CN110177968B - 电磁铰接电枢阀门装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁铰接电枢阀门装置，具有电枢装置(14)，配置为与固定阀座(22)相互作用并铰接，使得它们能够相对于固定芯装置(16)和线圈装置(12)在阀门装置的外壳中枢转和/或翻转，所述线圈装置(12)至少部分地围绕阀门装置的壳体中的固定芯装置(16)，电枢装置(14)配置为响应于线圈装置的通电而关闭或打开阀座，其中承载线圈装置的绕组并围绕芯装置的线圈支架组件(10)和形成阀座的阀座组件(24)配置为使得为了安装阀座装置，两者能够相对于彼此调节，并且优选地之后能够不可分离地彼此连接，且在连接或组装状态下，限制和/或限定电枢装置的枢转行程或翻转行程，所述行程通过调节能够改变和/或改变，电枢装置形成至少一个平坦侧面。

Description

电磁铰接电枢阀门装置

技术领域

本发明涉及一种电磁铰接电枢阀门装置。

背景技术

这种装置通常从现有技术中是已知的，并且作为电磁可运动组件，它们具有可相对于固定组件运动的电枢装置，所述固定组件包括芯(芯装置)和与所述芯相互作用的通电线圈(线圈装置)，其中该运动为枢转或翻转运动，且通常通过横向铰接或支撑通常平坦的电枢装置来实现。

该枢转或翻转运动暴露或密封阀座，因此阀门的功能通过能够以受控的方式关闭的阀座来实现。

这种可电磁操作的铰接电枢阀门装置的特征通常在于快速切换时间，因为通过很小的枢转或翻转行程且在一端铰接平坦的电枢的情况下，通常只有很小的质量必须运动。

然而，在通常已知的通用铰接电枢阀门装置中，电枢行程(即枢转或翻转行程)的调整或(微)调节并非没有问题，且通常通过另外的机械装置或组件解决，诸如设置或调节螺钉等的另外的机械装置或组件，在每种特定情况下，在安装相应的阀门期间，必须针对相应的行程进行设置或调节。这种技术复杂-特别是在大批量生产方面-且因此需要改进，另外产生了关于密封电枢空间(可能通过调整而改变)的密封复杂性增大的问题，因为通过另外的机械装置进行设置的通用枢转或翻转行程会影响电枢空间(即装有加压流体的(阀门)壳体中的空间，该空间可通过阀门装置切换)中的压力条件，其必须相对于环境密封，以确保阀门的正常功能。

这些问题的后果是，只能在有限的程度上实现具有成本效益的大规模或批量生产可电磁操作的铰接电枢阀门装置(具有相应的公差或变动)，因此，这种阀门技术由于成本原因还无法发挥其全部潜力。

发明内容

因此，本发明的目的是改进电磁铰接电枢阀门装置的生产和操作特性，并且在该过程中实现更简单且因此在大批量生产的情况下更具成本效益的可制造性，特别是优化了电枢装置的枢转或翻转行程的公差补偿和可调节性。

所述目的通过本发明提供的电磁铰接电枢阀门装置实现。在本发明的范围内寻求的其它保护是使用这种电磁铰接电枢阀门装置来实现控制阀门，特别是用于自动化技术领域中的流体控制的应用。

在根据本发明的有利的方式中，本发明使用线圈支架组件和阀座组件，以这种方式，以便制造根据本发明的铰接电枢阀门装置，它们不仅可以彼此连接(所述连接是不可分离的和/或相对于流体是压力密封的，必须根据本发明的实施例切换)，而且两个组件在连接之前也能够相对于彼此调节，并且因此电枢装置的由这些组件限定或影响的枢转或翻转行程可以以在生产方面简单且优雅的方式改变。

在有利的方式中，铰接电枢阀门的基本优点，即快速切换时间以及高精度的连续操，可以通过芯装置和电枢装置之间的工作气隙的(微)调节或调整来实现。因此，使用根据本发明的阀门装置是较优选的，特别是与控制阀门相关联；然而，这并不限制根据本发明的技术的范围。

根据本发明，特别地，不需要采用另外的(机械)组件或单元来调节或设置行程；与本发明相关，取而代之的是这通过根据本发明的线圈组件和阀座组件的调节或可调节性而进行，为此，所述线圈组件和阀座组件还优选地在电枢的运动方向上和/或在通过阀门装置的纵向方向(例如由固定芯装置的轴向延伸确定)上彼此相对运动。为此目的，所述单元还优选地具有配置用于这种可运动的相互作用的适当的部分，例如配置用于啮合或滑动相互作用的套筒部分。

如果至少其中一个组件，更优选的是两个组件，是由可焊接的聚合物材料实现的，如本发明的有利实施例所提供的进一步优选的，本发明允许通过聚合物材料的简单焊接或选择性熔合对所提供的枢转或翻转行程进行适当调整后且因此在(微)调节后两个组件的不可分离的且优选地压力密封的连接。通过这种方式，不仅通过相应便宜的材料确保了装置的具有成本效益的可制造性，而且还可以以所需的精度和通过使用其他已知的激光焊接程序以永久和压力密封的方式简单且优雅地连接材料。

另外，以优选和有利的方式，线圈支架组件和阀座组件的组件在(永久地)连接之前相互作用且可相对于彼此调节，允许用于待实现的电枢装置的合适的枢转或翻转轴承，其中，特别优选地，有利地为扁平的或(至少部分为)平面的铰接电枢可以在由这两个组件形成的轴承部分的一端处可枢转地引导。在一个实施例中，这些组件中的至少其中一个可以形成相应的轴承凸起，该轴承凸起结构简单且低磨损(并且例如设置有弯曲的接合表面)。然后，弹簧装置能够通过例如与另一个组件相互作用以结构简单且可靠的方式实现枢转或翻转轴承。

另外，结构上优选的是，根据本发明的(阀门)壳体的磁通传导壳体部分配置为使得其至少部分地围绕线圈支架组件，其中可以实现传导磁通量的壳体部分，特别是，以框架或C型框架的方式。在所描述的配置示例的该实施例中，特别地，有利的是，将这种磁通传导壳体部分的(自由)端部相对于电枢装置设置，特别是在其枢转或翻转轴承附近，以这种方式，响应于固定线圈装置的通电而产生的磁通量可以通过形成在该轴承部分中的(工作)气隙引入到铰接电枢(电枢装置)中；磁通电路的其余部分可以通过芯装置(形成电枢装置的止动件)和在芯装置和传导磁通量的壳体部分之间的连接(相对于电枢装置向后)闭合。这种磁配置又允许通过最小化部件或组件和尺寸公差来批量生产或安装根据本发明的铰接电枢阀门装置。所述生产还将特别涉及使用使材料变形的生产程序，例如在传导磁通的壳体部分和芯装置之间的优选的压紧或压配，优选地设置在与电枢装置相对的芯装置的(轴向)端部处。

在本发明的范围内，阀座组件(优选地由聚合物或其它可注射材料实现)直接实现阀座并且还优选地一体地实现，阀座配置为用于与电枢装置密封或打开的相互作用。根据一个实施例，为了确保可靠的密封效果，密封部分由聚合物或弹性体材料实现并且还可以优选地设置在电枢装置的(至少一个)平坦侧面处或其上，以便也优选地延伸通过电枢装置中的开口，所述密封部分可以分配给电枢装置。这不仅允许简单且优选地自动化的生产；另外，与阀座的出口或喷嘴部分的可靠的几何匹配也是可能的，而不会显著影响电枢装置的磁特性或磁通传导特性。

在本发明的一个优选实施例中，阀座组件(由聚合物或可注射材料实现)被实现为另外形成第二阀门入口和出口，其与通过阀座实现的第一阀门入口和出口相结合，确定流体的流入和流出以及阀门中的流量。因此，根据本发明的阀座组件在其与线圈支架组件的相互作用的基础上具有另外的关键功能，即关于与必须切换的流体相关的阀门的端口。特别优选的是，该组件一体地实现，使得对于成功至关重要的组件可以使用单次注射过程便宜且有效地实现。

通过本发明，特别是通过线圈支架组件和根据本发明的阀座组件之间的可调节和密封相互作用，电枢空间的相关区域已经相对于必须切换的流体进行了密封。在根据本发明的一个实施例中，电枢部分的密封仅通过将芯装置密封在围绕芯装置的线圈支架组件上而完成，在一个实施例中，所述芯装置通过在芯装置和线圈支架组件之间的圆周肩部中提供环形密封或类似的周向密封在生产方面以结构简单且便宜的方式进行。有利地，根据本发明，根据本发明实现的铰接电枢阀门装置的总体密封复杂性因此得以最小化，这不仅降低了生产的复杂性，而且还降低了泄漏、泄漏损失或类似效果的风险，特别是在经过长时间的运行和使用期限之后。

特别地，上述本发明的有利配置允许简单地实现常闭阀门，使得根据本发明的实施例，所提供的闭合中性位置由所提供的弹簧装置限定，例如压缩弹簧，其将电枢装置预加载到阀座上并且为此目的由芯装置支撑。

阀座的替代配置和/或要使用的弹簧装置的替代配置，特别是在芯装置中提供可能的(轴向)开口，允许这种阀门拓扑的变化，从常闭2/2拓扑朝向常开2/2拓扑偏离(即具有两个流入或流出和两个切换位置的常开拓扑)，或者具有三个流入或流出的3/2拓扑，所述拓扑变化包括另外的(通风)端口。

结果，本发明允许便宜、紧凑和易于调节的生产，因此适用于电磁铰接电枢阀门装置的批量生产，因此本发明为阀门原理可用于因成本原因尚未进入的各种应用领域铺平了道路。

在本发明的优选实施例中，线圈支架组件和/或阀座组件由聚合物材料制成，线圈支架组件和阀座组件不可分离的连接，并且所述不可分离的连接优选地通过压力密封变形和/或焊接所述聚合物材料建立。

优选地，线圈支架组件和/或阀座组件形成用于电枢装置的枢转或翻转轴承，且优选地，电枢装置在一端处可移动地支撑在线圈支架组件和阀座组件之间，以实现枢转或翻转轴承。

在本发明的另一个优选实施例中，壳体的磁通量传导壳体部分，特别是C型框架，形成在枢转或翻转轴承附近，以这种方式，由通电线圈装置产生的磁通量能够引入电枢装置的轴承侧端部，特别是在端面处。

优选地，阀座组件形成一阀座，阀座设计为喷嘴并且分配有第一阀门入口或出口，并且形成优选地与其相邻设置的第二阀门入口或出口，更优选地为一体件。

更优选地，形成用于电枢装置的平坦侧面的止动件的芯装置借助于密封装置，特别是圆周密封圈，保持在线圈支架组件中。

从以下优选实施例的描述和附图中，本发明的其他优点、特征和细节是显而易见的。

附图说明

图1为根据本发明的第一实施例的电磁铰接电枢阀门装置的纵向剖视图。

具体实施方式

根据铰接电枢阀门装置的原理，通过注射成型由塑料材料制成的线圈支架组件10以另外已知的方式承载有绕组12，所述绕组12可以与外部接触并通电，以使铰接的电枢14围绕朝向固定芯16的枢转或翻转轴承15枢转，所述电枢在两侧面是平面的、扁平的和细长的，所述固定芯16由线圈支架10围绕。

压缩弹簧20容纳在凹槽18中，在芯16的面向电枢的端面处，压缩弹簧20的作用将铰接的电枢14预加载到阀座22上，阀座22是阀座组件24的喷嘴状集成部件，由塑料材料通过注塑成型制成并且朝向阀门出口26向外打开。在所示的实施例中，所述阀门出口26设置成偏心的并且轴向平行于阀门入口28，阀门入口28也是阀座组件24的集成部分，并且与出口26一起形成2/2阀，通过切换铰接电枢14的位置致动，当线圈12未通电时，压缩弹簧20的作用及其将电枢14预加载到阀座22上保持图1中所示的闭合位置的常闭功能。

具体地，如纵向截面图另外所示，密封体30在所示的闭合位置(未通电)密封阀座22，由聚合物密封材料制成的密封体30形成在电枢14的下部平坦侧面32处，密封体30面向阀座22并延伸穿过电枢14中的开口34，以便改善粘附性、耐用性和安装。

在图1的右侧，电枢14通过压缩弹簧36的作用压靠在铰链凸起40上，铰链凸起40从线圈支架组件10延伸，所述压缩弹簧36围绕阀座组件的凸起38并由所述阀座组件支撑，以实现轴承15。通过这种方式，在部分38和40之间可以实现低磨损、精确和结构简单的具有间隙的安装，包括中间的弹簧36，所述安装另外能够实现在电枢和像壳体一样围绕图1的组件的导磁C型框架42之间的朝向C型框架42的自由端的最小寄生气隙44。

C型框架42以机械方式和通过在与电枢14相对的端面46处压配或滚动来传导磁通量的方式连接到芯部分16。

图1的纵向剖视图另外示出了接合到芯单元16的横向圆周凹槽50中的O形环密封件48如何相对于线圈支架组件10(更确切地说：相对于它的空心圆柱内壁)密封芯装置16。

由于线圈支架组件10不可分离地并且同样以压力密封的方式(通过激光焊接，在这种情况下其应用特别有利)连接到阀座组件24，特别是在过渡部分52和54处，其分段地以套筒的方式平行延伸，通过这两个组件(包括芯单元16)限定压力密封的内部阀门空间或电枢空间56，其中通过入口28进入的流体(压力密封地)保持，对应于如图1所示的阀门切换位置，或者当线圈装置12通电时，如果铰接电枢14吸引(克服压缩弹簧20的回复力)，则可以通过阀座22之后的出口26离开，击中芯单元16的相关端面，并且因此，通过从阀座22移除密封体30暴露阀座22，使得它可以引导流体。

清楚的是，限定了电枢14的小的枢转或翻转行程，这是铰接电枢阀门的典型特征，一方面，通过芯装置16和线圈支架组件10之间的轴向相对位置(相对于纵向轴线或对称轴线60)——这里，在芯装置16处的圆周肩部62限定了该轴向位置——并且另一方面，通过线圈支架组件10和阀座组件24之间的轴向相对位置：在位置52和54处，它们以同轴套筒状表面的形式以可轴向运动的方式(因此在焊接前是可调节的)彼此接合，并且因此能够设定(最大)电枢枢转或翻转行程，特别是以潜在地适合大规模生产的简单的方式。更确切地说，电枢枢转或翻转行程在安装期间通过在引入芯单元16和电枢单元14并且组件10和24已经连接后微调组件10和24之间的(轴向)距离来设定，此后，在调节的相对位置，两个组件10、24通过焊接不可分离地且压力密封地连接，特别是在部分52、54处，并且因此在C型框架42的自由支腿或开口端部的区域中(不需要机械连接到框架42)。

通过这种方式，工作气隙(在电枢14和芯16之间形成)不仅可以高精度进行调节，而且可以以自动的方式且因此潜在地适合于大批量生产的方式，本发明的该实施例——以及图1中所示的阀门类型的各种改变和修改仅作为示例是可能的——在连续操作中将高精度与更快的切换时间组合并且在生产中具有最小的变动(因此质量高)。

附图标记

10 线圈支架组件

12 绕组

14 铰链电枢

15 枢转或翻转铰链/轴承

16 芯

18 凹槽

20 压缩弹簧

22 阀座

24 阀座组件

26 阀门出口

28 阀门入口

30 密封体

32 平坦侧面

34 开口

36 压缩弹簧

38 凸起

40 铰链凸起

42 C型框架

44 气隙

46 端部

48 密封件

50 圆周凹槽

52 过渡部分

54 过渡部分

56 内阀门空间或电枢空间

60 纵向轴线或对称轴线

62 圆周肩部

Claims (12)

1.一种电磁铰接电枢阀门装置，包括：

电枢装置（14），配置为与固定阀座（22）相互作用并铰接，使得电枢装置（14）能够相对于固定芯装置（16）和线圈装置（12）枢转和/或翻转，所述线圈装置（12）至少部分地围绕阀门装置的壳体中的固定芯装置（16），

电枢装置（14）配置为响应于线圈装置的通电而关闭或打开阀座，

其特征在于

承载线圈装置的绕组并围绕芯装置的线圈支架组件（10）和形成阀座的阀座组件（24）配置为使得

为了安装阀座装置，两者能够相对于彼此调节，且在连接或组装状态下，限制和/或限定电枢装置的枢转行程或翻转行程，所述行程通过调节能够改变和/或改变，电枢装置形成至少一个平坦侧面，且其中线圈支架组件（10）和阀座组件（24）在组装状态下焊接在一起，线圈支架组件（10）相对于阀座组件（24）之间的距离设计为限定枢转和/或翻转行程。

2.根据权利要求1所述的阀门装置，其特征在于，所述线圈支架组件和/或所述阀座组件由聚合物材料制成，所述线圈支架组件和所述阀座组件不可分离的连接，并且所述不可分离的连接通过压力密封变形和/或焊接所述聚合物材料建立。

3.根据权利要求1或2所述的阀门装置，其特征在于，所述线圈支架组件和/或所述阀座组件形成用于所述电枢装置的枢转或翻转轴承（15），且所述电枢装置在一端处可移动地支撑在所述线圈支架组件和阀座组件之间，以实现枢转或翻转轴承。

4.根据权利要求1或2所述的阀门装置，其特征在于，所述壳体的磁通量传导壳体部分（42）形成在所述枢转或翻转轴承附近，以这种方式，由通电线圈装置产生的磁通量能够引入电枢装置的轴承侧端部。

5.根据权利要求4所述的阀门装置，其特征在于，传导磁通量的壳体部分（42）以磁通量传导的方式在与所述电枢装置（16）相对的前面或端面（46）处在轴向方向（60）或芯装置（16）的延伸方向连接到所述芯装置。

6.根据权利要求4所述的阀门装置，其特征在于，传导磁通量的壳体部分（42）以磁通量传导的方式在与所述电枢装置（16）相对的前面或端面（46）处在轴向方向（60）或芯装置（16）的延伸方向通过材料变形连接过程连接到所述芯装置。

7.根据权利要求1所述的阀门装置，其特征在于，所述电枢装置具有聚合物密封部分（30）和/或由弹性体材料制成的密封部分，用于与由阀座组件实现的阀座相互作用。

8.根据权利要求7所述的阀门装置，其特征在于，所述密封部分形成在所述电枢装置的至少一个平坦侧面处和/或其上和/或其聚合物或弹性体材料穿过所述电枢装置的开口（34）延伸。

9.根据权利要求1所述的阀门装置，其特征在于，所述阀座组件形成一阀座，所述阀座设计为喷嘴并且分配有第一阀门入口或出口（26）并且形成与其相邻设置的第二阀门入口或出口（28）。

10.根据权利要求1所述的阀门装置，其特征在于，形成用于所述电枢装置的平坦侧面的止动件的所述芯装置借助于密封装置，保持在所述线圈支架组件（10）中。

11.根据权利要求1所述的阀门装置，其特征在于，所述电枢装置借助于弹簧装置（20）相对于所述阀座预加载。

12.根据权利要求1所述的阀门装置，其特征在于，所述电枢装置借助于接合在所述芯装置处或其中的压缩弹簧相对于所述阀座预加载。

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