CN104167274B - 比例电磁铁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电磁铁技术领域，特别是一种结构改进的比例电磁铁。本发明所述比例电磁铁，包括壳体，耐压套管，所述壳体一端设有端盖，另一端设有定铁，所述耐压套管和壳体之间设有控制线圈，所述耐压套管、端盖、定铁及壳体所形成的壳体内腔中设有衔铁，所述衔铁的通孔中设有输出推杆，所述输出推杆两端设置于定铁和端盖中，所述衔铁设有第一凸起部和第二凸起部，所述定铁设有与第二凸起部相互配合的第一凹槽，所述定铁与衔铁和耐压套管之间设有隔磁间隙，所述隔磁间隙的大小由衔铁和定铁几何形状决定，并随着衔铁的运动而发生改变。本发明所述的比例电磁铁，结构简单、非工作间隙较小，系统功耗较低。
Description
技术领域
本发明涉及电磁铁技术领域，特别是一种结构简单、非工作间隙较小，系统能耗较低的比例电磁铁。
背景技术
比例电磁铁作为电液比例控制元件的电-机械转换器件，其功能是将比例控制放大器输给的电流信号成比例地转换成力或位移。比例电磁铁的特性及工作可靠性，对电液比例控制系统和元件具有十分重要的影响，是电液比例控制技术的关键部件之一。传统比例电磁铁，其结构通常包括：线圈、导套、隔磁环、衔铁、推杆、积靴等。例如专利DE3309904公开的一种典型盆形积靴结构的比例电磁铁，在导套中段用非导磁材料黄铜烧制一段隔磁环，隔磁环前后两段导套材料由软磁材料制成，为了获得良好的水平力特性，隔磁环和前后导套需要加工一定的角度再装配配合，继而使得加工精度要求较高，制造工艺较为复杂，在一定程度上也增加了系统中的非工作气隙。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、制造方便，系统中存在的非工作间隙较小的比例电磁铁。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种结构改进的比例电磁铁，包括壳体，耐压套管，所述壳体一端设有端盖，另一端设有定铁，所述耐压套管和壳体之间设有控制线圈，所述控制线圈、壳体和耐压套管三者为密封配合，所述定铁和耐压套管为密封配合，所述耐压套管、端盖、定铁及壳体所形成的空腔内设有衔铁，所述衔铁与壳体内腔之间设有行程间隙，所述衔铁的通孔中设有输出推杆，所述输出推杆两端套设有与推杆同轴设置的上轴承和下轴承，所述上轴承和下轴承分别设置于定铁和端盖中，其结构特点在于，所述衔铁设有第一凸起部和第二凸起部，所述定铁设有与第二凸起部相互配合的第一凹槽，所述定铁与衔铁和耐压套管之间设有隔磁间隙，所述隔磁间隙由衔铁和定铁的各个角度配合而形成，并随着衔铁的的运动而发生改变。所述耐压套管由不锈钢非导磁材料制成，其可以避免控制线圈温升过高，有利于系统散热。
作为优选，所述第二凸起部上设有第三凸起部，所述定铁上设有与第三凸起部相互配合的第二凹槽。
所述隔磁间隙设于耐压套管与第一凸起部、第二凸部、第一凹槽之间，或设置于耐压套管与第一凸起部、第二凸部、第三凸起部、第一凹槽、第二凹槽之间，并随着衔铁的运动而发生改变。所述第一凸起部、第二凸起部、第三凸起部、第一凹槽、第二凹槽的斜面与底面或上表面之间夹角的角度改变，隔磁间隙的大小亦发生改变，隔磁间隙的大小改变影响比例电磁铁输出水平力的大小。
所述第一凸部的斜面与第二凸起部的底面的夹角的补角为B，B的取值范围为：50°～70°。所述第二凸起部的斜面与上表面的夹角和第一凹槽的斜面与底面的夹角均为α，α为90°～100°。所述第三凸起部的斜面与底面夹角的补角和第二凹槽的斜面与第一凹槽的底面夹角的补角均为β，β为90°～120°。所述内设第一凹槽的定铁的斜面与凹槽上表面之间夹角的补角为A，A为40°～60°。所述取值范围内的夹角或补角A、B、α、β，配合形成隔磁间隙的空间大小，并随衔铁运动而发生改变。由所述角度范围内的夹角配合构成的隔磁间隙，可使比例电磁铁的系统电流力特性输出加大，因而可降低比例电磁铁的系统功耗。
所述端盖和壳体之间设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽中设有第一密封圈，所述壳体和耐压套管之间设有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽中设有第二密封圈，所述定铁和耐压套管之间设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽中设有第三密封圈。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：1、用距离可变的隔磁间隙取代常规导套和隔磁环的结构，简化了比例电磁铁的制造过程，同时减小了比例电磁铁的非工作间隙，提高了磁能的利用效率；2、比例电磁铁的系统电流力特性输出加大，能够降低系统能耗，减小系统的发热量；3、控制线圈外设耐压套管，可以避免线圈温升过高，保证系统力或位移的稳定输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述比例电磁铁的结构示意图；
图2为本发明的所述比例电磁铁的局部放大图；
标号说明：1、输出推杆；2、定铁；3、端盖；4、上轴承；5、下轴承；6、壳体；7、控制线圈；8、衔铁；9、耐压套管；10、第一密封圈；11、第二密封圈；12、第三密封圈，13、隔磁间隙；14、第一凸起部；15、第二凸起部，16、第三凸起部；17、第一凹槽；18、第二凹槽。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：如图1至2所示，本实施例1所述的一种比例电磁铁，包括壳体6，耐压套管9，所述壳体6一端设有端盖3，另一端设有定铁2，所述耐压套管9和壳体6之间设有控制线圈7，所述控制线圈7、壳体6和耐压套管9三者为密封配合，所述定铁2和耐压套管9为密封配合，所述耐压套管9、端盖3、定铁2及壳体6所形成的空腔内设有衔铁8，所述衔铁8与壳体内腔之间设有行程间隙，所述衔铁8的通孔中设有输出推杆1，所述输出推杆1两端分别套设有与推杆同轴设置的上轴承4和下轴承5，所述上轴承4和下轴承5分别设置于定铁2和端盖3中，所述衔铁8设有第一凸起部14和第二凸起部15，所述定铁2设有与第二凸起部15相互配合的第一凹槽17，所述定铁2与衔铁8和耐压套管9之间设有隔磁间隙13，所述隔磁间隙13的空间大小取决于第一凸起部14、第二凸起部15及定铁2的斜面与底面或上表面之间的夹角或补角的大小，并随着衔铁8的的运动而发生改变。所述第一凸起部14的斜面与第二凸起部15的底面之间夹角为B，B为55°～65°，所述第二凸起部15的斜面与上表面之间的夹角和第一凹槽17的斜面与底面的夹角均为α，α为90°～95°，所述定铁2的斜面与第一凹槽17的上表面之间的夹角的补角为A，A为45°～55°。所述端盖3和壳体6之间设有第一密封圈10，所述壳体6和耐压套管9之间设有第二密封圈11，所述定铁2和耐压套管9之间设有第三密封圈12。
实施例2：如图1至2所示，本实施例2所述的一种比例电磁铁，包括壳体6，耐压套管9，所述壳体6一端设有端盖3，另一端设有定铁2，所述耐压套管9和壳体6之间设有控制线圈7，所述控制线圈7、壳体6和耐压套管9三者为密封配合，所述定铁2和耐压套管9为密封配合，所述耐压套管9、端盖3、定铁2及壳体6所形成的空腔内设有衔铁8，所述衔铁8与壳体内腔之间设有行程间隙，所述衔铁8的通孔中设有输出推杆1，所述输出推杆1两端分别套设有与推杆同轴设置的上轴承4和下轴承5，所述上轴承4和下轴承5分别设置于定铁2和端盖3中，所述衔铁8设有第一凸起部14、第二凸起部15、第三凸起部16，所述定铁2设有与第二凸起部15相互配合的第一凹槽17，与第三凸起部16相互配合的第二凹槽18，所述定铁2与衔铁8和耐压套管9之间设有隔磁间隙13，所述隔磁间隙13的空间大小取决于第一凸起部14、第二凸起部15、第三凸起部16及定铁2的斜面与底面或上表面之间的夹角或补角的大小，并随着衔铁8的的运动而发生改变。所述第一凸起部14的斜面与第二凸起部15的底面之间夹角为B，B为55°～65°，所述第二凸起部15的斜面与上表面之间的夹角和第一凹槽17的斜面与底面的夹角均为α，α为90°～95°，所述定铁2的斜面与第一凹槽17的上表面之间的夹角的补角为A，A为45°～55°，所述第三凸起部16的斜面与第二凸起部15上表面夹角的补角与第二凹槽18的斜面与第一凹槽17底面夹角的补角均为β，β为100°～110°。所述端盖3和壳体6之间设有第一密封圈10，所述壳体6和耐压套管9之间设有第二密封圈11，所述定铁2和耐压套管9之间设有第三密封圈12。
本发明所述比例电磁铁的具体工作原理：当控制线圈7通电后，产生控制磁场，定铁2和端盖3被磁化，并由于隔磁间隙13存在，使得系统产生对衔铁8施加水平轴向的推动力。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种比例电磁铁，包括壳体(6)，耐压套管(9)，所述壳体(6)一端设有端盖(3)，另一端设有定铁(2)，所述壳体(6)和耐压套管(9)之间设有控制线圈(7)，所述定铁(2)、端盖(3)与耐压套管(9)之间设有衔铁(8)，所述衔铁(8)的通孔中设有输出推杆(1)，所述输出推杆(1)两端分别设置于定铁(2)和端盖(3)中，其特征在于，所述衔铁(8)设有第一凸起部(14)和第二凸起部(15)，所述定铁(2)设有与第二凸起部(15)相互配合的第一凹槽(17)，所述衔铁(8)与定铁(2)和耐压套管(9)之间设有隔磁间隙(13)；所述第二凸起部(15)上设有第三凸起部(16)，所述定铁(2)上设有与第三凸起部(16)相互匹配的第二凹槽(18)。
2.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述隔磁间隙(13)设于耐压套管(9)与第一凸起部(14)、第二凸起部(15)、第一凹槽(17)之间，或设于耐压套管(9)与第一凸起部(14)、第二凸起部(15)、第三凸起部(16)、第一凹槽(17)、第二凹槽(18)之间。
3.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述定铁(2)和端盖(3)中分别设有上轴承(4)和下轴承(5)，所述输出推杆(1)两端分别设置于上轴承(4)和下轴承(5)中。
4.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述第一凸起部(14)的斜面与第二凸起部(15)底面的夹角的补角为B，B为50°～70°。
5.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述第二凸起部(15)的斜面与上表面的夹角和第一凹槽(17)斜面与底面的夹角均为α，α为90°～100°。
6.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述第三凸起部(16)的斜面与底面的夹角的补角和第二凹槽(18)的斜面与第一凹槽(17)的底面夹角的补角均为β，β为90°～120°。
7.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述定铁(2)的斜面与第一凹槽(17)上表面之间的夹角的补角为A，A为40°～60°。
8.根据权利要求1所述的比例电磁铁，其特征在于，所述端盖(3)和壳体(6)之间设有第一密封圈(10)，所述壳体(6)和耐压套管(9)之间设有第二密封圈(11)，所述定铁(2)和耐压套管(9)之间设有第三密封圈(12)。
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