CN101740194A - 具有提升衔铁的电磁驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特别用于阀的具有提升衔铁的电磁驱动器，所述电磁驱动器在具有小尺寸的同时适合于实现高的磁力，并且其部件可以多种方式相互自由组合。这使其适合于指定的结构空间而不必制造特定部件。同样的标准化部件可仅仅不同地彼此组合。驱动器包括磁轭，磁轭具有两个平行间隔开的轭脚、垂直于轭脚延伸并且连接轭脚的轭杆、平行于轭杆延伸并且与轭杆间隔开的轭柱、以及与轭柱同轴地延伸的磁心插塞。磁心插塞可沿轴向移动并且穿过该轭脚之一。磁心插塞进一步与轭柱限定气隙，并且轭杆被第一电磁线圈包围，并且轭柱以及磁心插塞的一部分被第二电磁线圈包围。

Description

具有提升衔铁的电磁驱动器
技术领域
本发明涉及特别用于阀的一种具有提升衔铁的电磁驱动器。
背景技术
提升衔铁驱动器广泛用于阀和继电器。它们特别适合于小型化设计。提升衔铁驱动器的基本部件包括构成铁磁电路的磁轭和包围轭脚之一的电磁线圈。另一个轭脚被分成磁轭的固定部件和构成驱动器的致动构件可动杆。
发明内容
本发明提供了特别用于阀的一种具有提升衔铁的电磁驱动器，所述电磁驱动器在具有小尺寸的同时适合于实现高的磁力，并且其的部件可以很多种方式相互自由组合。这使得可适合于指定的结构空间而不必制造特定部件。同样的标准化部件可仅仅不同地彼此组合。
所附的权利要求中说明了本发明的若干实施例。
在第一实施例中，轭杆被第一电磁线圈包围，轭柱以及磁心插塞(core plug)的一部分被第二电磁线圈包围。电磁线圈的双重构型使得在总高度和总宽度没有增加的情况下磁力增加。只有总深度增加，而这通常是不重要的。在DE 20100471U1本身中已经公开，提供在两个轭脚上具有电磁线圈的铰接衔铁驱动器。但是这里提出的磁轭设计不允许以不同的组合灵活地使用部件。
根据本发明的另一个实施例，轭杆具有与轭柱和磁心插塞的直径相比减小的直径，并且包围轭杆的电磁线圈具有对应的增加的缠绕体积。此措施也增加了可获得的磁力。可通过使用高品质软铁来补偿轭杆的减小的直径。
电磁线圈、轭杆、轭脚、轭柱和磁心插塞的各种设计可以有利的方式自由组合。
本发明的另一个主题是阀，特别是小型化电磁阀，包括前述类型的提升衔铁驱动器，该磁心插塞具有承载与阀的密封座配合的密封体的外轴向表面端部。
本发明的再一个主题是阀，特别是小型化电磁阀，包括前述类型的提升衔铁驱动器，该磁心插塞具有致动切换摇杆的外轴向表面端部，所述切换摇杆又致动与所述阀的两个密封座配合的隔膜。
根据本发明的提升衔铁驱动器的具体优点特别地如下：
-如同常规提升衔铁一样，存在力提升特性。由于仅存在可变气隙，因此与板衔铁相比，更高的力等级导致更大的气隙。
-两个电磁线圈共同的缠绕窗口是单个线圈的缠绕窗口的两倍大。就效果而言，提供了为总高度的两倍的线圈，但是几乎不需要用于磁通量反馈的任何铁。在电功率相同的情况下，在额定电流的110％下的单线圈***的力提升特性对应于在额定电流的70％下的双线圈***的力提升特性。
-如果希望产生的磁力等于单线圈***中的磁力，则驱动器或阀的总高度和/或总宽度可减小。只有总深度略微增加，这在大多数情况下是不重要的。
-当使用两个电磁线圈时，可通过在平行连接和串行连接之间转换来以简单的方式产生过激励。
-可借助于也安装了驱动电子器件的印刷电路板利用连接接头来实现线圈的安全匹配；
-在提升衔铁的领域，可如同简单的提升衔铁***一样应用所有具体方式，即，用于成比例螺线管和切换磁铁的推力锥，用于交流电类型的短路环，用于脉冲变型的永久磁铁，用于提高磁通量传导的电极套管或极片。
当在阀中提供介质分离结构时，如果磁心插塞、轭柱和轭杆由诸如铬铁的具有尽可能高的饱和磁化的可磁化材料制成，则可实现最高的磁力。
与用于磁心、轭柱和轭杆以及用于两个轭板材金属叠层的E形带的铬铁有关，在介质分离结构的情况下，铁磁电路的材料因此被优化。
但是，这种材料易于腐蚀，因此不可用于不具有介质分离结构的驱动器。
对于不具有介质分离结构的驱动器，铁磁电路可由材料的各种组合制成。
为了优化磁力，这里使用的与介质接触的部件、即轭柱和磁心插塞由不易腐蚀的贵重的钢制成的，这种钢在磁性上不太有利，但是形成为较大的直径以对此进行弥补。因此，这种铁的横截面在阀致动元件的部分增加。不与介质接触的静止轭杆由具有良好的磁化能力的材料制成。其横截面可被选择为较小，结果可得到更多的线圈空间。
通过组合不同部件例如各种设计的电磁线圈、轭杆、轭脚、轭柱和磁心插塞来优化铁磁电路。
附图说明
本发明的其它优点和特征将参照附图根据若干实施例的下面的描述变得清楚，在附图中：
-图1示出具有双电磁线圈并且联接到座阀的提升衔铁驱动器的示意图；
-图2-5示出提升衔铁驱动器的不同实施例的示意性截面图；并且
-图6示出具有提升衔铁驱动器的变型的阀的示意性截面图。
具体实施方式
图1所示的提升衔铁驱动器包括磁轭和两个电磁线圈。该磁轭由轭杆10、轭柱12、磁心插塞14和两个轭脚16、28组成。磁轭构成铁磁电路，该铁磁电路仅被轭柱12和磁心插塞14之间的高度为h的气隙打断。第一电磁线圈20包围轭柱12和磁心插塞14。第二电磁线圈22包围轭杆10。电磁线圈20、22可平行连接或者串行连接地操作。对于图1中指定的极性，如箭头24所示，获得磁通量Φ的通量方向。
磁心插塞14被引导进行轴向移动，并且通过***轭脚18的开口中的电极套管26。磁心插塞14的自由面承载密封体28，该密封体28与阀的密封座30配合。该阀在图1中仅由此密封座30表示。压缩弹簧32被支承在磁心插塞14的面端部上的肩部与电极套管26之间，并且推动磁心插塞14抵抗密封座30。
如现在将参照图2-5描述的，提升衔铁驱动器的各部件可被构造成具有不同的大小和结构形状，并且以不同方式相互组合。
图2示出具有两个相同的电磁线圈并且轭杆和磁心插塞具有相同尺寸的直径的构型。与仅包含一个线圈的电磁阀相比，在总高度和宽度相同的情况下磁力显著增加。
图3示出当在阀中没有提供介质分离结构时特别有利的示例性实施例。出于此原因，轭柱和磁心插塞由在磁性方面较不利的不锈钢制成。
在这些情况下，如果轭柱和磁心的横截面增加，则可实现最优的磁力。与轭柱和磁心插塞相比，轭杆被制成具有减小的直径，并且各电磁线圈的缠绕空间被相应地形成较大或较小地尺寸。
可通过用高品质的软铁制成轭杆来补偿轭杆的减小的直径。
与图3相比，图4的修改在于仅使用包围轭杆的一个电磁线圈。
在图5的变型中，电磁线圈仅包围轭柱和磁心插塞。尽管此示例性实施例基本对应于已知的电磁阀，但是此布置用于减小不希望发生的漏通量。这意味着在诸如罐形磁铁或被镫形磁轭包围的线圈的可替换***中，与具有这里描述的轭杆的示例性实施例相比，基本上更大的导磁表面在轭脚中彼此相对地安置。轭杆被布置成平行于线圈但是与线圈间隔开。
图6示出提升衔铁驱动器在根据图2的构型中用作阀的驱动器的应用。阀包括被隔膜44分隔开的两个阀套部分40、42，该隔膜44被夹在这两个阀套部分之间。摇杆46被安装成在阀套部分40中进行枢转运动。提升衔铁驱动器的磁心插塞14压在摇杆46的一端上，并且摇杆46的另一端被压缩弹簧48作用于其上。阀套部分42在其中形成有两个密封座50、52。通过枢转摇杆46，隔膜44被移动紧靠密封座50、52之一或另一个。

Claims (11)

1.一种具有提升衔铁的电磁驱动器，特别用于阀，所述电磁驱动器包括磁轭，磁轭具有两个平行间隔开的轭脚、垂直于轭脚延伸并且连接轭脚的轭杆、平行于轭杆延伸并且与轭杆间隔开的轭柱、以及与轭柱同轴地延伸的磁心插塞，其中，磁心插塞可沿轴向移动并且穿过该轭脚之一，磁心插塞进一步与轭柱限定气隙，并且轭杆被第一电磁线圈包围，轭柱以及磁心插塞的一部分被第二电磁线圈包围。
2.根据权利要求1的提升衔铁驱动器，其中，轭杆具有相对于轭柱和磁心插塞的直径减小的直径，并且包围轭杆的电磁线圈具有相应地增加的缠绕体积。
3.根据权利要求2的提升衔铁驱动器，其中，具有与轭柱和磁心插塞的直径相比减小的直径的轭杆由高品质软铁组成。
4.一种具有提升衔铁的电磁驱动器，特别用于阀，所述电磁驱动器包括磁轭，磁轭具有两个平行间隔开的轭脚、垂直于轭脚延伸并且连接轭脚的轭杆、平行于轭杆延伸并且与轭杆间隔开的轭柱、以及与轭柱同轴地延伸的磁心插塞，其中，磁心插塞可沿轴向移动并且穿过该轭脚之一，磁心插塞进一步与轭柱限定气隙，并且只有轭杆被电磁线圈包围，轭杆具有相对于轭柱和磁心插塞的直径减小的直径，并且包围轭杆的电磁线圈具有相应的增加的缠绕体积。
5.根据前述任一项权利要求的提升衔铁驱动器，其中，轭脚由层压金属板形成。
6.根据前述任一项权利要求的提升衔铁驱动器，其中，所述电磁线圈的连接被构造成为销形，并且被沿轴向引导至邻近轭脚的印刷电路板。
7.根据前述任一项权利要求的提升衔铁驱动器，其中，电磁线圈、轭杆、轭脚、轭柱和磁心插塞的各种设计能自由组合。
8.一种阀，特别是小型化电磁阀，包括根据前述任一项权利要求的提升衔铁驱动器，其中，磁心插塞具有承载与阀的密封座配合的密封体的外轴向表面端部。
9.一种阀，特别是小型化电磁阀，包括根据前述任一项权利要求的具有提升衔铁的电磁驱动器，其中，磁心插塞具有致动切换摇杆的外轴向表面端部，所述切换摇杆接着致动与所述阀的两个密封座配合的隔膜。
10.根据权利要求8或9的阀，在所述驱动器和流体侧之间具有介质分离结构，其中，磁轭的部件包括由诸如钴铁的高饱和磁化材料组成。
11.根据权利要求8或9的阀，在所述驱动器和流体侧之间不具有介质分离结构，其中，与流体接触的磁轭的部件由抗蚀材料例如钢，并且与由高饱和磁化材料制成的构型相比具有较大的尺寸组成。
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