本发明涉及门禁的一种磁力锁装置，尤其是一种可以节约电能和有较高安全性的磁力锁。
背景技术：
1、目前，公知的电磁锁主要有两种，一种是用以普通电磁铁原理，长方体形状呈现。工作原理是，通电时电磁铁产生电磁力与对向门扇上的铁质吸板吸合将门锁住。断电时，电磁铁不产生电磁力与吸板不吸合从而开门。这种公知的电磁锁根据使用需求有不同的吸合力值，基本在60kg-500kg之间，其用变化电磁铁铁芯体积和电磁线圈规格的方式实现其不同的吸合力值。这种电磁锁的优点在于应用范围广，性能可靠。但其最大的缺点是需要长期通电才能实现锁门功能，电能耗用较高。
2、另一种电磁锁是以带行程的电磁铁配合安装有弹簧的锁舌实现开、闭锁。在不通电时用弹簧力将锁舌探出进入锁孔实现锁门。通电时，产生的电磁力大于弹簧力将锁舌吸回实现开门。这种电磁锁虽然节约电能但缺点是其锁住门后防止恶意破坏将门强行打开的风险大，安全系数不高，所适用的范围有限。
技术实现思路
1、为了克服背景技术中所述两种电磁锁，耗电能较大和防破坏能力弱的缺点。本发明提供一种电磁锁，不仅可以大量节约电能，而且可以防止锁具被破坏而轻易打开锁闭的门，并且应用范围广，性能可靠。
2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一只节能型电磁锁锁体内安装一个或多个独立的自吸式电磁铁，每个自吸式电磁铁自身具有吸引铁质材料的特性(既节能型电磁锁锁体具有主动吸合铁质吸板的功能)。节能型电磁锁锁体与触按开关或控制系统和适配电源电性连接，在不通电的情况下吸合铁质吸板将门锁住。通电时自吸式电磁铁消磁，从而使节能型电磁锁锁体不吸合铁质吸板(开锁)将门打开。
3、自吸式电磁铁是节能型电磁锁的主要部件，其工作原理是：在普通电磁铁内部铁芯后部安装烧结钕铁硼磁体(以下简称：钕磁)，利用钕磁自身的强磁力将磁感应强度传导至铁芯，使铁芯内部磁畴全部轴向顺序排列，从而使铁芯极面呈永久有磁力状态。当自吸式电磁铁端面接触门扇上安装的铁质吸板时吸合，达到锁门的目的。(此时未通电，是利用钕磁的物理特性使电磁铁输出磁力达到吸合铁质吸板锁门的目的)。当给电磁铁内部缠绕的线圈通电时，产生的电磁传导至铁芯，使线圈通电生成的磁动势产生另一股磁感应强度，这股磁感应强度达到与钕磁传导至铁芯产生的磁感应强度值相等或接近时，使铁芯内部的磁畴全部由原来轴向顺序排列变得杂乱无章时，铁芯极面无磁场力输出呈无磁状态，从而不吸合铁质吸板，表现为开锁状态。(本说明书《第7页》结合《说明书附图4》详细说明自吸式电磁铁的工作原理和各项技术参数)
4、本发明的有益效果是：1、节约电能，2、吸合力值可以按需求设计，3、应用范围广泛，4、安全性能高，5、性能可靠，使用寿命长，6、外形美观。以下将各项有益效果详细说明。
5、1、节约电能方面：
6、上文背景技术中所述第一种电磁锁，门在长开状态、常闭状态、频繁开闭状态还是偶然开闭状态，均需要长期耗用电能维持正常使用。在闭合(锁门)状态下开锁时用控制电路断电，断电时长≤1秒钟，只有这≤1秒钟的时长才不使用电能。本发明在上述所有状态下均不需要使用电能维持正常使用，仅在闭合(锁门)状态下开锁时用控制电路通电，通电时长≤1秒钟，才使用到电能。
7、以下将同等吸合力值的普通电磁锁和本发明在各种状态下的用电量予以列表对比说明。
8、对比对象：普通电子锁(市场上已销售多年之成熟产品参数：吸合力60公斤，使用电压12伏、电流0.5安、功率6瓦)。
9、本发明(节能型电磁锁，本说明中样品参数：吸合力60公斤，使用电压11伏，电流2.6安，功率28.6瓦)。
10、对比办法：两种电磁锁24小时各种状态下的用电量。
11、普通电磁锁每小时用电6瓦，24小时用电144瓦，开锁1秒钟节约电能0.00167瓦。
12、本发明每小时用电28.6瓦，24小时用电686瓦，开锁1秒钟使用电能0.0079瓦。
13、两种电磁锁每次开锁时长均按1秒钟计算电量。(1秒钟用电量＝1小时用电量÷3600秒钟)
14、
15、用电量计算依据：欧姆定律：p＝ui即：功率(瓦)＝电压(伏)×电流(安)
16、举实例说明：本技术人所居住的北坞嘉园小区共有居民楼108栋，每栋楼有单元门5个，单元进入地下走廊门5个，地下走廊进入地下车库门1个，共11个防盗门均安装吸合力180公斤普通电磁锁，既每栋楼安装11套此类普通电磁锁。所安装使用的普通电磁锁吸合力比上表中普通电磁锁大3倍，耗电量随之增大。为方便相互参照对比，暂按上表中60公斤吸合力电磁锁进行计算。按照经验估算每个防盗门平均24小时人员进出一般为100次-300次，暂按上表中最大值，24小时内人员进出500次计算。
17、一台普通电磁锁24小时用电量143.17瓦，一栋楼11套普通电磁锁24小时用电量1574.87瓦，等于1.575度电，全小区108栋楼共安装了1188套普通电磁锁，24小时总用电量170.1度，全年总用电量62087度。(此用电量未计入公建、办公楼、底商安装的普通电磁锁用电量)。如果此108栋居民楼全部使用本发明，以平均节电率98.99％计算，全年用电量627度，比普通电磁锁节约用电61460度。以24小时开门500次计算，全年用电量1714度，比普通电磁锁节约用电60373度。
18、小区物业公司如果使用节能型电磁锁，在节约用电的同时，此项电费支出也随之节省了98％左右。
19、以上只计算、统计了一个小区的节约用电量，全国范围的住宅区、办公楼、商场以及正在使用普通电磁锁的场所总量庞大，损耗电量巨大。
20、可见本发明虽然在长期通电的情况下比普通电磁锁耗用电能大，但其正常工作时是不耗用电能的，只在开门时短暂的通电才使用电能。因此通过上述数据论证，本发明对比普通电磁锁节约电能的有益效果明显。
21、
22、2、吸合力值可以按需求设计：
23、本发明所述样品是由2个自吸式电磁铁单元组成，每个自吸式电磁铁吸合力为30公斤，节能型电磁锁样品吸合力为60公斤。目前各种不同的应用场景对电磁锁吸合力值的需求是60公斤-500公斤之间的几个规格。本发明可以用增加自吸式电磁铁数量的方式达到更大的吸合力值。也可以用提高单个自吸式电磁铁的吸合力的方式达到需求值，还可以两种方式并用(如果将本发明吸合力值提升，其体积也会随之略有增大)。本发明吸合力值范围可以达到10公斤-500公斤或500公斤以上，用这些方式可以满足所有吸合力值的应用需求。
24、3、应用范围广泛：
25、①本发明可以在平开门、推拉门、翻板门、卷帘门上安装使用，包括但不限于防盗门、防火门、金属门、木门、隐藏门、车库翻板门、机械或设备箱体门、交通工具门(如：各类汽车、火车、地铁、飞机、船只)等应用场景。
26、②本发明可以定制立方体尺寸。已经安装普通电磁锁的门如果需要替换本发明使用时，可实现按需求定制规格，只需要更换锁体并微调控制电路即可，无需更换控制系统、门、门框、闭门器、吸板和线路。
27、③本发明可以用两种方式提供电源，以适应不同应用需求。
28、一般情况下与普通电磁锁一样用220伏交流电源，降压变直流低压电后供工作电路及控制电路使用。本发明仅是锁具，需要配合控制系统进行开锁。控制系统可以使用人脸识别机、指纹识别机、密码机、刷卡机和物理开关等设备进行通电开锁控制。但这种工作电路和控制电路需要布设电源线及信号线，有一定的局限性。
29、当应用场景不具备上述条件时，本发明可以装配18650锂电池配合升压模块制作的直流电源供工作电路和控制电路使用。一块容量3200mah的18650锂电池可以为节能型电磁锁(样品)提供3000次左右开锁使用的电能，如果需要更长时间的电能提供，用增加电池数量或容量的方法既可以实现。这种电源提供方式，免除了布设各种线路和特殊的应用需求。
30、4、安全性能高：
31、①本发明是用金属外壳并灌封树脂胶的方法制造产品，因此其防水、防火、放破坏的能力较强。
32、②本发明用24伏以下的电压做为工作电压和控制电压，属于弱电产品，因此不会对人体产生触电危害。
33、③本发明应用时在不同的场景选装满足吸合力需求的产品，不会产生门锁被恶意打开的风险。
34、④如果是防火通道使用的逃生门需要安装本发明，可以使用阻燃电线穿入防火线管，将此线路布设进入消防中控室，连接到紧急备用电源中进行控制以便开门逃生。防止紧急情况停电导致逃生门打不开的危险隐患出现。本发明可以使用发电机或电池组等作为备用电源。
35、5、性能可靠，使用寿命长。
36、自吸式电磁铁内部安装的烧结钕铁硼磁体，有资料显示，三环研究院历时4441天(12年多)测量并记录未镀层保护的烧结钕铁硼磁体。依据实验结论计算，30年磁通损失不足1％，50年磁通损失1.3％，磁通损失2％对应的时长约150年。以上数据表明烧结钕铁硼有较长的使用寿命，足以满足本发明使用。另外安装在电磁铁内部的钕磁有镀层和封灌树脂胶及电磁铁外壳保护不暴露于大气所以没有被腐蚀氧化的风险，更不会被打破、摔碎。
37、为防止本发明锁体内自吸电磁铁中安装的钕铁硼磁体退磁，只要做好两点就可以保证其长期使用：
38、一是钕铁硼磁体有退磁温度：样品中安装的钕铁硼磁体为h系列牌号，其退磁温度为120℃及以上，只要使用本发明时不对其外部恶意加温破坏，且不过载电压和电流致使温升超过120℃，样品不会退磁从而减小吸合力。对于控制温升在工作电路中安装过温过流保护电路模块就可以解决此隐患。
39、应用场景如果需要本发明在高温环境中使用，用更换其他牌号钕铁硼磁体的方法，升级自吸电磁铁既可以解决。ah系列各牌号的钕磁体最大工作温度可以达到220℃。
40、二是电磁铁线圈通电后使铁芯产生的反向磁场强度，只要不超过自吸式电磁内部钕铁硼磁体的内禀矫顽力，其也不会退磁。样品中安装的h系列牌号钕铁硼磁体内禀矫顽力值为17koe(千奥斯特)如果应用场景需要较高内禀矫顽力值的钕铁硼磁体，可以替换成适用的牌号，ah系列钕铁硼磁体最高可达35koe(千奥斯特)。此问题也可以用在工作电路中增设过电压、过电流保护模块予以控制。
41、工作电路前端安装有过压、过流、过温保护功能的模块，还可以有效保护自吸式电磁铁内部缠绕的铜漆包线不会熔断损毁，致使本发明失效。
42、综上所述：本发明只要在规定的环境及条件下可以长期使用。
43、6、外形美观
44、①本发明采用直边椭圆体的外形设计，与传统普通电磁锁的长方形立方体形状不同，安装到应用场景中，更具有现代科技感及美感。其长度、宽度、高度及弧度均可以为了适应应用场景而进行调整而改变其外形。
45、②本发明样品锁体外形尺寸：长11cm、宽4.3cm、高2.7cm，表面积为43cm2，体积为117cm3。如果将铝制外壳改用可以导磁的金属外壳(既自吸式电磁铁外壳作为锁体外壳)，可以将外形尺寸最小减少到长7cm、宽3.4cm、高2.5cm，表面积9.7cm2，体积24.2cm3。表面积可下降77.4％，体积可以下降79.3％。吸板表面积也将随之减小到9.7cm2。从而将整体立方尺寸减小，使外形更佳小巧美观。
46、③本发明配合不同的支架可以按需求实现锁体的明装或暗装，进而方便使用。
47、④本发明外壳使用7075铝合金制作，其可以用阳极硬化镀色的工艺对外壳表面电镀各种颜色，使外形更佳美观。
1.一种节能且安全的节能型电磁锁，其组件包括自吸式电磁铁、外壳、导线、开关、适配电源和吸板，其中自吸式电磁铁与开关和适配电源为电性连接，其特征在于节能型电磁锁在长时间吸合吸板(锁门)的情况下不需要使用电能，而是用锁体内一个或多个自吸式电磁铁自身所具有的物理特性将吸板吸合而锁门，当人手触按开关或用控制系统给锁体通电时节能型电磁锁吸合面呈无磁状态(既自吸式电磁铁无磁力输出)，不吸合吸板而开门。
2.为实现权利要求1中所述节能型电磁锁开、闭锁的实施方式，将一个或多个自吸式电磁铁安装在锁体外壳内的组装方式。
3.根据权利要求1所述的节能型电磁锁，可以免除锁体外壳，将锁体内自吸式电磁铁的外壳设计成适用的形状与规格，使自吸式电磁铁的外壳成为节能型电磁锁锁体的外壳，其特征在于锁体外壳既是自吸式电磁铁外壳，使其同时发挥自吸式电磁铁外壳磁回路传导和锁体外壳防水、防火、防破坏的功能。
4.以实现权利要求1中所述节能型电磁锁开、闭锁的实施方式为前提，适合锁体的各种外观形状。
5.为实现权利要求1中所述节能型电磁锁开锁的实施方式，节能型电磁锁锁体或自吸式电磁铁所使用的各档电压值和电流值。
6.为实现权利要求1中所述节能型电磁锁开、闭锁的实施方式，锁体外壳内安装使用不同规格和吸合力值的自吸式电磁铁。
7.为实现权利要求1中所述节能型电磁锁开、闭锁的实施方式，将自吸式电磁铁安装于不同规格与形状的锁体外壳。
8.根据权利要求1所述，节能型电磁锁总成的工作原理和开、闭锁的实施方式及实现方法。
9.根据权利要求2-7所述，为实现权利要求1中节能型电磁锁开、闭锁的实施方式。
