CN110778774B - 电磁驱动装置及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供的电磁驱动装置包括外壳、导磁铁芯以及磁铁组件，外壳至少包括导磁部，导磁部包括顶壁部以及侧壁部，顶壁部与导磁铁芯固定连接，导磁铁组件包括第一永久磁体、第二永久磁体和位于第一永久磁体以及第二永久磁体之间的软磁体,磁铁组件位于电磁驱动装置腔体，软磁体与导磁铁芯形成有第一间距，第一永久磁体和第二永久磁体与侧壁部形成有第二间距且第一间距小于第二间距，磁力传递时导磁部能够为磁力提供传递作用且第一永久磁体以及第二永久磁体能充分在软磁体上聚磁，而第一间距小于第二间距，磁力更集中于软磁体与导磁铁芯形成的第一间距，电磁驱动装置在通电时动线圈组件能够获得足够的磁推力沿导磁铁芯的轴线方向进行往复运动，提升了磁效能，能够相对提升电磁驱动装置的作动可靠性。

Description

电磁驱动装置及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀

技术领域

本发明涉及电磁驱动控制及燃气控制技术领域，特别涉及一种电磁驱动装置及应用该电磁驱动装置的燃气比例阀。

背景技术

电磁驱动装置包括永磁体、导磁铁芯以及线圈部件，由线圈部件通电产生的磁场与永磁体产生的磁场进行相互作用，从而由线圈部件带动阀塞靠近或远离阀口，当线圈部件获得的磁力越大，越有利于精确地比例阀塞的作动精度，而电磁驱动装置的磁力较弱，因此活动线圈部件无法获得足够的磁推力以进行正常的作动，从而影响电磁驱动装置的作动可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电磁驱动装置及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀，该电磁驱动装置能够提升磁效能，相对提升燃气比例阀的作动可靠性。

本发明提供一种电磁驱动装置，设有腔体，所述电磁驱动装置包括外壳、导磁铁芯，外壳至少包括导磁部，导磁部包括顶壁部以及侧壁部，顶壁部与导磁铁芯固定连接，导磁铁芯的外周部设有动线圈组件，动线圈组件能够沿导磁铁芯的轴线方向进行往复运动，电磁驱动装置还包括磁铁组件，磁铁组件包括第一永久磁体、第二永久磁体和位于第一永久磁体以及第二永久磁体之间的软磁体,磁铁组件位于腔体，软磁体距离导磁铁芯形成有第一间距，第一永久磁体和第二永久磁体距离侧壁部形成有第二间距，第一间距小于第二间距。

本发明还提供一种燃气比例阀包括主阀座，主阀座设有进口以及出口，燃气从进口进入由出口流出，主阀座固定连接有第一电磁驱动组件、第二电磁驱动组件以及电磁驱动装置,主阀座的内腔还设有压差调节装置，第一电磁驱动组件以及第二电磁驱动组件主导燃气比例阀的安全开关作用，电磁驱动装置以及压差调节装置主导燃气流量调节作用。

本发明提供的电磁驱动装置包括外壳、导磁铁芯以及磁铁组件，外壳至少包括导磁部，该导磁部包括顶壁部和侧壁部，顶壁部与导磁铁芯固定连接，磁铁组件包括第一永久磁体、第二永久磁体和位于第一永久磁体以及第二永久磁体之间的软磁体,磁铁组件位于电磁驱动装置的腔体，软磁体与导磁铁芯形成有第一间距L1，第一永久磁体和第二永久磁体与侧壁部形成有第二间距L2且第一间距L1小于第二间距L2，磁力传递时外壳能够为磁力提供传递作用且第一永久磁体以及第二永久磁体能充分在软磁体上聚磁，而第一间距L1小于第二间距L2，磁力更集中于软磁体与导磁铁芯形成的第一间距L1，电磁驱动装置在通电时动线圈组件与在该第一间距L1聚集形成的磁场进行相互作用，能够获得足够的磁推力沿导磁铁芯的轴线方向进行往复运动，提升了磁效能，能够相对提升电磁驱动装置的作动可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的燃气比例阀的整体结构剖视图；

图2为本发明提供的电磁驱动装置整体结构剖视图；

图3为本发明提供的电磁驱动装置(未带阀塞)立体图

具体实施方式

如图1所示的电磁驱动装置，电磁驱动装置设有腔体48，电磁驱动装置包括外壳40、导磁铁芯44，外壳40至少包括导磁部，该导磁部包括顶壁部401以及侧壁部402，顶壁部401与导磁铁芯44固定连接，导磁铁芯44的外周部设有动线圈组件43，动线圈组件43能够沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动，电磁驱动部件还包括磁铁组件41，磁铁组件41包括第一永久磁体411、第二永久磁体412和位于第一永久磁体411以及第二永久磁体412之间的软磁体413,需要说明的是外壳40至少包括导磁部，需要说明的是这里的导磁部指的是具有导磁性的部件，该外壳40可以只包含导磁部即外壳40可由导磁金属板材冲压成型，外壳40也可为低碳钢或其他导磁性材料制成，或者也可将导磁部可作为嵌件与塑料件或其他材料注塑成型为外壳40，只需保证该外壳40具有导磁性即可，另这里的软磁体413指的是原先没有磁力通过充磁或与永磁体接触等方式使其具有磁性，磁铁组件41位于电磁驱动装置的腔体48，外壳40通过顶壁部401与导磁铁芯44固定连接以及延伸部403与盖板47的固定连接大致形成该电磁驱动装置的腔体48，软磁体413距离导磁铁芯44形成有第一间距L1，第一永久磁体411和第二永久磁体412距离侧壁部402形成有第二间距L2，且该第一间距L1小于第二间距L2，即第一永久磁体411和第二永久磁体412距离侧壁部402比软磁体413距离导磁铁芯44的距离更远，外壳40大致整体将磁铁组件41罩设，磁铁组件41整体位于腔体48，磁力传递时外壳能够提供一定的磁力传递作用，第一永久磁体411与第二永久磁体412能将同极磁极聚集于软磁体413上，而软磁体413与导磁铁芯44之间形成的第一间距L1相较第二间距L2更小，根据距离越近越容易聚磁的原理，磁力相对较为集中于第一间距L1，电磁驱动装置接入直流电源后动线圈组件43形成有轴向方向的磁场，相对应地该第一间距L1形成有相对该轴向磁场的径向磁场，动线圈组件43能够获得足够的磁推力与该径向磁场作用产生相互的排斥力或牵引力以沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动，相对比背景技术的电磁驱动装置结构，能够增强聚磁力，提升聚磁效能，随着电磁力的增大更有利于动线圈组件比例阀塞的作动精度，进而相对提升电磁驱动装置以及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀的作动可靠性。

具体地，导磁铁芯44为纯铁或低碳钢导磁材料车削加工而成，顶壁部401与导磁铁芯44可通过焊接或铆接等方式固定连接，顶壁部401还包括平部以及由平部向下凹的凹陷部404，凹陷部404设有底壁部4041，该底壁部4041与第一永久磁体411相抵，外壳40还包括由侧壁部402向外延伸的延伸部403，电磁驱动装置还包括盖板47，盖板47包括平板部471以及凸起部472，其中平板部471与延伸部403相配合且两者对应开设有螺钉孔，可通过螺钉等方式将两者固定连接从而使外壳40与盖板47固定连接。

下面简单介绍磁铁组件41的结构，该磁铁组件41包括第一永久磁体411、第二永久磁体412以及位于两者之间的软磁体413，软磁体413可以为导磁性金属件，通过金属板材冲压或其他工艺成型的导磁材料，第一永久磁体411以及第二永久磁体412可以为铁氧体永磁体，经压制烧结成型，并通过相关设备进行充磁后形成永磁体，可采用注塑成型塑胶永磁体或橡胶永磁体等诸多工艺成型，磁铁组件41整体位于腔体48，软磁体413相对第一永久磁体411以及第二永久磁体412错位并朝导磁铁芯方向突出，软磁体413具有端面部4131，该端面部4131与导磁铁芯44的侧壁之间形成有第一间距L1，导磁铁芯44的外周部设有动线圈组件43，动线圈组件43包括励磁线组431和线架432，励磁线组431固定安装于线架432，该励磁线组431位于端面部4131和导磁铁芯44之间，通电状态下该励磁线组431可形成轴向磁场，磁力相对较为聚集的第一间距L1形成有相对该轴向磁场的径向磁场，两者相互作用使动线圈组件43获得足够的磁推力整体产生轴向上的牵引力或排斥力以进行轴向升降运动，提升了电磁驱动装置整体的磁效能，电磁力相对增大能够相对提升动线圈组件的可靠作动从而提升具有该电磁驱动装置整体的作动可靠性。第一永久磁体411与第二永久磁体412之间形成有容纳空间A，电磁驱动装置还包括定位部414，该定位部414包括定位凸台4141，定位凸台位于该容纳空间A，定位部414的内周壁分别与第一永久磁体411的第一外周壁4111以及第二永久磁体412的第二外周壁4121相抵，定位部414的外周壁与侧壁部402的内周部相抵以防止磁铁组件41在腔体48的径向的晃动，对磁铁组件41在腔体48进行径向的定位作用，该定位部414为绝缘件，由绝缘材料制作而成，第一外周壁4111与第二外周壁4121可在轴向方向上轴线共线或进行较小范围内的错位，第一外周壁4111与第二外周壁4121与侧壁部402的内壁部之间形成第二间距L2，如图2所示的电磁驱动装置结构中，第一永久磁体411以及第二永久磁体412可将相同磁极S极聚集于软磁体413上，再集中至软磁体413的端面部4131最后磁力相对集中于第一间距L1,具有导磁性的外壳40可为第一永久磁体411的磁极N极提供磁力传递作用，盖板47也由导磁材料构成，盖板47为第二永久磁体412的异磁极N极提供磁力传递作用，如第二间距L2相较第一间距L1更近，根据距离越近越容易聚磁的原理，软磁体413的较多的S极会与侧壁部402的N极进行聚磁作用而发生一部分磁损，从而减少了在第一间距L1的聚磁，最终影响磁效能，因此本发明提供的电磁驱动装置将第一间距L1设计成小于第二间距L2，磁力就能够在第一间距L1进行充分聚集为动线圈组件43作动时提供充分的磁推力，并且定位部414为绝缘件能够进行一定的屏蔽作用以减少软磁体413的S极朝侧壁部402进行聚磁，下面以励磁线组431的上部为N极，下部为S极简单陈述动线圈组件43的作动原理，电磁驱动装置接入直流电源，第一永久磁体411以及第二永久磁体412的同磁极面与软磁体413相抵接并将同磁极的磁力(如图示的S极)聚集于软磁体413上，第一永久磁体411的异磁极(N极)通过顶壁部401传递至导磁铁芯44再由导磁铁芯44回路穿过第一间距L1回至S极,第二永久磁体412的异磁极(N极)与顶壁部401的(N极)相通朝距离相对更近的第一间距L1进行传递由导磁铁芯44回路以形成在腔体48的双环封闭式的永磁磁路，励磁线组431的上部N极与下部S极相互作用形成轴向磁场，磁力较为集中的第一间距L1形成相对轴向磁场的径向磁场，根据同极相吸异极相斥的原理，下部S极与S极相排斥，上部N极与S极相吸合，动线圈组件43在磁推力作用下形成轴向的牵引力或排斥力沿导磁铁芯44的轴线方向进行轴向向下运动带动阀塞4b向下逐渐靠近阀口以调节流经燃气比例阀的第三阀口13的燃气流量，因第一间距L1相比第二间距L2更小，软磁体413的S极朝侧壁部402方向的N极聚磁减少，磁力更易相对聚集在第一间距L1，动线圈组件43进行作动时即可获得足够的磁推力进行轴向运动。

为提升动线圈组件43的作动可靠性，电磁驱动装置还包括簧片组件46，簧片组件46包括第一簧片组件461以及第二簧片组件462，第一簧片组件461包括第一簧片以及第一包覆件，第二簧片组件462包括第二簧片以及第二包覆件，第一包覆件包覆第一簧片的外周部，第二包覆件包覆第二簧片的外周部，该包覆件可由橡胶等绝缘材料制成，第一簧片以及第二簧片分别与线架432固定连接，在动线圈组件43进行轴向作动时第一簧片组件461以及第二簧片组件462能够对动线圈组件43在轴向的作动提供一定的弹性支持作用，防止其朝径向晃动造成与导磁铁芯44的摩擦，至少部分第一簧片组件461位于平部与第一永久磁体411之间形成的间隙，且第一簧片组件461分别与顶壁部401以及第一永久磁体411相抵，第二簧片组件462与第二永久磁体412相抵，凸起部472对第二簧片组件462压抵使第二簧片组件与第二永久磁体412相抵，本实施例提供的电磁驱动装置中盖板47的凸起部472与第二永久磁体412的下端部台面直接相抵接，凹陷部404直接与第一永久磁体411的上端面相抵接以对磁铁组件41在轴向方向进行限位，该凸起部472还可以通过第二簧片组件462与第二永久磁体412的下端部间接接触，也可取消凹陷部404的设置，将凹陷部401设计成与平板部一样的平板状结构，顶壁部401可通过第一簧片组件461与第一永久磁体411进行间接接触，即由第一簧片组件461以及第二簧片组件462对磁铁组件41的轴向位置进行限位防止其在轴向串动。

该电磁驱动装置包括阀塞4b，阀塞4b包括阀塞本体41b以及隔膜片42b,电磁驱动装置还包括调节机构45，调节机构45对线架432的初始位置进行调节，调节机构45包括调节杆451、弹簧座452以及弹簧453，调节杆451旋入导磁铁芯44内对线架432的初始位置进行调节，弹簧座452的固定于调节杆451的端面凸台，弹簧453装配在弹簧座452以及线架432的内凸台上。动线圈组件43包括励磁线组431以及线架432，励磁线组431固定安装于线架432，线架432包括线架头432a，线架头432a能够与阀塞4b相抵接配合，调节机构45对线架432的初始位置进行调节，接入直流电源后励磁线组431产生轴向磁场，磁力较为集中的第二间距L2具有相对轴向磁场的径向磁场，该轴向磁场与径向磁场相互作用形成相互轴向的牵引力或排斥力使驱动动线圈组件43沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动，动线圈组件43能够带动阀塞4b轴向向下运动。

本发明还提供了一种具有该电磁驱动装置的燃气比例阀，如图2所示，该燃气比例阀包括主阀座1，该主阀座1设有进口1a和出口1b,燃气从进口1a流入由出口1b流出，主阀座1可以为铝合金压铸成型，主阀座1固定连接有第一电磁驱动组件2、第二电磁驱动组件3以及电磁驱动装置，主阀座1的内腔设有压差调节装置5，主阀座1还设有与上述部件相对应的第一阀口11、第二阀口12、第三阀口13以及主阀口14，燃气比例阀可以由第一电磁驱动组件2和第二电磁驱动3主导燃气安全开关用途，当第一电磁驱动组件2与第二电磁驱动组件3的其中一道断电还可以保证安全开启或关闭，电磁驱动装置4和压差调节装置5主导燃气流量调节功能，通过控制电磁驱动装置供应电流进行间接驱动压差调节装置5的开度以实现通过主阀口14的燃气流量的精确调节，内腔还设有第一压差通道15以及第二压差通道16，燃气通过第一阀口11后经第二阀口12进入第一压差通道15以及第二压差通道16，由于第三阀口13为常开状态，燃气由第三阀口13流出通过泄压孔17排出至出口1b，出口1b与燃烧室相连接。

本发明提供的电磁驱动装置包括外壳、导磁铁芯以及磁铁组件，外壳至少包括导磁部，该导磁部包括顶壁部以及侧壁部，该顶壁部与导磁铁芯固定连接，导磁铁组件包括第一永久磁体、第二永久磁体和位于第一永久磁体以及第二永久磁体之间的软磁体,磁铁组件位于电磁驱动装置腔体，软磁体与导磁铁芯形成有第一间距L1，第一永久磁体和第二永久磁体与侧壁部形成有第二间距L2且第一间距L1小于第二间距L2，磁力传递时导磁部能够为磁力提供传递作用且第一永久磁体以及第二永久磁体能充分在软磁体上聚磁，而第一间距L1小于第二间距L2，磁力更集中于软磁体与导磁铁芯形成的第一间距L1，电磁驱动装置在通电时动线圈组件能够获得足够的磁推力沿导磁铁芯的轴线方向进行往复运动，提升了磁效能，能够相对提升电磁驱动装置的作动可靠性。

需要说明的是本发明所提及的“第一、第二”等序数词仅仅为区分不同零部件的命名方式不应该认为对各零部件有相关次序上的限定，本发明所提及的“上、下”等方位词也同样是基于本发明所提供的说明书附图进行描述，以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明远离的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁驱动装置设有腔体（48），所述电磁驱动装置包括外壳（40）、导磁铁芯（44），所述外壳（40）至少包括导磁部，所述导磁部包括顶壁部（401）以及侧壁部（402），所述顶壁部（401）与所述导磁铁芯（44）固定连接，所述导磁铁芯（44）的外周部设有动线圈组件（43），所述动线圈组件（43）能够沿所述导磁铁芯（44）的轴线方向进行往复运动，所述电磁驱动装置还包括磁铁组件（41），所述磁铁组件（41）包括第一永久磁体（411）、第二永久磁体（412）和位于第一永久磁体（411）以及第二永久磁体（412）之间的软磁体（413）,所述磁铁组件（41）位于所述腔体（48），所述软磁体（413）距离所述导磁铁芯（44）形成有第一间距（L1），所述第一永久磁体（411）和所述第二永久磁体（412）距离所述侧壁部（402）形成有第二间距（L2），所述第一间距（L1）小于所述第二间距（L2），所述软磁体（413）相对所述第一永久磁体（411）以及所述第二永久磁体（412）错位并朝向所述导磁铁芯（44）方向突出。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述软磁体（413）具有端面部（4131），所述端面部（4131）距离所述导磁铁芯（44）的侧壁形成有所述第一间距（L1），所述第一永久磁体（411）的第一外周壁（4111）以及所述第二永久磁体（412）的第二外周壁（4121）距离所述侧壁部（402）形成有所述第二间距（L2）。

3.根据权利要求2所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述第一永久磁体（411）以及所述第二永久磁体（412）形成有容纳空间（A），所述电磁驱动装置还包括定位部（414），所述定位部（414）包括定位部凸台（4141），所述定位部凸台（4141）位于所述容纳空间（A）。

4.根据权利要求3所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述定位部（414）为绝缘件，所述定位部（414）的内周壁分别与所述第一外周壁（4111）以及所述第二外周壁（4121）相抵，所述定位部（414）的外周壁与所述侧壁部（402）相抵。

5.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁驱动装置还包括簧片组件（46），所述簧片组件（46）包括第一簧片组件（461）以及第二簧片组件（462），所述第一簧片组件（461）与所述顶壁部（401）以及所述第一永久磁体（411）相抵，所述第二簧片组件（462）与所述第二永久磁体（412）相抵。

6.根据权利要求5所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述顶壁部（401）包括平部，所述平部与所述第一永久磁体（411）形成有间隙，至少部分所述第一簧片组件（461）位于所述间隙，所述顶壁部（401）与所述第一永久磁体（411）直接或间接相抵，所述电磁驱动装置还包括盖板（47），所述外壳（40）与所述盖板（47）固定连接，所述盖板（47）与第二永久磁体（412）直接或间接相抵。

7.根据权利要求6所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述外壳（40）还包括延伸部（403），所述盖板（47）包括平板部（471）以及凸起部（472），所述平板部（471）与所述延伸部（403）相配合，所述凸起部（472）对所述第二簧片组件（462）压抵。

8.根据权利要求1-7任一一项所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁驱动装置还包括阀塞（4b），所述阀塞（4b）包括阀塞本体(41b)以及隔膜片(42b),所述电磁驱动装置还包括调节机构（45），所述动线圈组件（43）包括励磁线组（431）以及线架（432），所述励磁线组（431）固定安装于所述线架（432），所述线架（432）包括线架头（432a），所述线架头（432a）能够与所述阀塞（4b）相抵接配合，所述调节机构（45）对所述线架（432）的初始位置进行调节，所述动线圈组件（43）能够带动所述阀塞（4b）轴向向下运动。

9.一种燃气比例阀，其特征在于，包括主阀座（1），所述主阀座（1）设有进口（1a）以及出口（1b），燃气从所述进口（1a）进入由所述出口（1b）流出，所述主阀座（1）固定连接有第一电磁驱动组件（2）、第二电磁驱动组件（3）以及电磁驱动装置（4）,所述主阀座（1）的内腔还设有压差调节装置（5），所述第一电磁驱动组件（2）以及所述第二电磁驱动组件（3）主导所述燃气比例阀的安全开关作用，所述电磁驱动装置（4）以及所述压差调节装置（5）主导燃气流量调节作用，所述电磁驱动装置（4）为权利要求1-7任一一项所述的电磁驱动装置。

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