CN113305776A - 一种均衡双向输出永磁拔销器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种均衡双向输出永磁拔销器，包括衔铁组件；所述衔铁组件两端位置同轴套装有形状一致的激磁线圈Ⅰ和激磁线圈Ⅱ，衔铁组件两端同轴固定传动轴，衔铁组件沿轴向限位移动。本发明可确保通正、反向电流时，两端传动轴按要求往、返运动；有效克服了在断电情况下电液阀的误动作情况，传动轴不抖动，装机后传感器不再误报警；可同时带动多个电液阀做多维度动作，节约了系统体积和重量，经济效果明显；动作过程中，输出推力关于行程变化量成指数增强，电液阀反应速度明显加快，响应时间明显缩短。
Description
技术领域
本发明涉及一种均衡双向输出永磁拔销器。
背景技术
拔销器广泛应用于火箭发动机电液阀等环境中，需电液阀响应快。由于工作环境恶劣，常伴随有较复杂的振动环境。以及本智力成果涉及一种应用于电液阀的拔销器，拔销器一端传动轴在常规条件下沿某一轴向端伸出与电液阀阀芯相连，另一端缩回。按要求通电后，拔销器伸出端传动轴回缩，另一端伸出，如此周而复始推动多个电液阀阀芯开关按要求通断。传统的拔销器只有一套激磁线圈，只能沿单方向输出拔销力，且响应较慢，断电后传动轴与衔铁处于自由状态，无锁紧力。该类拔销器在外界扰动下，引起传动轴轴向窜动，引起拔销器误动作或系统检测型号频繁报警。为防止传动轴误动作，拔销器必须持续通电。对于应用于飞行器中的拔销器，严重降低了经济性。
传统拔销器为控制多个电液阀的运用，必须用相同个数或两倍个数的拔销器，极大地占用了火箭体积和供电回路和体积，降低了系统的功率密度和可靠性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种均衡双向输出永磁拔销器，该均衡双向输出永磁拔销器可确保通正、反向电流时，两端传动轴按要求往、返运动；有效克服了在断电情况下电液阀的误动作情况，传动轴不抖动，装机后传感器不再误报警。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种均衡双向输出永磁拔销器，包括衔铁组件；所述衔铁组件两端位置同轴套装有形状一致的激磁线圈Ⅰ和激磁线圈Ⅱ，衔铁组件两端同轴固定传动轴，衔铁组件沿轴向限位移动。
所述激磁线圈Ⅰ安装在磁轭Ⅰ中，有导磁衬套盖在激磁线圈Ⅰ和衔铁组件的端部，导磁衬套对衔铁组件限位。
所述激磁线圈Ⅱ安装在磁轭Ⅱ中，有导磁衬套Ⅱ盖在激磁线圈Ⅱ和衔铁组件的端部，导磁衬套Ⅱ对衔铁组件限位。
所述磁轭Ⅰ和磁轭Ⅱ之间的位置有隔磁环。
所述隔磁环、磁轭Ⅰ、磁轭Ⅱ的外径一致。
所述磁轭Ⅰ、隔磁环、磁轭Ⅱ外套有非导磁不锈钢机壳，导磁衬套的端面齐平于磁轭Ⅰ和非导磁不锈钢机壳的端面，导磁衬套Ⅱ的端面齐平于磁轭Ⅱ和非导磁不锈钢机壳的端面。
所述非导磁不锈钢机壳通过靠近端部的紧固销钉固定于磁轭Ⅰ和磁轭Ⅱ。
所述隔磁环的厚度大于衔铁组件限位移动的最大行程。
所述衔铁组件端部外沿装有永磁体。
所述激磁线圈Ⅰ和激磁线圈Ⅱ的方向相同，以串联接线。
本发明的有益效果在于：可确保通正、反向电流时，两端传动轴按要求往、返运动；有效克服了在断电情况下电液阀的误动作情况，传动轴不抖动，装机后传感器不再误报警；可同时带动多个电液阀做多维度动作，节约了系统体积和重量，经济效果明显；动作过程中，输出推力关于行程变化量成指数增强，电液阀反应速度明显加快，响应时间明显缩短。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1在另一工作状态下的结构示意图。
图中：1-导磁衬套，2-紧固销钉，3-激磁线圈Ⅰ，4-磁轭Ⅰ，5-非导磁不锈钢机壳，6-隔磁环，7-衔铁组件，8-激磁线圈Ⅱ，9-磁轭Ⅱ，10-导磁衬套Ⅱ。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例1
如图1和图2所示的一种均衡双向输出永磁拔销器，包括衔铁组件7；衔铁组件7两端位置同轴套装有形状一致的激磁线圈Ⅰ3和激磁线圈Ⅱ8，衔铁组件7两端同轴固定传动轴，衔铁组件7沿轴向限位移动。
实施例2
基于实施例1，并且，激磁线圈Ⅰ3安装在磁轭Ⅰ4中，有导磁衬套1盖在激磁线圈Ⅰ3和衔铁组件7的端部，导磁衬套1对衔铁组件7限位。
实施例3
基于实施例1，并且，激磁线圈Ⅱ8安装在磁轭Ⅱ9中，有导磁衬套Ⅱ10盖在激磁线圈Ⅱ8和衔铁组件7的端部，导磁衬套Ⅱ10对衔铁组件7限位。
实施例4
基于实施例2和3，并且，磁轭Ⅰ4和磁轭Ⅱ9之间的位置有隔磁环6。
实施例5
基于实施例4，并且，隔磁环6、磁轭Ⅰ4、磁轭Ⅱ9的外径一致。
实施例6
基于实施例4，并且，磁轭Ⅰ4、隔磁环6、磁轭Ⅱ9外套有非导磁不锈钢机壳5，导磁衬套1的端面齐平于磁轭Ⅰ4和非导磁不锈钢机壳5的端面，导磁衬套Ⅱ10的端面齐平于磁轭Ⅱ9和非导磁不锈钢机壳5的端面。
实施例7
基于实施例6，并且，非导磁不锈钢机壳5通过靠近端部的紧固销钉2固定于磁轭Ⅰ4和磁轭Ⅱ9。
实施例8
基于实施例4，并且，隔磁环6的厚度大于衔铁组件7限位移动的最大行程。
实施例9
基于实施例1，并且，衔铁组件7端部外沿装有永磁体。
实施例10
基于实施例1，并且，激磁线圈Ⅰ3和激磁线圈Ⅱ8的方向相同，以串联接线。
实施例11
结合上述实施例，具体的，主要有导磁衬套Ⅰ1、激磁线圈Ⅰ3、磁轭Ⅰ序号4、隔磁环6、衔铁组件7、激磁线圈Ⅱ8、磁轭Ⅱ9和导磁衬套Ⅱ10组成。非导磁不锈钢机壳5和紧固销钉2主要起连接和封闭电磁铁内部的作用。
衔铁组件：衔铁组件由两块极性相同的永磁体和导磁衔铁组成，永磁体磁场通过衔铁串联，通电时与激磁线圈产生的磁场发生电枢反应，产生电磁力，输出拔销力和位移。当断电后，永磁体磁场与衬套限位端吸合，保持衔铁组件处于极限位置。
导磁衬套Ⅰ和导磁衬套Ⅱ以及衔铁都是高强度导磁合金材料制成，其强度和硬度较高，可承受较大的冲击力。永磁体材料较脆，因此两块永磁体的端面低于衔铁端面δ，以防止衔铁逐渐运动过程中与导磁衬套发生碰撞后损坏永磁体。
永磁体与衔铁之间粘胶，并在加速度较大或拔销器行程较大的应用场合还需设计紧固结构，以防止永磁体在碰撞过程中松动或脱落。
激磁线圈Ⅰ和激磁线圈Ⅱ：激磁线圈Ⅰ和激磁线圈Ⅱ由漆包线环绕在非导磁铜质支撑骨架上的线包，两个线圈缠绕方向相反，通电后分别在导磁衬套Ⅰ和导磁衬套Ⅱ上产生极性相反的轴向磁场，这两个磁场分别与衔铁组件上的永磁体磁场相互作用将电磁能转化为机械能，产生带动传动轴运动输出拔销力。
导磁衬套Ⅰ和导磁衬套Ⅱ：主要起导磁作用和限位作用。
磁轭Ⅰ和磁轭Ⅱ：主要起导磁作用。
隔磁环：隔磁环由非导磁材料金属加工而成的环状结构，其主要作用阻隔两路激磁线圈Ⅰ或激磁线圈Ⅱ通电产生的磁场，防止该两个极性相反的磁场短路。其轴向长度L应大于拔销器的最大行程X。
由于非导磁金属较薄，该隔磁环还起到一定的支撑作用，防止在轴向应力作用下机壳发生变形。
如图1所示，当接通正向直流电，此时激磁线圈产生轴向磁场，设在导磁衬套Ⅰ上产生S极磁场，在导磁衬套Ⅱ上产生N极磁场。由于衔铁组件上的两块永磁体充磁方向相同，两块永磁体串联。设靠近导磁衬套Ⅰ的一端为N极、靠近导磁衬套Ⅱ的一端为S极，此时激磁线圈Ⅰ的磁场与衔铁组件磁场N极相互吸引，而激磁线圈Ⅱ产生的磁场与衔铁组件的S极磁场相互排斥，使衔铁组件向导磁衬套Ⅰ一端运动，随着运动间隙减小，通电磁场产生的力和永磁铁与导磁衬套Ⅰ的相互作用力均成线性增强，两者方向相同，变化趋势一致，相互组合后输出一个关于拔销器行程间隙成指数变化增强的把销力，迅速带动电液阀做正加速运动。
如图2所示，当接通反向直流电，此时激磁线圈产生轴向磁场，在导磁衬套Ⅰ上产生N极磁场，在导磁衬套Ⅱ上产生S极磁场。此时激磁线圈Ⅰ的磁场与衔铁组件的N极磁场相互排斥，激磁线圈Ⅱ产生的磁场与衔铁上的S极磁场相互吸引，使衔铁组件向导磁衬套Ⅱ一端运动。随着运动间隙减小，通电磁场产生的力和永磁铁与导磁衬套Ⅱ的相互作用力均成线性增强，两者方向相同，变化趋势一致，相互组合后输出一个关于拔销器行程间隙成指数变化增强的把销力，迅速带动电液阀做反加速运动。
当激磁线圈断电后，衔铁上的永磁体产生的磁场将紧紧吸合导磁衬套端面，由于永磁体矫顽力大，剩磁强度高，所产生的吸合力大，可有效抵抗负载带来的扰动，确保传动轴不发生误动作。
Claims (10)
1.一种均衡双向输出永磁拔销器，包括衔铁组件(7)，其特征在于：所述衔铁组件(7)两端位置同轴套装有形状一致的激磁线圈Ⅰ(3)和激磁线圈Ⅱ(8)，衔铁组件(7)两端同轴固定传动轴，衔铁组件(7)沿轴向限位移动。
2.如权利要求1所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述激磁线圈Ⅰ(3)安装在磁轭Ⅰ(4)中，有导磁衬套(1)盖在激磁线圈Ⅰ(3)和衔铁组件(7)的端部，导磁衬套(1)对衔铁组件(7)限位。
3.如权利要求1所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述激磁线圈Ⅱ(8)安装在磁轭Ⅱ(9)中，有导磁衬套Ⅱ(10)盖在激磁线圈Ⅱ(8)和衔铁组件(7)的端部，导磁衬套Ⅱ(10)对衔铁组件(7)限位。
4.如权利要求2或3所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述磁轭Ⅰ(4)和磁轭Ⅱ(9)之间的位置有隔磁环(6)。
5.如权利要求4所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述隔磁环(6)、磁轭Ⅰ(4)、磁轭Ⅱ(9)的外径一致。
6.如权利要求4所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述磁轭Ⅰ(4)、隔磁环(6)、磁轭Ⅱ(9)外套有非导磁不锈钢机壳(5)，导磁衬套(1)的端面齐平于磁轭Ⅰ(4)和非导磁不锈钢机壳(5)的端面，导磁衬套Ⅱ(10)的端面齐平于磁轭Ⅱ(9)和非导磁不锈钢机壳(5)的端面。
7.如权利要求6所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述非导磁不锈钢机壳(5)通过靠近端部的紧固销钉(2)固定于磁轭Ⅰ(4)和磁轭Ⅱ(9)。
8.如权利要求4所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述隔磁环(6)的厚度大于衔铁组件(7)限位移动的最大行程。
9.如权利要求1所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述衔铁组件(7)端部外沿装有永磁体。
10.如权利要求1所述的均衡双向输出永磁拔销器，其特征在于：所述激磁线圈Ⅰ(3)和激磁线圈Ⅱ(8)的方向相同，以串联接线。
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