專(zhuān)利名稱(chēng)：磁性促動(dòng)器和包括該促動(dòng)器的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁性促動(dòng)器，特別用在磁性閥中。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及可以用在借助直流電(DC)驅(qū)動(dòng)的閥中的磁性促動(dòng)器，以及借助交流電(AC)驅(qū)動(dòng)的閥中的磁性促動(dòng)器。
背景技術(shù)：
在磁性DC閥中，已經(jīng)知道將靜止部件和移動(dòng)部件塑形，以使其中一個(gè)部件包括凸起部件而另一個(gè)部件包括凹部，該凹部確定形狀和位置，從而在促動(dòng)器操作過(guò)程中接收凸起部件。所述形狀通常用來(lái)在氣隙較大時(shí)增加吸引力，而在氣隙較小時(shí)減小吸引力。從而在閥的整個(gè)工作范圍內(nèi)獲得更為均勻的吸引力。 因此，US6， 619， 612公開(kāi)了一種DC閥，該閥包括磁性促動(dòng)器，其中靜止部件設(shè)置有
居中布置的銷(xiāo)，而移動(dòng)部件設(shè)置有凹部，該凹部適配成在促動(dòng)器操作時(shí)接收靜止部件的銷(xiāo)。
該促動(dòng)器通過(guò)向布置在促動(dòng)器周?chē)木€圈提供DC電流而工作。電流在線圈內(nèi)感生出磁場(chǎng)，
并且移動(dòng)部件因磁場(chǎng)存在而向靜止部件移動(dòng)。切斷DC電流供應(yīng)則導(dǎo)致移動(dòng)部件向遠(yuǎn)離靜
止部件的方向移動(dòng)。移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)取決于感生磁場(chǎng)的強(qiáng)度，因而取決于供應(yīng)給線圈的電
流。移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致閥元件相對(duì)于閥座移動(dòng)，即導(dǎo)致閥打開(kāi)或關(guān)閉。 如果US6，619，612所示的促動(dòng)器應(yīng)用于AC場(chǎng)合，則移動(dòng)部件將因?yàn)橄蚓€圈提供了
交變電流而振蕩。這樣會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)部件以所供應(yīng)的電流的頻率反復(fù)撞擊靜止部件。這樣會(huì)
導(dǎo)致噪音水平較高而且閥的磨損程度較高。這是非常不希望看到的情形。 如上所述，有時(shí)在AC閥中，噪音水平高以及閥的磨損程度高也是一個(gè)問(wèn)題。為了
克服這些問(wèn)題，幾乎全部AC閥都設(shè)置了導(dǎo)電材料制成的環(huán)，該環(huán)提供第二磁場(chǎng)，第二磁場(chǎng)
的相位不同于用來(lái)移動(dòng)移動(dòng)部件的主磁場(chǎng)的相位。第二磁場(chǎng)的存在確保了總磁場(chǎng)力不會(huì)變
成零。該總磁場(chǎng)力的幅值能將移動(dòng)部件和靜止部件保持在一起。因此，在磁性閥設(shè)置有偏壓
彈簧的情況下，總磁場(chǎng)力應(yīng)該高于偏壓彈簧的力。因此，來(lái)源于移動(dòng)部件反復(fù)撞擊靜止部件
的噪音和磨損得以減小。上述的環(huán)通常稱(chēng)為屏蔽環(huán)，例如在JP101 03 556中示出。但是，
如果JPIOI 03 556所示的磁性促動(dòng)器應(yīng)用在DC場(chǎng)合，則操作促動(dòng)器所需的功率將變得非
常高，特別是在氣隙相對(duì)較大的情況下。 在US2，990， 155中也示出了屏蔽環(huán)，但是文中示出的以導(dǎo)磁材料制成的漸縮凸起在電磁線圈管固定端導(dǎo)磁材料中并不具有對(duì)應(yīng)凹部。因此，如果US2， 990， 155所示的磁性促動(dòng)器應(yīng)用于DC場(chǎng)合，則操作促動(dòng)器所需的功率將因存在至少與屏蔽環(huán)高度一樣寬的氣隙而變得非常高，導(dǎo)致較高的磁阻。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種磁性促動(dòng)器，該促動(dòng)器適合用于DC場(chǎng)合以及AC場(chǎng)合。 本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種磁性促動(dòng)器，較之現(xiàn)有技術(shù)中類(lèi)似磁性促動(dòng)器而言，在氣隙較大時(shí)，移動(dòng)力增大。
本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種磁性促動(dòng)器，較之現(xiàn)有技術(shù)中類(lèi)似磁性促動(dòng)器而言，噪音水平降低。 本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種磁性促動(dòng)器，較之現(xiàn)有技術(shù)中類(lèi)似磁性促動(dòng)器而言，在操作過(guò)程中促動(dòng)器上的磨損減小。 本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種磁性閥，該磁性閥可以應(yīng)用于DC場(chǎng)合以及AC場(chǎng)合。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，上述目標(biāo)以及其他目標(biāo)通過(guò)提供一種磁性促動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該促動(dòng)器包括 以導(dǎo)磁材料制成的靜止部件；
以導(dǎo)磁材料制成的移動(dòng)部件； 相對(duì)于移動(dòng)部件圓周布置的線圈，以使移動(dòng)部件可以根據(jù)電流流過(guò)線圈時(shí)感生出
的磁場(chǎng)而相對(duì)于靜止部件移動(dòng)；禾口 布置在靜止部件或移動(dòng)部件上的屏蔽環(huán)， 其中所述靜止部件和移動(dòng)部件塑形地讓靜止部件和移動(dòng)部件其中之一設(shè)置有凸起部件，而靜止部件和移動(dòng)部件其中另一設(shè)置有對(duì)應(yīng)凹部，該凹部適配成接收該凸起部件。
在本文中，術(shù)語(yǔ)"靜止部件"應(yīng)該理解為相對(duì)于促動(dòng)器所處應(yīng)用場(chǎng)合基本上保持靜止的促動(dòng)器部件。因此，靜止部件不需要對(duì)地靜止，而是可以允許隨著促動(dòng)器所處應(yīng)用場(chǎng)合而移動(dòng)。例如，如果應(yīng)用場(chǎng)合定位在移動(dòng)車(chē)輛上，則靜止部件通常隨著車(chē)輛移動(dòng)，但是并不相對(duì)于車(chē)輛移動(dòng)。 移動(dòng)部件相對(duì)于靜止部件移動(dòng)。此外，向線圈提供電流導(dǎo)致移動(dòng)部件相對(duì)于靜止部件移動(dòng)，并且這種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致促動(dòng)器進(jìn)行期望的操作。 靜止部件以及移動(dòng)部件用導(dǎo)磁材料制作，諸如鐵磁材料，例如Wl. 4105或者AISI430。 線圈相對(duì)于移動(dòng)部件圓周布置。此外，線圈布置成讓移動(dòng)部件根據(jù)電流通過(guò)線圈而感生的磁場(chǎng)來(lái)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選，移動(dòng)部件布置在線圈內(nèi)側(cè)。向線圈施加電流時(shí)，根據(jù)安培定律感生出磁場(chǎng)。從而，靜止部件以及移動(dòng)部件將組成電磁鐵，并且彼此面對(duì)的端部部件將相應(yīng)地彼此吸引，從而導(dǎo)致移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。 磁性促動(dòng)器設(shè)置有屏蔽環(huán)，屏蔽環(huán)布置在靜止部件或移動(dòng)部件上。在AC電流提供給線圈從而如上所述那樣感生磁場(chǎng)時(shí)，交變磁場(chǎng)在屏蔽環(huán)上感生出電流，從而形成第二磁場(chǎng)。第二磁場(chǎng)的相位不同用于用來(lái)移動(dòng)移動(dòng)部件的主磁場(chǎng)的相位。從而，保證了總磁場(chǎng)力不會(huì)變成零。從而，在向線圈提供AC電流時(shí)，屏蔽環(huán)防止移動(dòng)部件反復(fù)撞擊靜止部件，并且因這種振蕩運(yùn)動(dòng)而可能導(dǎo)致的噪音和磨損顯著減小。因此，本發(fā)明的磁性促動(dòng)器適合用于AC場(chǎng)合，諸如AC閥中。 在AC電流施加到線圈時(shí)，移動(dòng)部件在一些情況下移動(dòng)地如此之快，以至于在感生交變磁場(chǎng)到達(dá)零之前，移動(dòng)部件移動(dòng)到靜止部件。屏蔽環(huán)則將移動(dòng)部件保持在該位置。在另一些情況下，移動(dòng)部件移動(dòng)地有點(diǎn)慢，并且交變磁場(chǎng)將導(dǎo)致移動(dòng)部件向靜止部件的移動(dòng)呈步進(jìn)式。 此外，靜止部件和移動(dòng)部件塑形地讓其中之一設(shè)置有凸起部件，而另一設(shè)置有對(duì)應(yīng)凹部，該凹部適配成接收該凸起部件。凸起部件可以設(shè)置在靜止部件上，在這種情況下，凹部設(shè)置在移動(dòng)部件上?；蛘?，凸起部件可以設(shè)置在移動(dòng)部件上，在這種情況下，凹部設(shè)置在靜止部件上。當(dāng)磁性促動(dòng)器操作時(shí)，移動(dòng)部件相對(duì)于靜止部件移動(dòng)，凸起部件和凹部發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣產(chǎn)生的結(jié)果是移動(dòng)部件和靜止部件之間的最小距離在這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)顯著變化，即最小距離保持在相對(duì)較低的水平，即使靜止部件和移動(dòng)部件之間存在相對(duì)較大的"氣隙"。從而，較之未設(shè)置凸起部件和對(duì)應(yīng)凹部且以相同功率水平操作的類(lèi)似促動(dòng)器來(lái)說(shuō)，促動(dòng)器可以提供顯著更大的吸引力，部分原因是移動(dòng)部件和靜止部件之間的區(qū)域內(nèi)的磁通量損失最小，但是原因也在于磁場(chǎng)力在移動(dòng)方向上的分量可以保持在相對(duì)較高的水平。特別是在"氣隙"相對(duì)較大時(shí)，就是這種情況。因此，通過(guò)本發(fā)明的促動(dòng)器，可以獲得較大的吸引力，而不需增大必要功率水平，且因促動(dòng)器部件上的熱耗散而導(dǎo)致的能量損失較少，不需要增加制造成本，并且不需要增大促動(dòng)器的尺寸。這樣的結(jié)果特別具有優(yōu)勢(shì)。在促動(dòng)器應(yīng)用在磁性閥中的情況下，相對(duì)較大的"氣隙"通常出現(xiàn)在允許大量流體通過(guò)閥的地方。因此，本發(fā)明的促動(dòng)器非常適合用于期望在流體流量相對(duì)較大的情況下操作的閥中。但是，該促動(dòng)器還可以用在不希望存在較大氣隙的場(chǎng)合下，即促動(dòng)器可以用在許多不同場(chǎng)合。 此外，靜止部件和移動(dòng)部件的特定設(shè)計(jì)使得促動(dòng)器適合用在DC場(chǎng)合。因此，本發(fā)明的促動(dòng)器可以用在DC場(chǎng)合以及AC場(chǎng)合，并且因此不需要為了各種目的制造各種促動(dòng)器。這樣降低了制造成本。此外，這種方案也使得磁場(chǎng)效率更高。 凸起部件可以形成移動(dòng)部件或靜止部件的整體部分。在本文中，術(shù)語(yǔ)"整體部分"應(yīng)該理解為指的是凸起部件和靜止部件或移動(dòng)部件分別制作成單獨(dú)部件并且以相同材料形成。這種實(shí)施方式具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槿菀字圃齑賱?dòng)器而且節(jié)約成本。 作為替代方案，凸起部件可以連接到靜止部件或移動(dòng)部件，例如表現(xiàn)為銷(xiāo)形式，該銷(xiāo)壓入靜止部件或移動(dòng)部件。 凸起部件可以布置在靜止部件上或形成其一部分，而凹部可以形成在移動(dòng)部件上。在這種情況下，凸起部件可以覆蓋靜止部件總截面積的5%到50%的截面積，諸如介于5 %和40%之間，諸如介于10 %和40 %之間，諸如介于10 %和25 % ，諸如總截面積的大約20%。 優(yōu)選，在這種情況下，截面是在靜止部件結(jié)束而凸起部件開(kāi)始的地方截取的截面。在凸起部件為居中布置的截面基本上為圓形的銷(xiāo)，并且靜止部件的端部表面基本上為圓形的情況下，則凸起部件的直徑可以具有優(yōu)勢(shì)地占具有凹部的部件的端表面代表直徑的30%和50%之間。 作為替代方案，凸起部件可以布置在移動(dòng)部件上或形成其一部分，而凹部可以形成在靜止部件上，如上所述。 凸起部件可以表現(xiàn)為基本上居中布置在移動(dòng)部件或靜止部件上的銷(xiāo)。在這種情況下，凹部是居中布置在不具有凸起部件的部件上的孔，該凹部的尺寸和形狀匹配凸起部件的尺寸和形狀。 作為替代方案，凸起部件可以具有任何其他適當(dāng)形狀，諸如布置在移動(dòng)部件或靜止部件上的周邊環(huán)。在這種情況下，凹部是布置在不具有凸起部件的部件上的周邊凹槽。
凸起部件可以為錐形或截頭錐形，例如限定的頂角落在1(T -30°范圍內(nèi)，諸如落在15° -25°范圍內(nèi)。在這種情況下，凸起部件優(yōu)選具有基本上圓形截面，截面積隨著離開(kāi)具有凸起部件的部件的端表面的距離而減小。這種實(shí)施方式的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在于，較之凸起部件基本上為柱狀的實(shí)施方式來(lái)說(shuō)，防止了運(yùn)動(dòng)方向上的磁場(chǎng)力在氣隙較小的時(shí)候明顯減
小。運(yùn)動(dòng)方向上的磁場(chǎng)力由F二 1/2 *I2 "L/dx給出，其中I是提供給線圈的電流，而dL/
dx是自感相對(duì)于運(yùn)動(dòng)方向的微分，即氣隙尺寸的變化。因此，采用基本上為柱狀的凸起部
件在氣隙較小的情況下，可以讓運(yùn)動(dòng)方向上的磁場(chǎng)力變得非常小。但是，采用錐形或截頭錐
形，一定程度上保持了運(yùn)動(dòng)方向上的磁場(chǎng)力較大。 作為替代方案或附加方案，凹部可以為錐形或截頭錐形。 凸起部件的長(zhǎng)度占具有凹部的部件的端表面代表直徑的15%到30%。根據(jù)該實(shí)施方式，在典型設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)氣隙上對(duì)與運(yùn)動(dòng)方向基本上垂直的方向的力的優(yōu)化。
凸起部件可以基本上為實(shí)心。在本文中，術(shù)語(yǔ)"實(shí)心"應(yīng)該理解為指的是材料基本上存在于凸起部件全部尺寸。因此，根據(jù)該實(shí)施方式，凸起部件并非中空，也并非包括中空部件。 但是，作為替代方案，凸起部件可以為中空，或者包括中空部件。 屏蔽環(huán)可以布置在靜止部件上?；蛘?，可以布置在移動(dòng)部件上。此外，屏蔽環(huán)可以
與凸起部件一起布置在相同的部件上，或者屏蔽環(huán)可以布置在不具有凸起部件的部件上。 屏蔽環(huán)優(yōu)選可以由銅、銀或鋁制成。 磁性促動(dòng)器可以進(jìn)一步包括機(jī)械偏壓裝置，該裝置適配成向著遠(yuǎn)離靜止部件的方
向偏壓移動(dòng)部件。根據(jù)該實(shí)施方式，當(dāng)促動(dòng)器處于解除勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)，移動(dòng)部件將處于盡可能
遠(yuǎn)離靜止部件的位置。在促動(dòng)器勵(lì)磁時(shí)，移動(dòng)部件則向著靜止部件的方向移動(dòng)。 機(jī)械偏壓裝置可以具有優(yōu)勢(shì)地為彈簧或包括彈簧，諸如可壓縮彈簧。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，上述目標(biāo)以及其他目標(biāo)通過(guò)提供一種磁性閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，該
磁性閥包括 閥座； 閥關(guān)閉元件，該閥關(guān)閉元件可以在抵靠閥座因而關(guān)閉所述閥的位置和不抵靠閥座因而允許流體通過(guò)所述閥的位置之間移動(dòng)；禾口 符合本發(fā)明第一方面的磁性促動(dòng)器，所述磁性促動(dòng)器的移動(dòng)部件連接到所述閥關(guān)閉元件，因而所述閥根據(jù)所述移動(dòng)部件的移動(dòng)而打開(kāi)或關(guān)閉。 應(yīng)該注意，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，結(jié)合本發(fā)明第一方面論述的任何特征都可以均等地與本發(fā)明的第二方面相結(jié)合，反之亦然。 所述閥關(guān)閉元件可以?xún)H在兩個(gè)位置之間移動(dòng)，即一個(gè)位置是所述閥關(guān)閉而另一個(gè)位置是所述閥打開(kāi)。可以選擇的是，所述閥關(guān)閉元件可以在多個(gè)位置之間移動(dòng)，例如連續(xù)移動(dòng)，所述多個(gè)位置限定所述閥的各種開(kāi)度。 由于符合本發(fā)明第二方面的閥包括符合本發(fā)明第一方面的磁性促動(dòng)器，所以上述優(yōu)勢(shì)也可以適用于所述閥。因此，所述閥適合用在DC場(chǎng)合以及AC場(chǎng)合，在不增加制造成本的條件下增加吸引力，等等。 所述閥可以是那種在非勵(lì)磁狀態(tài)下保持打開(kāi)的閥，即所謂的常開(kāi)(N0)閥，可以是那種在非勵(lì)磁狀態(tài)下保持關(guān)閉的閥，即所謂的常閉(NC)閥，或者可以是任何其他適當(dāng)類(lèi)型的閥。


現(xiàn)在將參照附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中 圖1是符合本發(fā)明第一實(shí)施方式的促動(dòng)器處于第一位置時(shí)的截面圖； 圖2是圖1所示促動(dòng)器處于第二位置時(shí)的截面圖； 圖3是符合本發(fā)明第二實(shí)施方式的促動(dòng)器處于第一位置時(shí)的截面圖； 圖4是圖3所示促動(dòng)器處于第二位置時(shí)的截面圖； 圖5是符合本發(fā)明實(shí)施方式的閥處于打開(kāi)位置時(shí)的截面圖； 圖6是圖5所示閥處于關(guān)閉位置的截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是符合本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁性促動(dòng)器1的截面圖。促動(dòng)器1包括殼體2，殼體包圍靜止部件3和移動(dòng)部件4，靜止部件3以及移動(dòng)部件4以導(dǎo)磁材料制成。線圈(未示出)圓周布置在靜止部件3和移動(dòng)部件4周?chē)?。因此，在電流流過(guò)線圈時(shí)，在部件3、4所處的區(qū)域內(nèi)感生出磁場(chǎng)。 靜止部件3設(shè)置有凸起部件5，該凸起部件表現(xiàn)為銷(xiāo)的形式，居中布置在靜止部件3上。移動(dòng)部件4設(shè)置有對(duì)應(yīng)的凹部6，所述凹部適配成在移動(dòng)部件4向著靜止部件3方向移動(dòng)時(shí)，接收所述凸起部件5。 靜止部件3進(jìn)一步設(shè)置有屏蔽環(huán)7，該屏蔽環(huán)布置在靜止部件3周邊。
在圖1中，示出了磁性促動(dòng)器1處于移動(dòng)部件4盡可能遠(yuǎn)離靜止部件3的位置。但是，即使靜止部件3與移動(dòng)部件4的平面部件之間的距離彼此相對(duì)較遠(yuǎn)，靜止部件3和移動(dòng)部件4之間的最小距離也相對(duì)較小。該最小距離由凸起部件5的尖端和移動(dòng)部件4的邊緣部件之間的距離來(lái)限定。因此，該較小的最小距離由具備凸起部件5的靜止部件3的特定設(shè)計(jì)與具備凹部6的移動(dòng)部件4的特定設(shè)計(jì)相結(jié)合所導(dǎo)致。由于該最小距離相對(duì)較小，所以即使靜止部件3和移動(dòng)部件4之間存在較大距離，也能確?？梢蕴峁┫鄬?duì)較大的吸引力來(lái)移動(dòng)移動(dòng)部件4，當(dāng)靜止部件3和移動(dòng)部件4的位置彼此相對(duì)較遠(yuǎn)，諸如圖1所示的位置時(shí)。但是，如果靜止部件3和移動(dòng)部件4的位置彼此相對(duì)較近，則吸引力減小。因此，實(shí)現(xiàn)了促動(dòng)器1在整個(gè)工作范圍內(nèi)具有更為均勻的吸引力。 屏蔽環(huán)7用導(dǎo)電材料制成，并且適配成提供第二磁場(chǎng)，第二磁場(chǎng)的相位不同于線圈所感生磁場(chǎng)的相位。因此，防止了源自用于移動(dòng)移動(dòng)部件的磁場(chǎng)以及源自屏蔽環(huán)提供的磁場(chǎng)的總磁場(chǎng)力變成零。因此，防止移動(dòng)部件4如上所述地反復(fù)撞擊靜止部件3。因此，操作促動(dòng)器1的噪音水平以及促動(dòng)器1的磨損減小。 圖2是圖1所示磁性促動(dòng)器1的截面圖。在圖2中，移動(dòng)部件4定位地盡可能靠近靜止部件3。此外，從圖2可以看出，隨著移動(dòng)部件4向著靜止部件3移動(dòng)，凸起部件5收納在凹部6中。 圖1和2所示的磁性促動(dòng)器1優(yōu)選以下述方式操作。在非勵(lì)磁狀態(tài)下，即沒(méi)有電流通過(guò)線圈時(shí)，由于重力原因，或者可能由于圖中未示出的偏壓彈簧的原因，移動(dòng)部件4將處于圖1所示位置。當(dāng)希望操作促動(dòng)器1時(shí)，向線圈提供電流，從而感生出向著靜止部件3的方向，即向著圖2所示位置吸引移動(dòng)部件4的磁場(chǎng)。為了將移動(dòng)部件4返回圖1所示位置，需要將線圈解除勵(lì)磁。
圖3和4是符合本發(fā)明第二實(shí)施方式的磁性促動(dòng)器1的截面圖。圖3和4所示的 磁性促動(dòng)器1非常類(lèi)似于圖1和2所示的促動(dòng)器。但是，圖3和4所示促動(dòng)器進(jìn)一步設(shè)置 有彈簧8，該彈簧向著背離靜止部件3的方向偏壓移動(dòng)部件4。因此，當(dāng)操作促動(dòng)器1從而 向著靜止部件3的方向移動(dòng)移動(dòng)部件4時(shí)，需要壓縮彈簧8，即必須施加與壓縮彈簧8所需 的力對(duì)應(yīng)的額外的力，以便移動(dòng)移動(dòng)部件4。因此，彈簧8確保了由促動(dòng)器1操作的閥在解 除勵(lì)磁狀態(tài)下關(guān)閉地充分緊密，而不考慮閥的取向如何，就是說(shuō)，即便閥的取向使得重力無(wú) 法確保閥在解除勵(lì)磁狀態(tài)下保持關(guān)閉也無(wú)所謂。 在圖3中，示出了促動(dòng)器1處于移動(dòng)部件4的位置盡可能遠(yuǎn)離靜止部件3的位置， 而在圖4中，移動(dòng)部件4的位置盡可能靠近靜止部件3。從圖4可以看出，彈簧8被壓縮。
圖5和6是包括圖3和4所示磁性促動(dòng)器的磁性閥9的截面圖。線圈10圓周布 置在促動(dòng)器周?chē)ｉy9進(jìn)一步包括閥座11和連接到促動(dòng)器移動(dòng)部件4的閥關(guān)閉元件12。 閥座11布置在閥9的流體入口 13和流體出口 14之間。閥關(guān)閉元件12在抵靠閥座11的 位置和不抵靠閥座11的位置之間移動(dòng)。當(dāng)閥關(guān)閉元件12抵靠閥座11時(shí)，阻止了來(lái)自流體 入口 13的流體流向流體出口 14，即閥9關(guān)閉。當(dāng)閥關(guān)閉元件12不抵靠閥座11時(shí)，允許流 體從流體入口 13流向流體出口 14，即閥9打開(kāi)。在這種情況下，流體流動(dòng)取決于開(kāi)度，即 閥關(guān)閉元件12離閥座11的距離有多遠(yuǎn)。由于閥關(guān)閉元件12連接到促動(dòng)器移動(dòng)部件4，所 以閥關(guān)閉元件12的位置由移動(dòng)部件4的位置來(lái)確定。因此，在移動(dòng)部件4被拉向靜止部件 3時(shí)，閥關(guān)閉元件12從閥座11離開(kāi)，即閥9打開(kāi)。同樣，當(dāng)移動(dòng)部件4向著遠(yuǎn)離靜止部件3 的方向移動(dòng)時(shí)，閥關(guān)閉元件12向著閥座11移動(dòng)，直到抵靠閥座11且閥9因而關(guān)閉為止。
彈簧8向著遠(yuǎn)離靜止部件3的方向機(jī)械地偏壓移動(dòng)部件4。因此，在沒(méi)有向線圈 10提供電流的時(shí)候，移動(dòng)部件4將處于盡可能遠(yuǎn)離靜止部件3的位置，即閥關(guān)閉元件12將 處于抵靠閥座11的位置，因而閥9關(guān)閉。因此，閥9是一種在非勵(lì)磁狀態(tài)下處于關(guān)閉的閥， 即所謂的"常閉(NC)"閥。 圖5示出了閥9處于打開(kāi)位置，即移動(dòng)部件4盡可能靠近靜止部件3，并且閥關(guān)閉 元件12不抵靠閥座11 。圖6示出了閥9處于關(guān)閉位置，即移動(dòng)部件4盡可能遠(yuǎn)離靜止部件 3，并且閥關(guān)閉元件12抵靠閥座11。
權(quán)利要求
一種磁性促動(dòng)器(1)，包括以導(dǎo)磁材料制成的靜止部件(3)；以導(dǎo)磁材料制成的移動(dòng)部件(4)；相對(duì)于移動(dòng)部件(4)圓周布置的線圈(10)，以使移動(dòng)部件(4)可以根據(jù)電流流過(guò)線圈(10)時(shí)感生出的磁場(chǎng)而相對(duì)于靜止部件(3)移動(dòng)；和布置在靜止部件(3)或移動(dòng)部件(4)上的屏蔽環(huán)(7)，其中所述靜止部件(3)和移動(dòng)部件(4)塑形地讓靜止部件(3)和移動(dòng)部件(4)其中之一設(shè)置有凸起部件(5)，而靜止部件(3)和移動(dòng)部件(4)其中另一設(shè)置有對(duì)應(yīng)凹部(6)，該凹部適配成接收該凸起部件(5)。
2. 如權(quán)利要求1所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述凸起部件(5)形成移動(dòng)部件 (4)或靜止部件(3)的整體部分。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的磁性促動(dòng)器(1)，其特征在于，所述凸起部件(5)布置在靜 止部件(3)上或形成其一部分，而所述凹部(6)形成在移動(dòng)部件(4)上。
4. 如權(quán)利要求3所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述凸起部件(5)覆蓋靜止部件 (3)總截面積的5%到50%的截面積。
5. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的磁性促動(dòng)器，其特征在于，所述凸起部件(5)表現(xiàn)為 基本上居中布置在移動(dòng)部件(4)或靜止部件(3)上的銷(xiāo)。
6. 如權(quán)利要求5所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述凸起部件(5)為錐形或截頭 錐形。
7. 如權(quán)利要求6所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述錐形或截頭錐形限定的頂角 落在10° -30°范圍內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述凸起部件(5)的 長(zhǎng)度占具有所述凹部(6)的部件的端部代表直徑的15%到30%。
9. 如權(quán)利要求5至8任一項(xiàng)所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述凸起部件(5)基 本上為實(shí)心。
10. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述屏蔽環(huán)(7)布置 在靜止部件(3)上。
11. 如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的磁性促動(dòng)器(l)，進(jìn)一步包括機(jī)械偏壓裝置，該裝 置適配成向著遠(yuǎn)離靜止部件(3)的方向偏壓移動(dòng)部件(4)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的磁性促動(dòng)器(l)，其特征在于，所述機(jī)械偏壓裝置包括彈簧(8)。
13. —種磁性閥(9)，包括: 閥座(11);閥關(guān)閉元件(12)，該閥關(guān)閉元件可以在抵靠閥座(11)因而關(guān)閉所述閥(9)的位置和不 抵靠閥座(11)因而允許流體通過(guò)所述閥(9)的位置之間移動(dòng)；禾口如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的磁性促動(dòng)器(1)，所述磁性促動(dòng)器(1)的移動(dòng)部件(4)連 接到所述閥關(guān)閉元件(12)，因而所述閥(9)根據(jù)所述移動(dòng)部件(4)的移動(dòng)而打開(kāi)或關(guān)閉。
14. 如權(quán)利要求13所述的磁性閥(9)，其特征在于，所述閥(9)是電磁閥。
15. 如權(quán)利要求13或14所述的磁性閥(9)，其特征在于，所述閥(9)是那種在非勵(lì)磁狀態(tài)下處于打開(kāi)的閥。
16.如權(quán)利要求13或14所述的磁性閥(9)，其特征在于，所述閥(9)是那種在非勵(lì)磁 狀態(tài)下處于關(guān)閉的閥。
全文摘要
一種磁性促動(dòng)器(1)，包括靜止部件(3)、移動(dòng)部件(4)和相對(duì)于移動(dòng)部件(4)圓周布置的線圈(10)，以使移動(dòng)部件(4)可以根據(jù)電流流過(guò)線圈(10)時(shí)感生出的磁場(chǎng)而相對(duì)于靜止部件(3)移動(dòng)。所述靜止部件(3)和移動(dòng)部件(4)塑形地讓靜止部件(3)和移動(dòng)部件(4)其中之一設(shè)置有凸起部件(5)，而靜止部件(3)和移動(dòng)部件(4)其中另一設(shè)置有對(duì)應(yīng)凹部(6)，該凹部適配成接收該凸起部件(5)。因而所述靜止部件(3)和所述移動(dòng)部件(4)之間的最小距離保持相對(duì)較小，并且因而能在不增加制造成本的條件下實(shí)現(xiàn)較大的吸引力。所述促動(dòng)器(1)進(jìn)一步包括屏蔽環(huán)(7)，所述屏蔽環(huán)提供的磁場(chǎng)的相位不同于所述線圈(10)感生出的磁場(chǎng)的相位。這樣防止了移動(dòng)部件(4)反復(fù)撞擊靜止部件(3)，并使得該促動(dòng)器(1)適合用于AC場(chǎng)合以及DC場(chǎng)合。所述促動(dòng)器(1)適合用在磁性閥(9)中。
文檔編號(hào)H01F7/08GK101743601SQ200880024816
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者簡(jiǎn)·L·拉森, 邁克爾·伯克倫德 申請(qǐng)人:丹佛斯公司