CN202678020U - 耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁 - Google Patents
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Abstract
一种耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁，包括前端盖、后端盖、轭铁部件和衔铁部件，衔铁部件包括衔铁和用于与数字开关阀阀芯联动的推杆，衔铁固定安装在推杆上，第一轭铁、第二轭铁、第三轭铁均布置在衔铁外圈，第一轭铁和第二轭铁的开口相对并形成空腔，隔磁环位于空腔内，线圈环绕在隔磁环上组成电流励磁源；永磁***于第二轭铁和第三轭铁之间；前端盖和后端盖的内侧各开有一个环形凹槽用来放置第一密封圈、第六密封圈；第二轭铁、第三轭铁分别与永磁体连接的一侧各开有一个环形凹槽用来放置第四密封圈、第五密封圈，线圈保持架的两侧各开有一个环形凹槽用来放置第二密封圈和第三密封圈。本实用新型具有良好的耐高压特性、适应湿式状态下工作。
Description
技术领域
本实用新型属于流体传动及控制领域中电（气）液高速数字开关阀用的电-机械转换机构，尤其涉及一种耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁。
背景技术
阀用电-机械转换器按照衔铁工作腔是否有油液进入可以分为干式和湿式两种，后者与前者相比，由于其结构上的耐高压特性而允许衔铁工作时可以浸在油液中，从而具有散热好，摩擦小，换向和复位时冲击噪声小，工作平稳和寿命长的优点，因此应用日益广泛。
一般而言，脉宽调制式高速数字开关阀的控制信号为一系列幅值相等、而在每一周期内宽度不同的脉冲信号，其电-机械转换器主要是高速开关电磁铁，脉冲高电平时电磁铁的衔铁在极限位置吸合，低电平时在机械弹簧力的作用下复位，以此对应高速开关阀的全开和全闭两种工作状态。
对于要求快速性的高速开关电磁铁而言，复位弹簧是关键部件之一，其刚度直接决定了衔铁的返回时间和电磁铁的固有频率；然而弹簧作为机械零件，在使用过程中不可避免的会出现疲劳、断裂以及腐蚀等，从而引起电磁铁的可靠性问题，影响电磁铁的使用寿命，严重时甚至导致电磁铁失效；另外，在电磁铁设计时还需要考虑弹簧的安装方法和位置，从而使得其内部结构复杂，加工成本高。为此，也有专利提出了靠电磁力复位的无弹簧直动式高速开关电磁铁，其结构简单，可靠性好、使用寿命长；然而该种电磁铁的控制线圈与转子工作腔之间并无密封耐高压结构，油液一旦进入工作腔，控制线圈将直接浸在油液中从而导致电磁铁的损坏，因而无法在湿式状态下工作。
发明内容
为了克服已有的无弹簧直动式高速开关电磁铁的无密封耐高压结构、无法在湿式状态下工作的不足，本实用新型提供一种具有良好的耐高压特性、适应湿式状态下工作的耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁。
本实用新型为了解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁，包括前端盖和后端盖，所述高速开关电磁铁还包括轭铁部件和衔铁部件，所述衔铁部件包括衔铁和与数字开关阀阀芯联动的推杆，所述衔铁固定安装在所述推杆上，所述推杆可滑动地套装在前端盖和/或后端盖上，所述轭铁部件包括第一轭铁、第二轭铁、第三轭铁、隔磁环、线圈和永磁体，所述第一轭铁、第二轭铁、第三轭铁均布置在所述衔铁外圈，所述第一轭铁和第二轭铁均呈半开口状，所述第一轭铁和第二轭铁的开口相对并形成空腔，所述隔磁环位于所述空腔内，所述线圈环绕在隔磁环上组成电流励磁源；所述第三轭铁呈实心圆环状；所述永磁***于所述第二轭铁和第三轭铁之间且被轴向磁化成N极和S极，所述第三轭铁与后端盖固定连接，所述第一轭铁与前端盖固定连接，所述前端盖和后端盖的内侧各开有一个环形凹槽用来放置第一密封圈、第六密封圈，所述第一密封圈与第三轭铁接触，所述第六密封圈与第一轭铁接触；第二轭铁、第三轭铁分别与永磁体连接的一侧各开有一个环形凹槽用来放置第四密封圈、第五密封圈；线圈保持架的两侧各开有一个环形凹槽用来放置第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封圈与第一轭铁接触，所述第三密封圈与第二轭铁接触。
进一步，为减小衔铁的运动惯量，设计了所述空心杯形状的衔铁4，以获得高的动态响应，满足开关电磁铁高速开关的需要。
本实用新型的有益效果主要表现在：1、采用了简单可靠的耐高压结构，使得***具备在湿式状态下工作的能力；2、换向和复位时冲击和噪声小，工作稳定；3、控制线圈温升低，***寿命长；4、运动零部件摩擦小，润滑性能好，有利于长期保持精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图。
图2为本实用新型的结构尺寸示意图。
图3a为本实用新型的衔铁处于不通电流状态的工作原理示意图。
图3b为本实用新型的衔铁处于一个通电平衡状态的工作原理示意图。
图3c为本实用新型的衔铁处于另一个通电平衡状态的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1～图3c，一种耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁，包括轭铁部件、衔铁部件、前端盖1和后端盖15，所述轭铁部件位于衔铁部件的外侧，所述衔铁部件包括空心杯形状的衔铁4和可与数字开关阀阀芯相连的推杆3，空心杯状衔铁4安装在推杆3上，所述推杆3的两端通过直线轴承2支撑在前端盖1和后端盖15上，推杆中端与衔铁4的轴孔过盈连接；所述轭铁部件包括第一轭铁5、第二轭铁16、第三轭铁13、线圈保持架17、控制线圈8和永磁体14，所述第一轭铁5和第二轭铁16均呈半开口状，所述第一轭铁5、第二轭铁16、第三轭铁13均布置在衔铁外圈，所述第一轭铁5和第二轭铁16的开口相对并形成空腔，所述线圈保持架17用非导磁金属材料制成，位于所述空腔内，所述控制线圈8环绕在线圈保持架17上组成电流励磁源；所述第三轭铁13呈实心圆环状；所述永磁体14位于所述第二轭铁16和第三轭铁13之间且被轴向磁化成N极和S极；所述第三轭铁13与后端盖15固定连接，所述第一轭铁5与前端盖1固定连接。
其中，第二轭铁16、第三轭铁13分别与永磁体14连接的那一侧各开有一个环形凹槽用来放置第四密封圈10、第五密封圈12，前端盖1和后端盖15的内侧各开有一个环形凹槽用来放置第一密封圈6、第六密封圈11；线圈保持架17的两侧各开有一个环形凹槽，用来放置第二密封圈7和第三密封圈9。
为减小衔铁的运动惯量，设计了所述空心杯形状的衔铁4，以获得高的动态响应，满足开关电磁铁高速开关的需要；在衔铁4外表面开有a、b和c三个齿宽相同的轴向非等间隔分布的大齿；为使电磁铁获得较大的推力和较高的动态响应，第一轭铁5、第二轭铁16和第三轭铁13的极身宽度应和衔铁4外表面的三个大齿a、b和c的齿宽相等，统一记为Pt；第三轭铁13、第二轭铁16的极身宽度及永磁体的轴向尺寸之和SK与衔铁4外表面的大齿a和大齿b之间的距离GK必须满足关系式SK=GK+Pt/2;而整个轭铁部件的长度Ls和衔铁4的长度LR之间必须满足关系式LR=LS+Pt/2。
为满足电磁铁正常工作的需要，前端盖1、后端盖15和推杆3均由非导磁金属材料制成；而第一轭铁5、第二轭铁16、第三轭铁13和衔铁4均由高磁导率的软磁材料制成。
当有油液进入衔铁工作腔时，第二轭铁16、第三轭铁13分别与永磁体14连接的那一侧各开有一个环形凹槽用来放置第四密封圈10、第五密封圈12，前端盖1和后端盖15的内侧各开有一个环形凹槽用来放置第一密封圈6、第六密封圈11，以防止油液从电磁铁零部件之间的配合间隙中泄漏出来；线圈保持架17的两侧各开有一个环形凹槽，用来放置第二密封圈7和第三密封圈9，使得控制线圈8与充满油液的衔铁工作腔相隔离；上述的耐高压结构简单可靠，容易实现，从而使得***具有了在湿式状态下工作的能力。
本实施例以高速开关电磁铁衔铁上不均匀分布三个齿宽相同的大齿结构为例，结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实施例的工作原理：如图3a所示，第一轭铁5、第二轭铁16、第三轭铁13分别和空心杯衔铁4形成三段有效工作气隙；当控制线圈8不通电流的时候，各极下工作气隙内只有永磁体产生的极化磁场，由于整个永磁磁路并不对称，其总磁导与转子位置有关，电磁铁将会自动停留在磁路总磁导最大的位置，即初始平衡位置，此时第三轭铁13的极身位置与衔铁4外表面的大齿a重合，而第二轭铁16和第一轭铁5的极身位置分别与衔铁4外表面的大齿b和大齿c错开半个齿宽（Pt/2）的距离，电磁铁停留于初始平衡位置；当线圈8通入如图3b所示
方向（沿纸面向里）的电流时，由于永磁体磁阻较大，则电流控制磁场与永磁极化磁场只是在第二轭铁16与衔铁4上的大齿b、第一轭铁5与衔铁4上的大齿c各自形成的工作气隙中相互叠加，其中第二轭铁16与大齿b的气隙下控制磁场与永磁极化磁场方向相同，磁场强度相互叠加而增强；第一轭铁5与大齿c的气隙下电流磁场与永磁极化磁场方向相反，磁场强度相互抵消而减弱，适当调整控制线圈8的电流强度，可以使得第一轭铁5与大齿c的气隙磁场接近于零，则此时空心杯衔铁4受到电磁推力而向右移动直至其本身所受合力为零，此时衔铁处于通电平衡位置；同样地，当线圈8通入如图3c所示
方向（沿纸面向外）的电流时，第二轭铁16与大齿b的气隙下控制磁场与永磁极化磁场方向相反，磁场强度相互抵消而减弱，适当调整控制线圈8的电流强度，可以使得第二轭铁16与大齿b的气隙磁场接近于零；第一轭铁5与大齿c的气隙下电流磁场与永磁极化磁场方向相同，磁场强度相互叠加而增强，此时空心杯衔铁4受到电磁推力而向左移动直至其本身所受合力为零，衔铁处于另一个通电平衡位置；当线圈8断电，电磁铁在永磁体极化磁场的作用下回到如图3a所示的初始平衡位置。可以看到，只要控制线圈8的电流通断，就可以控制电磁铁的双向快速来回动作，而适当调整电磁铁本身的结构参数，可以控制衔铁4移动距离的长短，从而实现数字开关阀的开和闭两种工作状态。
上述具体实施方式用来解释本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁，包括前端盖和后端盖，所述高速开关电磁铁还包括轭铁部件和衔铁部件，所述衔铁部件包括衔铁和与数字开关阀阀芯联动的推杆，所述衔铁固定安装在所述推杆上，所述推杆可滑动地套装在前端盖和/或后端盖上，所述轭铁部件包括第一轭铁、第二轭铁、第三轭铁、隔磁环、线圈和永磁体，所述第一轭铁、第二轭铁、第三轭铁均布置在所述衔铁外圈，所述第一轭铁和第二轭铁均呈半开口状，所述第一轭铁和第二轭铁的开口相对并形成空腔，所述隔磁环位于所述空腔内，所述线圈环绕在隔磁环上组成电流励磁源；所述第三轭铁呈实心圆环状；所述永磁***于所述第二轭铁和第三轭铁之间且被轴向磁化成N极和S极，所述第三轭铁与后端盖固定连接，所述第一轭铁与前端盖固定连接，其特征在于：所述前端盖和后端盖的内侧各开有一个环形凹槽用来放置第一密封圈、第六密封圈，所述第一密封圈与第三轭铁接触，所述第六密封圈与第一轭铁接触；第二轭铁、第三轭铁分别与永磁体连接的一侧各开有一个环形凹槽用来放置第四密封圈、第五密封圈；线圈保持架的两侧各开有一个环形凹槽用来放置第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封圈与第一轭铁接触，所述第三密封圈与第二轭铁接触。
2.如权利要求1所述的耐高压无弹簧直动式高速开关电磁铁，其特征在于：所述衔铁呈空心杯形状。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN106369210A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-01 | 珠海优特电力科技股份有限公司 | 一种电磁阀 |
| CN108447647A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-08-24 | 浙江工业大学 | 一种基于电励磁的湿式四磁柱双向电磁铁 |
| CN109300648A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-01 | 同济大学 | 一种耐高压动磁式双向比例电磁铁 |
| CN110415913A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-05 | 北京天地玛珂电液控制***有限公司 | 基于永磁铁磁力线局部闭合的电控永磁装置 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106369210A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-01 | 珠海优特电力科技股份有限公司 | 一种电磁阀 |
| CN106369210B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-01-25 | 珠海优特智厨科技有限公司 | 一种电磁阀 |
| CN108447647A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-08-24 | 浙江工业大学 | 一种基于电励磁的湿式四磁柱双向电磁铁 |
| CN108447647B (zh) * | 2018-04-16 | 2023-07-11 | 浙江工业大学 | 一种基于电励磁的湿式四磁柱式电磁铁 |
| CN109300648A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-02-01 | 同济大学 | 一种耐高压动磁式双向比例电磁铁 |
| CN109300648B (zh) * | 2018-10-25 | 2019-10-18 | 同济大学 | 一种耐高压动磁式双向比例电磁铁 |
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