CN107633932A - 温度补偿的阀 - Google Patents

Abstract

提供具有电路的阀，该电路包括具有温度依赖性电阻的电导体。电导体串联连接到串联电阻器，其包括欧姆电阻器和NTC电阻器的并联电路。电导体包括卷绕到磁线圈中的线圈线，其可操作以移动衔铁以打开或关闭阀。通过将NTC电阻器设置为与线圈线热耦合来使阀本身的操作对线圈的磁力的影响最小化。

Description

温度补偿的阀

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2016年7月19日提交的德国专利申请No.10 2016113 313.2的优先权，并通过引用将其并入本文。

技术领域

本公开涉及一种具有温度补偿电路的阀。

背景技术

例如，从WO 2015/161 910 A1，温度补偿的阀是已知的。该阀具有包括NTC电阻器的电路以补偿温度对其线圈的磁力的影响。线圈的磁力取决于电流。在线圈的电压控制操作的情况下，该电流又主要取决于卷绕线圈线的电阻。随着温度升高，该电阻上升，从而减小电流并削弱线圈的磁力。

从WO 2015/161 910 A1已知，根据环境和操作条件，机动车辆的发动机室中存在非常不同的环境温度，这可能对线圈线的电阻产生影响。

当阀门正在操作时实际上还有减小线圈磁力的其他影响。通过线圈线传导的电流也导致线圈线的加热。

因此，本发明旨在提供一种阀，其能够有效和快速地最小化和/或补偿由阀本身的操作引起的对其线圈的磁力的影响。

发明内容

根据本公开，提供了一种具有电路的阀，该电路包括具有温度依赖性电阻的电导体。该电导体串联连接到串联电阻器，该串联电阻器包括欧姆电阻器和NTC电阻器的并联电路。电导体包括与NTC电阻器热耦合的线圈线。

附图说明

结合以下描述、所附权利要求和附图，本公开的特征、方面和优点将变得更好理解，其中：

图1展示了电路，其中线圈与欧姆电阻器和NTC电阻器的并联电路串联连接。

图2展示了阀的示意图，其中实施了根据图1的电路。

图3展示了图表，其中示出了线圈和线圈与并联电路的整体电阻器的电阻的温度依赖性。

图4展示了具有NTC电阻器和由线圈线形成的线圈的磁路的四个透视图。

图5展示了根据图4的磁路的四个透视的部分剖视图，然而此处设置有塑料壳体。

图6展示了具有温度补偿的阀的局部剖视和透视图。

具体实施方式

根据本公开，由于串联电阻器的电阻降低，导体的电阻的增加被补偿。其结果是，电导体和串联电阻器的总电阻可以在规定的温度范围上维持大致恒定。

根据本公开，认识到特别是通过卷绕线圈线传导的电流导致线圈线的快速加热和其电阻的快速增加。因此，NTC电阻器被布置以与线圈线热耦合。

在这方面，认识到可以利用NTC电阻器与热线圈线的最大限度紧邻，以便以合适的方式非常快速地影响NTC电阻器。然后NTC电阻器几乎没有时间延迟地补偿与因线圈线加热造成的电阻变化。

令人惊讶的是，认识到机动车发动机的热量对于NTC电阻器的影响要小于线圈的偶然操作，特别是时钟操作或只以限定的间隔使用线圈。

在这方面，认识到有时必须被补偿的阀门的环境温度少于线圈线本身的温度。

根据本公开，对于线圈线中的电阻的热引起的变化的快速反应是可能的。这导致电路的温度补偿的显著减少的反应时间。因此，线圈线的相关温度被补偿，并且环境温度是不一定或仅仅次要的。

因此，提供了一种阀，其可以有效且快速地最小化和/或补偿阀本身的操作引起的对其线圈的磁力的影响。

NTC电阻器可以与线圈线隔开0.5至1毫米。已经证明，为了建立热耦合，从卷绕线圈线的这个距离特别适合。优选地，NTC电阻器在上述间距间隔内与线圈线的绕线径向和/或轴向间隔开。

NTC电阻器可以集成到磁路的塑料壳体中。该塑料具有提供良好导热性和NTC电阻器相对于线圈线的正确间距的效果。

NTC电阻器可以布置在由线圈线形成的线圈的侧部，可以进行外部接触。连接器引脚用于外部接触。有利地，可以通过NTC电阻器的所述布置来省略返回到引脚的连接线。如果NTC电阻器布置在线圈的相对侧，则需要这样的连接线。优选地，NTC电阻器尽可能靠近连接器引脚布置。

欧姆电阻器可以仅由或主要由线形成。线的电阻可以通过其长度无任何困难地调整。更重要的是，线是一种具有成本效益，轻，且节省空间的电阻器。线可以非常节省空间的方式集成到包括电导体的电路中，该电导体具有与串联电阻器串联连接的温度依赖性电阻器，该串联电阻器包括欧姆电阻器和NTC电阻器(热敏电阻)的并联电路。通过由线形成的纯欧姆电阻器和NTC电阻器的并联电路，可以以结构简单的方式实现导体的电阻的温度相关变化的补偿。

线可以具有特定的电阻，其在600℃的值比其在20℃的值相比增大不超过20％，优选不超过10％，特别优选不超过5％。因此，欧姆电阻器的电阻几乎与温度无关。

线可以由康铜形成或包含康铜(constantan)。康铜是一种合金，其特定的电阻极其与温度无关。康铜是一个品牌名。它是指通常含有约53-57％的铜，约43-45％的镍和约0.5-1.2％的锰的合金。该合金在大的温度区间上表现出近似恒定的特定电阻。

线可以附加地卷绕在由线圈线形成的线圈上。这使得线在电路中以特别节省空间的方式布置。此外，线有助于线圈的磁场并且可以增强它。线可以卷绕在线圈线的下方，上方或旁边，只要它们彼此电绝缘。

除了线圈线之外，线可以卷绕在线圈支架上，线位于其自身的绕线区域中。例如，线-优选为康铜线-不应用为施加到铜线的绕线上的附加层，相反，它在线圈支架上具有自己的绕线区域。

线圈线可以实现为铜线。线圈线形成线圈，并且因此形成电导体。通过串联电阻器可以很好地补偿铜的电阻中的温度相关的变化。

例如，可以在从0-140℃的范围内很好地补偿线圈的电阻中的变化，可以通过适当选择串联电阻器的组件来改变温度范围。在该温度范围内，线圈的电阻以近似线性的方式上升，而由线圈和串联电阻器构成的串联连接的总电阻在该温度范围内几乎保持恒定。通过串联电阻器的电阻的降低来补偿线圈或线圈线的电阻的增加。总的来说，总电阻保持大致相同，使得通过线圈线产生的电流保持恒定，并且不会发生线圈的磁力的显著损失。

通过仅将两个电气部件用于串联电阻器，生产阀，其中温度对线圈的磁力的影响尽可能小，阀具有尽可能少的电气部件。在这样的背景下，可以仅设置一个单线圈。这确保阀门具有尽可能少的部件。涉及多个线圈的复杂绕线工序将被省去。

阀可以被实施为用于计量燃料蒸气的ACF再生阀或者这样使用。这样的阀旨在控制来自油箱(tank)或燃料箱通风设备的活性炭过滤器的汽油蒸气。碳氢化合物在汽油发动机操作的机动车辆的油箱中蒸发。为了防止燃料箱中的压力增加，必须将多余的空气和燃料蒸气排放到周围。燃料蒸气可以在吸收碳氢化合物的活性炭罐(ACF)中进行缓冲。为了清洁活性炭罐，可以通过建立适当的压力条件将碳氢化合物定期从活性炭罐抽出，并与进气一起供给到发动机用于燃烧。这里所述类型的阀可以用于对进气中的碳氢化合物进行计量，因为它以相对与温度无关的方式工作，因此非常精确和可再现。

图1展示了在根据图2的阀11中使用的电路，包括具有与串联电阻器3串联连接的温度依赖性电阻器6的电导体1a。串联电阻器3包括欧姆电阻器4和NTC电阻器5的并联电路。欧姆电阻器仅由或主要由图4所示的由康铜制成的线4a形成。

电导体1a被实施为形成线圈并且也在图4中示出的卷绕线圈线1。图1展示了在根据图2的阀11中使用的电路的等效电路图。

根据图2的阀11包括电磁线圈作为由卷绕线圈线1形成的电导体1a。阀11还包括衔铁2，当线圈被提供电流时，衔铁2可被线圈的磁力驱动，并且线圈与根据图1的串联电阻器3串联连接。

在根据图1的等效电路图中，示出了串联电阻器3是欧姆电阻器4，即无源电阻器，和NTC电阻器5的并联电路。

无源欧姆电阻器仅由或主要由线4a形成，其如图4所示。线4a具有特定的电阻，其在600℃的值比其在20℃的值增大不超过5％。电线4a由康铜(品牌名)制成。

具体地，串联电阻器3由欧姆电阻器4和NTC电阻器5的并联电路形成。NTC电阻器5的电阻随温度升高而降低。

只提供一个线圈。然而，也可以提供串联连接的多个线圈。单个线圈串联连接到串联电阻器3。在等效电路图中，线圈由电阻6代替体现，即电导体1a的电阻6。

图2仅示意性地展示了衔铁2阻塞密封座7或解除密封座7的阻塞，以便允许或防止材料流过管线8。

衔铁2可以进行上下运动。这由双箭头指示。衔铁2通常由弹簧压到密封座7上。由于供给了电流的线圈的磁力，衔铁2克服弹簧的力而被提升离开密封座7。一旦不再有任何电流流经线圈或线圈线1，衔铁2被弹簧压靠到密封座7上。这个过程也可以以相反的方式可信地设置，在这种情况下，阀门将是关闭器，而不是开启器。

图3展示了图表，其中线圈或线圈线1或电导体1a的电阻6的温度依赖性由圆形符号表示。随着温度升高，线圈或线圈线1或电导体1a的未补偿的电阻6增加。

在这个例子中，在从20℃到140℃的温度变化的情况下，电阻6增加了其初始值的大约50％。线圈线1的电阻6从约20欧姆增加到约30欧姆。

由欧姆电阻4和NTC电阻5的并联电路的串联电阻3与线圈线1的电阻之和导致的温度补偿的总电阻在上述温度范围内大致恒定。

温度补偿的总电阻围绕平均值以仅仅几个百分比波动，优选不超过2％。这里，平均值约为30欧姆。这由三角形符号表示。该值非常依赖于串联电阻3的设计温度范围。

并联电路的串联电阻R_v根据下式计算，其中R_Ω表示纯欧姆电阻4，R_NTC表示NTC电阻5。

根据下式计算由并联电路和线圈线1组成的温度补偿总电阻R_total，其中R_coil代表线圈线1和/或电导体1a的电阻6。

R_total＝R_v+R_coil

图4展示了作为由卷绕线圈线1形成的电导体1a的电磁线圈的具体表现。线圈线1被实施为铜线。

线4a在铜线附近轴向卷绕，其具有特定的电阻值，其在600℃的值在其在20℃的值上不超过5％。

线4a由康铜制成。具体地说，线4a被另外卷绕到线圈支架9上，线4a位于其自身的绕线区域10中。

图2展示了包括电路的阀11，其中电路具有电导体1a，电导体1a具有与串联电阻器3串联连接的温度依赖性电阻器6，其中串联电阻器3包括欧姆电阻器4和NTC电阻器5的并联电路，并且其中电导体1a包括线圈线1。

具体地说，电导体1a由卷绕线圈线1形成，线圈线又形成线圈。

NTC电阻器5被布置以与线圈线1热耦合。这在图4和5中具体展示。

NTC电阻器与线圈线1隔开0.5至1毫米。

欧姆电阻器4可以仅由或主要由线4a形成。线4a具有特定的电阻值，其在600℃的值在其在20℃的值上不超过20％，优选不超过10％，特别优选不超过5％。线4a由康铜制成。除了线圈线1之外，线4a卷绕到线圈支架9上，线4a位于其自身的绕线区域10中。

图5展示了NTC电阻器5集成于磁路的塑料壳体12。塑料壳体12形成用于两个连接器引脚14的保护通道13。可以通过连接器引脚14实现线圈的外部接触。

图6展示了包括前述电路(然而，这里未示出)的阀11'，其中电路包括具有串联连接到串联电阻器的温度依赖性电阻器的电导体，其中串联电阻器包括欧姆电阻器和NTC电阻器5的并联电路，并且其中电导体包括线圈线1。NTC电阻器5被布置以与线圈线1热耦合。

NTC电阻器与线圈线1隔开0.5至1毫米。具体地，NTC电阻器5从由线圈线1形成的线圈轴向间隔开。NTC电阻器5集成到磁路的塑料壳体12中。NTC电阻器5布置在由线圈线1形成的线圈的侧部，其上经由两个连接器引脚14(未示出)发生其外部电接触。阀11'还包括以相反方向突出的两个连接件15,16，其是能够被衔铁2'阻塞的管线8'的部分。阀11和阀11'分别被实施为用于计量燃料蒸气的ACF再生阀。

应当理解，前述示例性实施例的描述意在仅仅是说明性的而不是彻底的。在不脱离本公开的精神或其范围的情况下，普通技术人员将能够对所公开的主题的实施例进行某些添加，删除和/或修改。

Claims (15)

1.一种阀，其特征在于，包括：

具有温度依赖性电阻的电导体的电路，

所述电导体与串联电阻器串联连接，

所述串联电阻器包括欧姆电阻器和NTC电阻器的并联电路，并且

所述电导体包括与NTC电阻器热耦合的线圈线。

2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于：

NTC电阻器距线圈线0.5至1毫米。

3.根据权利要求1所述的阀，其特征在于：

还包括具有塑料壳体的磁路，并且

所述NTC电阻器被集成于所述塑料壳体。

4.根据权利要求1所述的阀，其特征在于：

所述线圈线形成线圈，并且

所述NTC电阻器布置在可以连接到外部电接触的所述线圈的侧部。

5.根据权利要求1所述的阀，其特征在于：

所述欧姆电阻器仅由线形成。

6.根据权利要求5所述的阀，其特征在于：

所述线具有在600℃的电阻比所述线在20℃的电阻增大不超过20％。

7.根据权利要求5所述的阀，其特征在于：

所述线由包括铜、镍和锰的合金形成。

8.根据权利要求5所述的阀，其特征在于：

还包括线圈支架，并且

所述线和所述线圈线卷绕到所述线圈支架上，所述线位于其自身的绕线区域。

9.根据权利要求8所述的阀，其特征在于：

所述线圈线由铜形成。

10.根据权利要求1所述的阀，其特征在于：

所述阀是用于计量燃料蒸气的ACF再生阀。

11.根据权利要求1所述的阀，其特征在于：

所述线圈线形成线圈，

所述阀还包括可在第一位置和第二位置之间移动的衔铁，

当向所述线圈提供电流时，所述线圈产生可操作以使所述衔铁从第一个移动到第二个位置的磁力。

12.根据权利要求11所述的阀，其特征在于：

所述第一位置是关闭位置，所述第二位置是开启位置。

13.根据权利要求12所述的阀，其特征在于：

还包括使所述衔铁朝向所述关闭位置偏置的弹簧。

14.根据权利要求12所述的阀，其特征在于：

还包括适于连接到流体流过的管线的管线段，所述管线段具有设置在其中的密封座，

当所述衔铁处于关闭位置时，所述衔铁被压靠在所述密封座上，从而阻止流体流过所述管线段。

15.根据权利要求11所述的阀，其特征在于：

还包括封装所述线圈的塑料壳体，

所述NTC电阻器被集成于所述塑料壳体。