CN103899826B - 具有电磁驱动器的阀 - Google Patents

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Abstract

一种具有电磁驱动器（10）的阀，该驱动器包括设置在两个磁极（14）之间并具有施加在其上的绕组（16）的芯体（12），该绕组至少在确定阀（1）的结构尺寸的尺度（B）的方向上安置在芯体（12）上且没有插入的线圈架壁。

Description

具有电磁驱动器的阀
本申请是申请人波凯特有限公司于2007年3月29日提出的PCT申请PCT/EP2007/002819于2008年10月27日进入国家阶段的申请号为200780015286.9、发明名称为“具有电磁驱动器的阀的共线结构”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及具有电磁驱动器的阀。
背景技术
市场上对更小的阀的需求总是在不断增长。但是，更小的尺度导致结构体积的减小，因此，在阀中能够转换的功率减小。电磁线圈的最大机械功率输出例如取决于许多因素，但是特别取决于结构体积和铜绕组与容纳在线圈中的芯体截面之比。图1示出用于根据现有技术的阀中的电磁驱动器10′。该驱动器10′包括芯体12′、两个磁极14′以及设置在线圈架18′的壁上的绕组16′。部分芯体形成为可动的提升衔铁20′并且与线圈架18′相隔一定距离地设置在线圈架18′的里面。确定相关阀的结构尺寸的尺度由图中的B′表示。
发明内容
本发明提供一种具有电磁驱动器的阀，与现有技术的阀比较，本发明的阀的特征在于特别小的结构尺寸，同时该驱动器具有高功率输出。
根据本发明的第一方面，这通过具有电磁驱动器的阀来实现，该电磁驱动器包括设置在两个磁极之间并且具有施加在其上的绕组的芯体，该绕组至少在确定阀的结构尺寸的尺度的方向上安置在芯体上且没有插入的线圈架壁。与现有技术相比，这种构造提供用于绕组的更多空间，而阀的外部尺寸保持相同。这样，可以容纳更大数目的线圈匝数，并且能够获得更大的磁动势，因此获得更大的磁力，同时结构尺寸保持相同。反过来说，当电磁驱动器的功率输出保持与现有技术相同时，这使得阀的结构尺寸能够减小。
优选地，磁极与芯体以一件的形式形成。
出于成本的原因需要形成常规铁的而不是铁氧体的芯体和磁极，然后芯体和磁极是成层的金属薄片（即，层叠的）的形式以避免涡流损失。
根据优选实施例，磁极在绕组上伸出，并且驱动器还包括与磁极配合的衔铁。更具体地说，衔铁设置在绕组外面，其结果可以消除衔铁运动所必需的空气间隙（当衔铁设置在绕组里面时）。这进一步减小结构尺寸。当然，衔铁也可以是层叠的金属薄片的形式。
如果沿着确定阀的结构尺寸的尺度之外的尺度的方向，将衔铁设置在绕组覆盖的芯体旁边，则得到一种特别节省空间的构造。
衔铁可以是枢轴衔铁、板式衔铁或提升衔铁，在每种情况下其设置在绕组的外面，并且相对于绕组这样定位，使得它不增加阀的结构尺寸。当使用提升衔铁时，其具有例如平行四边形悬架。
根据本发明的第二方面，提供一种具有电磁驱动器的阀，该电磁驱动器包括多个平行的芯体，它们通过磁轭连接，并且每个具有施加在其上的绕组，该绕组至少在确定阀的结构尺寸的尺度的方向上安置在芯体上且没有插入的线圈架壁。再者，通过省去线圈架壁，能够减小阀的结构尺寸，或者能够增加用来容纳绕组的空间。
优选地，芯体的与磁轭相对的相应自由端均形成用于与驱动器的衔铁配合的磁极。再者，对于特定的尺度，衔铁有利地设置成使得它不被包括在阀的结构尺寸中。
衔铁可以是与用作磁极的芯体的自由端配合的枢轴衔铁或板式衔铁。
同样，为了成本的原因，优选地，至少芯体是层叠的金属薄片的形式。
附图说明
从下面参考附图对若干优选实施例的描述中，本发明的其他特征和优点将变得更加明白，其中
图1示出根据现有技术用于阀的电磁驱动器的局部剖视的透视图；
图2示出在根据本发明的阀中采用的电磁驱动器的局部剖视的透视图；
图2A示出用于根据本发明的阀的、与图2相比修改过的电磁驱动器的局部剖视的透视图；
图3示出用于根据本发明的阀的、具有枢轴衔铁的电磁驱动器的透视图；
图4示出用于根据本发明的阀的、具有板式衔铁的电磁驱动器的透视图；
图5示出用于根据本发明的阀的、具有提升衔铁的电磁驱动器的透视图；
图6示出共线设计的根据本发明的多个阀的透视图；
图7示出根据本发明的阀的剖视图，其具有根据图3的电磁驱动器；
图8示出根据本发明的阀的剖视图，其具有根据图5的电磁驱动器；
图9示出根据本发明的阀的剖视图，其具有根据图4的电磁驱动器；
图10示出与图9相比稍稍修改的、根据本发明的阀的剖视图；
图11示出根据本发明的可选实施例的阀的剖视图，该阀的电磁驱动器包括枢轴衔铁；以及
图12示出根据本发明的另一种阀的、类似于图11的剖视图。
具体实施方式
图2示意地示出用于根据本发明的阀的电磁驱动器10，更具体地说，这种阀是具有小于或等于5mm、优选大约4.5mm的结构尺寸的窄阀。驱动器10具有设置在两个磁极14之间并且与其以一件的形式形成的芯体12。该芯体12具有设置在其上、由多个铜匝（线圈）形成的绕组16。还设置有设置在绕组16和磁极14之间的线圈架18，但是该线圈架与现有技术中的不同，至少在确定阀的结构尺寸的尺度B的方向上在芯体12和绕组16之间没有壁。磁极14在绕组16上伸出并且与衔铁20配合，衔铁20相对于磁极14设置成使得它不沿着尺度B增大阀的结构尺寸。与图2所示的例子不同，线圈架18也可以完全取消。
图2A示出电磁驱动器10的优选的变型，与前一个所述实施方式不同之处在于芯体12、磁极14和衔铁10是沿着尺度B的方向并排设置的层叠的金属薄片21的形式。
图3至图5示出电磁驱动器10的不同的构造，衔铁20可选地形成为枢轴衔铁（图3）、板式衔铁（图4）或设置在绕组16外面并具有平行四边形悬架22的提升衔铁（图5）。附图标记24表示绕组16的电连接部。再者，与所示的例子不同，芯体12、磁极14和/或衔铁20可以做成层叠的形式。
所示的驱动器10允许特别扁平或窄的阀构造，因此使得阀特别适合于节省空间的共线构造，例如用于孔板应用，其中，具有小于9mm的结构尺寸的阀被用于所谓的96孔板中，而具有小于或等于4.5mm的结构尺寸的阀能够用于384孔板中。阀的这种共线构造示于图6。
图7示出根据本发明的阀1，其沿着垂直于投影平面的尺度具有4.5mm的结构尺寸。阀1具有两部件壳体26a、26b，阀室28设置在第一壳体部件26a中，而根据图3的电磁驱动器10设置在第二壳体部件26b中。用于流体介质的总共三个流动通道与阀室28相通，其中两个形成为入口通道30，一个形成为出口通道32。由弹性材料制成的密封体34夹紧在壳体部件26a、26b之间，其将阀室28与驱动器10气密地密封开，并且以这种方式提供介质的分离。
双臂致动杠杆36设置在密封体34中；在图中为下臂的这个杠杆臂构成一个封闭体，每个用于设置在入口通道30中的阀座38。上臂由驱动器10致动，并且为此通过刀刃形支承件40与驱动器10的衔铁20直接连接，当驱动器10致动时衔铁20绕支承点P1摆动，同时致动杠杆36绕支承点P2进行摆动运动。还设置弹簧件42，其移动致动杠杆36到限定的最终位置。通过改变阀1中磁极14的位置能够调节阀1。
图8示出阀1的另一种构造，其包括类似于图5的电磁驱动器10。在下文中相同的附图标记用于相同的或功能相同的部件，并且只讨论与迄今为止所述的阀的不同之处。
在根据图8的阀1中不用杠杆，而利用致动推杆37。致动推杆37的下端与密封体34一起形成用于阀座38的封闭体。致动推杆37直接连接于衔铁20（在提升衔铁的情况下）。作为一种选择，在这里可以添加连接件。当驱动器10致动时，通过平行四边形悬架22安装在壳体部件26b中的衔铁20将进行平行于驱动器10的轴线的大致线性的提升运动，结果驱动推杆37以打开或关闭阀座38。为此，小空气间隙44设置在图中的下磁极14和衔铁20之间，作为对所示的平行悬架22的一种替代方案，其也可以通过滚珠轴承或滚子轴承来实现。为了调节阀，可以改变衔铁20和封闭体之间的间隔、致动推杆37和衔铁20之间的连接件的长度或者上磁极14的位置。
图9和图10示出根据本发明的阀1的另外两种构造，相应的驱动器10每个具有板式衔铁形式的衔铁20，当驱动器10致动时，其进行垂直于驱动器的轴线的大致线性的提升运动。致动推杆37直接或通过连接件连接于衔铁20。设置将封闭体移动到限定的最终位置的多个弹簧件。阀1的调节通过改变衔铁20和封闭体之间的间隔、通过改变设置在两者之间的连接件的长度、或者通过改变磁极14的位置进行。
最后，图11和图12示出根据可选实施例的阀，其中电磁驱动器10包括多个（在本实施例的情况下包括两个）平行的芯体12，这些芯体通过磁轭46连接，并且每个具有设置在其上的绕组16。在这里，至少沿着确定阀1的结构尺寸的尺度的方向，绕组16安置在芯体12上且没有插入的线圈架壁。在其与磁轭46相对的相应自由端处，每个芯体12形成与驱动器10的衔铁20配合的磁极14。在图11和图12所示的阀1中，衔铁20是枢轴衔铁，但是它同样也可以是板式衔铁的形式。
另外，根据图11和图12的阀1的功能非常类似于根据图7的阀的功能，为此，参考相关的描述。与图7的阀相反，在根据图11的阀中，连接件48设置在致动杠杆36和衔铁20之间，而在根据图12的阀中，衔铁直接接合致动杠杆36。通过改变衔铁20和致动杠杆36之间的间隔、通过改变连接件48（如果有的话）的位置或者通过改变磁极14的位置能够调节阀。
应当理解，在图7至图12的所有的阀的驱动器10中，可以利用由层叠的金属薄片制成的芯体12、磁极14以及（如果合适的话）衔铁20。

Claims (10)

1.一种具有扁平阀或窄阀设计的阀(1)，其中所述阀包括电磁驱动器(10)，该驱动器(10)包括设置在两个磁极(14)之间的芯体(12)以及施加在芯体上的绕组(16)，以及
所述阀(1)包括设置在所述绕组(16)和所述磁极(14)之间的线圈架，所述线圈架至少在确定阀(1)的结构尺寸的尺度(B)的方向上没有壁，在确定所述阀(1)的结构尺寸的尺度(B)的方向上，所述绕组(16)安置在芯体(12)上且没有插入的线圈架壁，用以增大容纳绕组(16)所用的空间，
其中所述阀适合于节省空间的共线构造阀，
所述磁极(14)在所述绕组(16)上伸出，并且所述驱动器(10)还包括与所述磁极(14)配合的衔铁(20)，
所述阀的衔铁(20)与所述磁极(14)配合，并且所述衔铁(20)被相对所述磁极(14)布置成使得所述衔铁(20)没有增大所述阀的结构尺寸，
在确定所述阀(1)的结构尺寸的尺度之外的尺度的方向上，所述衔铁(20)设置在被绕组覆盖的芯体(12)旁边。
2.根据权利要求1所述的阀，其中所述磁极(14)与所述芯体(12)以一件的形式形成。
3.根据权利要求1或2所述的阀，其中所述芯体(12)和所述磁极(14)具有层叠的金属薄片的形式。
4.根据权利要求3所述的阀，其中在确定所述阀(1)的结构尺寸的尺度方向上，所述层叠的金属薄片被并排设置。
5.根据权利要求1或2所述的阀，其中所述阀的衔铁(20)是枢轴衔铁。
6.根据权利要求1或2所述的阀，其中所述阀的衔铁(20)是板式衔铁。
7.根据权利要求1或2所述的阀，其中所述阀的衔铁(20)是提升衔铁。
8.根据权利要求1或2所述的阀，其中所述线圈架至少在确定阀(1)的结构尺寸的所述尺度(B)的方向上没有壁，所述线圈架部分地保留在所述芯体(12)和所述绕组(16)之间。
9.根据权利要求1或2所述的阀，其中所述阀具有确定所述阀(1)的结构尺寸的尺度(B)，确定结构尺寸的所述尺度(B)小于9mm。
10.根据权利要求1或2所述的阀，其中所述阀具有确定所述阀(1)的结构尺寸的尺度(B)，确定结构尺寸的所述尺度(B)小于或等于4.5mm。
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