圈围裹在内；与所述电磁铁配套装成利用旋动、拉动、推动操作手把[49]、[50]，或者直接操作上磁轭[1]、固定磁心可移动部份[2a]使处于磁保持吸合状态的闭合极化磁路中出现气隙Q₃从而使吸持着的动铁心返回到释放状态的手动操作机构[80]；所述的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q2’因电磁铁起动吸力、永磁体几何形状及磁能积、电磁铁释放操作灵敏度诸不同因素而异，其最小值为零点几毫米，最大值可达数十毫米：永磁体[3]可以由一块轴向充磁的具有闭合结构形状的硬磁材料构成，也可以由一块及一块以上轴向充磁的具有片状、块状、U状、弧状开放结构形状的硬磁材料构成；在所述电磁铁的永磁体[3]与上磁轭[1]之间或在永磁体[3]与旁磁轭[4]之间设有一个或二个柔性垫层[41]。手动操作机构[80]由下列型式之一构成：固定磁心[2]是一个与线圈架[7]刚性连结的整体构件，它的外端部是一根与上磁轭[1]螺纹连结的螺杆，在上磁轭[1]的外侧平面上有时还可以增设一个刚性连结的操作手把[50]；固定磁心[2]是一个与线圈架[7]螺纹连结定位的整体构件，它的内侧端部是一根螺杆，外侧端部的平台面上设有操作上磁轭[1]做旋转运动所必需的凹槽、凸缘、沉孔[52]；固定磁心[2]由固定部份[2b]与可移动部份[2a]组合而成，前者与线圈架[7]刚性连结，后者与上磁轭[1]滑动配合或螺纹配合，压簧[51]支承在固定磁心可移动部份[2a]下端部的径向凸缘与上磁轭[1]的内侧平面空间并迫使固定磁心固定部份[2b]与固定磁心可移动部份[2a]间保持良好的静压配合。所述的柔性垫层[41]是一种防震的固体物质或油、脂类外复涂层，它可以衬垫在永磁体[3]的两侧，也可以衬垫在防震性能较好的一侧。

磁保持电磁铁，包括上磁轭[1]、固定磁心[2]、永磁体[3]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、电磁线圈[6]、线圈架[7]、动铁心[8]和复位弹簧[9]，电磁线圈[6]嵌装在旁磁轭[4]与下磁轭[5]之间，在旁磁轭[4]与上磁轭[1]之间设有永磁体[3]，在下磁轭[5]的中央部位处设有动铁心[8]***滑动的轴孔，它具有规则化的内侧垂直面，在所述磁路中，永磁磁力线与电磁磁力线的主磁通穿过动铁心主工作气隙且互为平行，永磁体[3]的一个极面经旁磁轭[4]、下磁轭[5]、非磁性材料间隙Q₄或空气间隙Q₄’导引至动铁心[8]，另一个极面经上磁轭[1]直接导引至固定磁心[2]，这时，为了控制永磁体与动铁心间的漏磁通强度和电磁铁在反向励磁时的释放灵敏度，固定磁心[2]必需伸进电磁线圈[6]相应的轴向高度H₃并与旁磁轭[4]或其分支磁路[4a]保持一个必要的非磁性材料间隙Q₂或空气隙Q₂’，所述电磁铁在吸持状态时，至少形成一组闭合极化磁路，该磁路至少有一处将电磁线圈围裹在内；设置在所述上磁轭[1]外侧端面上的凹槽、凸缘、沉孔类操作表面[52]，可以构成使用配套工具直接操作上磁轭[1]和固定磁心[2]向外侧运动，使处于磁保持吸合状态的闭合极化磁路中出现气隙Q₃从而使吸持着的动铁心返回到释放状态的手动操作机构；所述的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’因电磁铁起动吸力、永磁体几何形状及磁能积、电磁铁释放操作灵敏度诸不同因素而异，其最小值为零点几毫米，最大值可达数十毫米；永磁体[3]可以由一块径向充磁的具有闭合结构形状的硬磁材料构成，也可以由一块及一块以上水平方向充磁的具有片状、块状、U状、弧状开放结构形状的硬磁材料构成；在所述电磁铁的永磁体[3]与上磁轭[1]之间或在永磁体[3]与旁磁轭[4]之间设有一个或二个柔性垫层[41]。所述手动操作机构由下列型式构成：上磁轭[1]和固定磁心[2]是一个与线圈架[7]螺纹连结定位的整体构件，其内侧端部是一根螺杆，外侧端部的端面上设有所述操作表面[52]。所述的柔性垫层[41]是一种防震的固体物质或油、脂类外复涂层，它可以衬垫在永磁体[3]的两侧，也可以衬垫在防震性能较好的一侧。

磁保持电磁铁，包括上磁轭[1]、固定磁心[2]、永磁体[3]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、电磁线圈[6]、线圈架[7]、动铁心[8]和复位弹簧[9]，电磁线[6]嵌装在旁磁轭[4]与下磁轭[5]之间，在旁磁轭[4]与上磁轭[1]之间设有永磁体[3]，在下磁轭[5]的中央部位处设有动铁心[8]***滑动的轴孔，它具有规则化的内侧垂直面，在所述磁路中，永磁磁力线与电磁磁力线的主磁通穿过铁心的主工作气隙且互为平行，永磁体[3]的一个极面经上磁轭[1]、旁磁轭[4]，下磁轭[5]、非磁材料间隙Q₄或空气间隙Q₄’导引至动铁心[8]，另一个极面经柔性垫层[41]直接导引至固定磁心[2]，这时，为了控制永磁体与动铁心间的漏磁通强度和电磁铁在反向励磁时的释放灵敏度，固定磁心[2]必需伸进电磁线圈[6]相应的轴向高度H₃并与旁磁轭[4]或其分支磁路[4a]保持一个必要的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’，所述电磁铁在吸持状态时，至少形成一组闭合极化磁路，该磁路至少有一处将电磁线圈围裹在内；旋动所述上磁轭[1]向外侧运动，使处于磁保持吸合状态的闭合极化磁路中出现气隙从而使吸持着的动铁心返回到释放状态的手动操作机构；所述的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’，因电磁铁起动吸力、永磁体几何形状及磁能积、电磁铁释放操作灵敏度诸不同因素而异，其最小值为零点几毫米，最大值可达数十毫米；永磁体[3]可以由一块轴向充磁的、安装在所述电磁铁中央轴线位置上的具有闭合结构形状的硬磁材料构成；在所述电磁铁的永磁体[3]与上磁轭[1]之间或在永磁体[3]与固定磁心[2]之间设有一个或二个柔性垫层[41]。所述的柔性垫层[41]是一种防震的固体物质或油、脂类外复涂层，它可以衬垫在永磁体[3]的两侧，也可以衬垫在防震性能较好的一侧。

现在，本发明将结合以上实施例作进一步的详述。

图1是本发明第一实施例磁保持电磁铁的纵向剖面图。

由图1可见，采用非导磁材料制成的线圈架[7]具有一个贯通的中央轴孔，电磁线圈[6]平绕在线圈架[7]上。采用导磁材料制成的旁磁轭[4]和下磁轭[5]将电磁线圈[6]围裹在内，永磁体[3]吸持定位在线圈架[7]的一个端部外侧的旁磁轭[4]的外侧平面上。在紧靠永磁体[3]的线圈架的中央轴孔内，***安装一个定铁心-固定磁心[2]且与线圈架[7]的中央轴孔内壁作刚性连结，它的下端面与动铁心[8]的上端面形成电磁铁的主工作气隙δ，依靠复位弹簧[9]或动铁心[8]的自重或复位弹簧[9′]及被驱动机构的限位作用，使电磁铁在初始状态时的气隙δ保持定值。显然可见，这是由本发明人发明的并已经取得授权的中国发明专利CN89105949.0(磁保持牵引电磁铁)规定的一种磁保持电磁铁的基本结构型式。在此基础上，本发明人经过改进又提出了一个新技术方案：所述固定磁心[2]的上端部是一根螺杆，在上磁轭[1]的中央部位处设有一个与之相配合的内螺孔，旋动上磁轭[1]向下运动即可使其紧压在永磁体[3]的外侧平面上。固定磁心[2]的外缘与旁磁轭[4]的内缘必需保持一个必要的非磁性材料间隙Q₂，它因电磁铁起动电磁吸力、永磁体几何形状及磁能积、电磁铁释放操作灵敏度等不同因素而异：此值太小时固定磁心[2]与永磁体[3]间的漏磁通过大，电磁铁的磁保持力会大幅度下降。太大时由固定磁心[2]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、动铁心[8]构成的电磁铁的电磁磁路磁阻增加，其起动电磁吸力有所下降。因此，一般情况下非磁性材料间隙Q₂值最小为零点几毫米，最大时可达数十毫米。H₃标示固定磁心[2]必需伸进电磁线圈[6]应有的轴向高度，此值太小时电磁铁在反向励磁时的释放操作灵敏度降低甚至无法释放；太大时工作行程与电磁吸力均受影响，有时会无法达到预定的设计要求。H₄标示了动铁心[8]在电磁铁释放状态时伸出下磁轭[5]的轴向高度，其最佳值H₄≥气隙δ，否则的话，磁路的磁阻势必增加，电磁铁起动吸力和磁保持力都会发生明显的下降。Q₄标示了线圈架[7]的中央轴孔的壁厚，动铁心[8]正是***在该轴孔内作往复的直线运动，所以从某种意义上讲这个轴孔也自然成为动铁心[8]的一个滑动导轨，故非磁性材料间隙Q₄的厚度将依据线圈架[7]的材质、电磁线圈[6]的几何尺寸等因素而定。元件[3]是为极化磁路[1]-[2]-[3]-[8]-[5]-[4]提供磁保持力的永磁体，它可以由一块有闭合回路的硬磁材料构成，也可以由一块或一块以上具有片状、块状、U状、弧状等开放结构形状的硬磁材料构成。以电磁线圈[6]、线圈架[7]为衡量基准，永磁体[3]紧靠电磁线圈[6]的内侧面极面必需相同，例如呈S极性；外侧面与之相反，例如呈N极性，如图1所示。元件[53]是粘结剂，它可以使永磁体[3]与旁磁轭[4]的结合更加稳定可靠。电磁线圈[6]可以由一个绕组构成；也可以由二个彼此独立的绕组构成：其中一组为吸合线圈，另一组为释放线圈，分别为电磁铁提供正向励磁电流和反向励磁电流。如上所述，电磁铁在初始状态时固定磁心[2]与动铁心[8]之间因工作气隙δ的存在，其磁阻极大，故永磁体[3]的永磁作用忽略不计，在复位弹簧[9]或[9′]、动铁心[8]或被驱动机构的反作用力矩影响下，电磁铁处于稳定的释放状态。当电磁线圈[6]内通入某一适当极性的直流脉冲电或某一交变脉冲电时，元件[2]-Q₂-[4]-[5]-Q₄-[8]-δ-[2]构成的电磁磁路被正向励磁，其产生的起动电磁吸力F_H足以克服上述反作用阻尼力矩，动铁心[8]带动被驱动机构向上运动，直至δ→0值。这时，即使正向励磁脉冲电流消失，由元件[3]-[1]-[2]-[8]-Q₄-[5]-[4]-[3]构成的极化磁路已经闭合，永磁体[3]提供的磁保持力足以克服非磁性材料间隙Q₄等极化磁路中的磁阻和电磁铁反作用阻尼力矩的总和，电磁铁转入另一个新的稳定状态即吸持状态。当电磁线圈[6]内通入一个与正向励磁脉冲电极性相反的直流脉冲电时，只要幅值和宽度适当，由此产生的反向励磁电流在电磁磁路中感生的反向励磁磁通将与该磁路中流过的正向极化磁通反向叠加，在电磁铁原有的反作用阻尼力矩作用下，动铁心[8]迅速向下运动，工作气隙由0→δ值，这时，即使反向励磁脉冲电流消失，电磁铁将继续回复到初始稳定状态即释放状态。值得注意的是：这样的吸合或释放操作过程，既可以利用一个绕组的正向通电予以完成；也可用利用各司“合”、“分”功能的二个彼此独立的绕组予以完成。手动操作机构[80]由定铁心-固定磁心[2]的螺杆部份及与之相配合的带有内螺孔的上磁轭[1]组成。当吸持着的磁保持电磁铁需要手动释放时，操作者只要反向旋转上磁轭[1]使其向外侧运动，使原先处于闭合状态的极化磁路中出现人为气隙Q3，这时，由于磁阻猛增之故，永磁体[3]提供的磁保持力小于电磁铁的反作用阻尼力矩，吸持着的动铁心[8]自动返回到释放状态。

图2是本发明的第二个实施例的磁保持电磁铁的纵向剖面图。

与图1所示方案不同的是：磁路中原有的非磁性材料间隙Q₄被单一的空气间隙Q₄’取代，下磁轭[5]与动铁心[8]之间的磁阻下降，故电磁吸力相应增加。为了缓冲动铁心[8]在吸合瞬间对固定磁心[2]冲击所产生的永磁体[3]与固定磁心[2]、旁磁轭[4]之间的微小的相对运动，改善永磁体的工作条件并提高磁保持电磁铁整体的机械寿命，可以在永磁体[3]与上磁轭[1]之间或在永磁体[3]与旁磁轭[4]之间增设一个或二个柔性垫层[41]，它可以用一种防震的固体物质制成，也可以用具有抗震性能的外复涂层例如电磁铁已有技术中使用的油、脂等制成。当然，为了降低磁路的磁阻，柔性垫层[41]的厚度应愈薄愈好。除上述之外，图2所示实施例的其它结构特征和工作原理与图1实施例完全相同。

图3所示实施例是图2所示实施例的一种变型方案。

定铁心-固定磁心[2]与线圈架[7]或非导磁材料制作的紧固件[42]作螺纹连结，其伸出线圈架[7]外侧的那一部份螺杆直径被适当加粗，它的外缘部分与永磁体[3]的内缘部分保持一个与永磁体几何尺寸和磁能积相应的气隙Q₁’，永磁体[3]的一个极面(例如下极面S极)经旁磁轭[4]、下磁轭[5]、空气间隙Q₄’导引至动铁心[8]，另一个极面(例如上极面N极)经空气隙Q₁’导引至固定磁心[2]，上磁轭[1]被穿过Q₁’气隙的漏磁通所取代，故极化磁路仍可构成闭合回路，虽然，它所造成的电磁铁磁保持力将实施例1、2有明显的下降，但在某些场合下仍可达到良好的使用效果。为了实现电磁铁的手动操作功能，可以在固定磁心[2]的外端面上增设专用的凹槽、凸缘、沉孔[52]，配用螺丝刀等工具使固定磁心[2]旋转并向外侧运动，从而使吸持着的动铁心[8]自动释放到初始状态。除上述之外，本实施例的其它结构特征和工作原理与图1、图2实施例完全相同。

图4所示实施例的永磁体[3]设置在电磁铁的中央轴线上，其上极面经上磁轭[1]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、非磁性材料间隙Q₄导引至动铁心[8]，其下极面经柔性垫层[41]导引至固定磁心[2]，旁磁轭分支磁路[4a]相当于图1实施例中旁磁轭[4]的上端部份，但为了防止永磁体[3]的上下极面发生磁短路，与永磁体[3]上极面相连的上磁轭[1]的内侧水平面必需与旁磁轭分支磁路[4a]的外侧水平面保持一个足够的轴向高度H₅，此外上磁轭[1]还应与旁磁轭分支磁路[4a]作螺纹连结或紧压配合，H₅太大时电磁铁的几何尺寸无谓增大，太小时将使永磁体[3]的上下极面发生磁短路，从而使电磁铁的磁保持力大幅度减小。柔性垫层[41]可以设置在上磁轭[1]、永磁体[3]之间，也可以同时设置在上磁轭[1]、永磁体[3]及固定磁心[2]、永磁体[3]之间，其功能是缓冲动铁心[8]对永磁体[3]的机械冲击。除上述之外，本实施例的其它结构特征和工作原理与图1、图2实施例完全相同。

图5所示实施例中的永磁体[3]仅仅设置在电磁中央轴线的一侧，非磁性垫块[43]嵌置在固定磁心[2]、上磁轭[1]、永磁体[3]、旁磁轭[4]的空间内，螺母[44]使上磁轭[1]与永磁体[3]、固定磁心[2]保持良好的接触配合。固定磁心[2]的中部设有一个凸缘平台，使密封阀心套[45]或线圈架[7]对其起到止挡作用，除上述之外，图5所示实施例的其它结构特征和工作原理与图1实施例完全相同。

6图所示实0施例中的永磁体[3]设置在电磁铁中央轴线的两侧，但它的内侧极面与外侧极面的极性必需相反，例如，外侧呈S极性内侧必呈N极性。由图6可见，固定磁心[2]为一根柱状体，其外侧可以用螺纹与线圈架[7]的中央轴孔内壁作螺纹连结或采用其它刚性连结的方法使之相对固定(例如注塑嵌装埋入法、粘结法等)，固定磁心[2]的上端部为上磁轭[1]，本实施例中元件[1]、[2]被简化为同一构件并套装在永磁体[3]的内侧空间，其轴向高度最佳值≥永磁体[3]的轴向高度。柔性垫层[41]可以在动铁心[8]吸合时减缓固定磁心[2]、上磁轭[1]对永磁体[3]的冲击破坏作用，提高电磁铁的抗冲击寿命。当同心度能够得到良好的控制时，柔性垫层[41]可以减薄直至趋向0值。元件[48]为非磁性垫块，它在线圈架[7]中轴外伸端部的配合下，使永磁体[3]的下平面与旁磁轭分支磁路[4a]的外侧平面保持一个必要的轴向高度H₅，以免永磁体[3]被旁磁轭分支磁路[4]磁短路。非磁性垫板[46]紧固在上磁轭[1]、永磁体[3]的外侧平面上，元件[52]为手动操作凹槽、凸缘、沉孔，需要手动操作电磁铁时，只要使用与手动操作凹槽、凸缘、沉孔[52]配套的工具旋转上磁轭[1]及固定磁心[2]使之向外侧运动，到达Q₃行程后，永磁体[3]无法克服Q₃的气隙、非磁性材料间隙Q₁引起的磁阻和复位弹簧[9]、动铁心[8]的反作用力矩，原先吸持着的动铁心[8]便自动释放到初始状态。在本实施例中，尽管永磁体[3]以水平方向(或径向)充磁，但由元件[2]-Q₂-[4a]-[4]-5-Q₄’-[8]-δ-[2]构成的电磁磁路以及由元件[3]-[1]-[2]-[8]-Q₄’-[5]-[4]-[3]构成的极化磁路与图1、图2、图3实施例的基本结构特征和工作原理完全相同。毫无疑问，本实施例若不需用手动操作时，手动操作用凹槽、凸缘、沉孔[52]可予取消，但它的技术特征仍然没有超越图6实施例规定的基本范畴。

图7所示实施例的固定磁心[2]，改由与线圈架[7]的中央轴孔内壁作刚性连结的固定磁心固定部份[2b]与可移动部份[2a]组成。后者的主体是一根螺杆，上端部安装操作手把[49]，有时也可以在外侧端面上设置手动操作用凹槽、凸缘、沉孔[52]如图3、图6所示方案。(本实施例不再绘图标示)。固定磁心可移动部份[2a]的下端面与固定磁心固定部份[2b]的上端面应保持良好的接触配合，并依靠压簧[51]或固定磁心可移动部份[2a]的螺旋作用得到一个静压力，使上述接触面的磁阻进一步减小。正常工作时，固定磁心可移动部份[2a]向下旋动，气隙Q₃→0值，这时本实施例的结构特征和工作原理除上述之外与图1实施例完全相同。需要手动操作时，借助操作手把[49]使固定磁心可移动部份[2a]旋转并向外侧运动，原先闭合的极化磁路中出现一个人为气隙Q₃，永磁体[3]提供的磁保持力无法克服人为气隙Q₃、非磁性材料间隙Q₄的磁阻与复位弹簧[9]、动铁心[8]反作用力矩的总和，原先吸持着的动铁心[8]自动释放到初始状态。

图8所示实施例是图1实施例的改进型方案。操作手把[50]可以与上磁轭[1]固结在一起，也可以利用下凸的二个以上针状体或齿状体在需要时手控***或啮合到上磁轭[1]的二个以上对应孔洞中或齿槽中，旋动操作手把[50]使上磁轭[1]旋转并向外侧运动，原先闭合的极化磁路中出现人为气隙Q₃，参照前述原理，动铁心[8]自动释放到初始状态。

图9所示实施例与图7实施例略有不同：在上磁轭[1]的中央部位处设有一个孔洞，固定磁心可移动部份[2a]的主体是一根外表面光洁的柱状体，后者***所述孔洞之后再安装操作手把[49]，孔洞的设置必需保证上磁轭[1]与固定磁心可移部份[2a]间呈一定的滑动间隙配合，配合间隙愈小或配合面积愈大则相应的磁阻愈小，反之亦然。压簧[51]卡套在固定磁心可移动部份[2a]滑动杆的外侧部位上，为固定磁心可移动部分[2a]与固定磁心固定部份[2b]间的接触配合提供一个静压力，上磁轭[1]与永磁体[3]、旁磁轭[4]间应为刚性连结，需要手动操作时，只需向外拉动操作手把[49]，原先闭合的极化磁路中将出现一个人为气隙Q₃，动铁心[8]随之自动释放。除此之外，本实施例与图7实施例的结构特征和工作原理完全相同。

图10为自动洗衣机电磁进水阀磁保持电磁铁实施例的纵向剖面图。元件[43]为非磁性粘结剂或垫块，元件[45]为密封阀心套，采用塑料或尼龙制成，元件[47]为塑料护圈，防止永磁体[3]在机械外力冲击时受到损害，元件[8b]为橡皮垫片，其功能是依靠复位弹簧[9]的弹力作用，将电磁进水隔膜阀的先导孔堵死(有关隔膜阀部份本图一概省略未绘)，使进水阀在不通电状态时关闭，元件[8a]为动铁心[8]的一个同心的环状薄壁，将该壁沿径向滚压可以把橡皮垫片[8b]封闭在内，复位弹簧[9]套装在固定磁心[2]的下端部，当然也可以改套到动铁心[8]的上端部，但这时伸进密封阀心套[45]的固定磁心[2]的柱状体部份最好具有相同的横截面积。需用手动关阀时，只需旋转上磁轭[1]向外侧运动，使闭合的极化磁路中出现人为气隙Q₃，动铁心[8]立即自动恢复到释放状态。实践证明，按照本实施例制作的自动洗衣机进水隔膜电磁阀，其使用寿命超过轻工部的规定标准三倍以上。

最后，需要特别指出的是：按照本发明实施的磁保持电磁铁，当其中央轴线被安装得接近垂直或基本垂直于水平面时，可以利用动铁心[8]的自重取代复位弹簧[9]而不影响所述电磁铁的全部功能。在某些情况下，还可以利用能够提供反作用力矩的电磁铁的被驱动机构来取代复位弹簧[9]。这二种技术方案对图1至图10实施例同样有效，对其它实施例也完全一样。

综上所述，应用本发明可以制作出各种小型磁保持接触器、磁保持继电器、磁保持电磁阀、磁保持脉冲计数器等高效节能和高可靠的更新换代系列产品，为低压电器领域的全面革新带来新的动力。

与现有技术相比，本发明具有如下主要优点：

1、磁路设计因需要而异，实施方案更加多样化。

2、结构工艺简单，加工精度不高。

3、永磁体的抗震性能良好。

4、手动操作(释放)机构简单、方便。

Claims

1、磁保持电磁铁，包括上磁轭[1]、固定磁心[2]、永磁体[3]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、电磁线圈[6]、线圈架[7]、动铁心[8]和复位弹簧[9]，电磁线圈[6]嵌装在旁磁轭[4]与下磁轭[5]之间，在旁磁轭[4]与上磁轭[1]之间设有永磁体[3]，在下磁轭[5]的中央部位处设有动铁心[8]***滑动的轴孔，它具有规则化的内侧垂直面，在所述磁路中，永磁磁力线与电磁磁力线的主磁通穿过动铁心的主工作气隙且互为平行，永磁体的一个极面经旁磁轭[4]、下磁轭[5]、非磁性材料间隙Q₄或空气间隙Q₄′导引至动铁心[8]，另一个极面经上磁轭[1]或非磁性材料间隙Q₁或空气间隙Q₁’导引至固定磁心[2]，这时，为了控制永磁体与动铁心间的漏磁通强度和电磁铁在反向励磁时的释放灵敏度，固定磁心[2]必需伸进电磁线圈[6]相应的轴向高度H₃并与旁磁轭[4]或其分支磁路[4a]保持一个必要的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’，其特征在于：

a、所述电磁铁在吸持状态时，至少形成一组闭合极化磁路，该磁路至少有一处将电磁线圈围裹在内；

b、与所述电磁铁配套装成利用旋动、拉动、推动操作手把[49]、[50]，或者直接操作上磁轭[1]、固定磁心可移动部份[2a]使处于磁保持吸合状态的闭合极化磁路中出现气隙Q₃从而使吸持着的动铁心返回到释放状态的手动操作机构[80]；

c、所述的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’因电磁铁起动吸力、永磁体几何形状及磁能积、电磁铁释放操作灵敏度诸不同因素而异，其最小值为零点几毫米，最大值可达数十毫米；

d、永磁体[3]可以由一块轴向充磁的具有闭合结构形状的硬磁材料构成，也可以由一块及一块以上轴向充磁的具有片状、块状、U状、弧状开放结构形状的硬磁材料构成；

e、在所述电磁铁的永磁体[3]与上磁轭[1]之间或在永磁体[3]与旁磁轭[4]之间设有一个或二个柔性垫层[41]。

2、按权利要求1规定的磁保持电磁铁，其特征在于手动操作机构[80]由下列型式之一构成：

a、固定磁心[2]是一个与线圈架[7]刚性连结的整体构件，它的外端部是一根与上磁轭[1]螺纹连结的螺杆，在上磁轭[1]的外侧平面上有时还可以增设一个刚性连结的操作手把[50]；

b、固定磁心[2]是一个与线圈架[7]螺纹连结定位的整体构件，它的内侧端部是一根螺杆，外侧端部的平台面上设有操作上磁轭[1]做旋转运动所必需的凹槽、凸缘、沉孔[52]；

c、固定磁心[2]由固定部份[2b]与可移动部份[2a]组合而成，前者与线圈架[7]刚性连结，后者与上磁轭[1]滑动配合或螺纹配合，压簧[51]支承在固定磁心可移动部份[2a]下端部的径向凸缘与上磁轭[1]的内侧平面空间并迫使固定磁心固定部份[2b]与固定磁心可移动部份[2a]间保持良好的静压配合。

3、按权利要求1规定的磁保持电磁铁，其特征在于所述的柔性垫层[41]是一种防震的固体物质或油、脂类外复涂层，它可以衬垫在永磁体[3]的两侧，也可以衬垫在防震性能较好的一侧。

4、磁保持电磁铁，包括上磁轭[1]、固定磁心[2]、永磁体[3]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、电磁线圈[6]、线圈架[7]、动铁心[8]和复位弹簧[9]，电磁线圈[6]嵌装在旁磁轭[4]与下磁轭[5]之间，在旁磁轭[4]与上磁轭[1]之间设有永磁体[3]，在下磁轭[5]的中央部位处设有动铁心[8]***滑动的轴孔，它具有规则化的内侧垂直面，在所述磁路中，永磁磁力线与电磁磁力线的主磁通穿过动铁心主工作气隙且互为平行，永磁体[3]的一个极面经旁磁轭[4]、下磁轭[5]、非磁性材料间隙Q₄或空气间隙Q₄’导引至动铁心[8]，另一个极面经上磁轭[1]直接导引至固定磁心[2]，这时，为了控制永磁体与动铁心间的漏磁通强度和电磁铁在反向励磁时的释放灵敏度，固定磁心[2]必需伸进电磁线圈[6]相应的轴向高度H₃并与旁磁轭[4]或其分支磁路[4a]保持一个必要的非磁性材料间隙Q₂或空气隙Q₂’，其特征在于：

b、设置在所述上磁轭[1]外侧端面上的凹槽、凸缘、沉孔类操作表面[52]，可以构成使用配套工具直接操作上磁轭[1]和固定磁心[2]向外侧运动，使处于磁保持吸合状态的闭合极化磁路中出现气隙Q₃从而使吸持着的动铁心返回到释放状态的手动操作机构；

d、永磁体[3]可以由一块径向充磁的具有闭合结构形状的硬磁材料构成，也可以由一块及一块以上水平方向充磁的具有片状、块状、U状、弧状开放结构形状的硬磁材料构成；

5、按权利要求4规定的磁保持电磁铁，其特征在于所述手动操作机构由下列型式构成：上磁轭[1]和固定磁心[2]是一个与线圈架[7]螺纹连结定位的整体构件，其内侧端部是一根螺杆，外侧端部的端面上设有所述操作表面[52]。

6、按权利要求4规定的磁保持电磁铁，其特征在于所述的柔性垫层[41]是一种防震的固体物质或油、脂类外复涂层，它可以衬垫在永磁体[3]的两侧，也可以衬垫在防震性能较好的一侧。

7、磁保持电磁铁，包括上磁轭[1]、固定磁心[2]、永磁体[3]、旁磁轭[4]、下磁轭[5]、电磁线圈[6]、线圈架[7]、动铁心[8]和复位弹簧[9]，电磁线[6]嵌装在旁磁轭[4]与下磁轭[5]之间，在旁磁轭[4]与上磁轭[1]之间设有永磁体[3]，在下磁轭[5]的中央部位处设有动铁心[8]***滑动的轴孔，它具有规则化的内侧垂直面，在所述磁路中，永磁磁力线与电磁磁力线的主磁通穿过铁心的主工作气隙且互为平行，永磁体[3]的一个极面经上磁轭[1]、旁磁轭[4]，下磁轭[5]、非磁材料间隙Q₄或空气间隙Q₄’导引至动铁心[8]，另一个极面经柔性垫层[41]直接导引至固定磁心[2]，这时，为了控制永磁体与动铁心间的漏磁通强度和电磁铁在反向励磁时的释放灵敏度，固定磁心[2]必需伸进电磁线圈[6]相应的轴向高度H₃并与旁磁轭[4]或其分支磁路[4a]保持一个必要的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’，其特征在于：

b、旋动所述上磁轭[1]向外侧运动，使处于磁保持吸合状态的闭合极化磁路中出现气隙从而使吸持着的动铁心返回到释放状态的手动操作机构；

c、所述的非磁性材料间隙Q₂或空气间隙Q₂’，因电磁铁起动吸力、永磁体几何形状及磁能积、电磁铁释放操作灵敏度诸不同因素而异，其最小值为零点几毫米，最大值可达数十毫米；

d、永磁体[3]可以由一块轴向充磁的、安装在所述电磁铁中央轴线位置上的具有闭合结构形状的硬磁材料构成；

e、在所述电磁铁的永磁体[3]与上磁轭[1]之间或在永磁体[3]与固定磁心[2]之间设有一个或二个柔性垫层[41]。

8、按权利要求7规定的磁保持电磁铁，其特征在于所述的柔性垫层[41]是一种防震的固体物质或油、脂类外复涂层，它可以衬垫在永磁体[3]的两侧，也可以衬垫在防震性能较好的一侧。