CN1334906A - 防流体电磁线圈作动阀 - Google Patents

Abstract

一种具有一整体的线圈架和阀壳(12)的防流体电磁线圈作动阀(10),该整体的阀壳(12)限定一邻近流体连通端的阀座连接组件(50),线圈架壳体的一部分在线圈(14)绕组作用时可变形,以确保电磁线圈铁芯(26)安置在壳体(12)内,该铁芯有一对基本上沿线圈(14)长度延伸的导线(18,20)。线圈(14)和导线(18,20)被封闭以防流体。

Description

防流体电磁线圈作动阀

发明背景

本装置总的涉及电控装置，尤其涉及可取电磁线圈作动器或电磁阀形式的改进的电磁阀。发现这些装置应用于许多控制流体流量的领域，包括工业应用，汽车、灌溉等。

一电磁装置包括一导电线圈，当通电时，它产生用来完成某些功能的电磁场。在电磁线圈作动器的情况下，该电磁场被用来移动一磁衔铁。电磁阀本质上是一个使其一部适于控制流体流量的电磁作动器。

美国专利No.5.311.162公开了一种阀作动器电磁线圈，一封装的线圈可移动地安装在一中央铁芯和一控制流组该阀的流体流量的衔铁上。

美国专利No.5.358.215公开了另一电磁线圈作动阀，用以控制车辆自动悬挂系统中的空气流量。该专利公开了沿铁芯和可动铁芯区将线圈绕于一壳体上。该铁芯被固定安装在内通道内，以防止它在工作期间移动。该专利公开了一个具有一内通道的阀，内通道穿过两端带孔的壳体的全长。第一孔用以和一流体供应源接通，而第二孔允许空气流至汽车中的悬挂系统。

上述电磁线圈阀的一个缺点是该内阀座是在该阀壳体的模制工艺中形成的。该模制工艺要求极高的允差来制造与该可动铁芯的相应表面精确配合的阀座，以构成气密密封。此外，一旦模制后，当阀座磨损或为另一应用而修改时，它不能被替换。而且，对线圈通电的电气接头处在流体连接点邻近，使该装置对于许多应用场合不稳定，因为在流体连接点泄漏的任何液体会外溅到靠近电线的装置，有可能损伤电磁作动阀的电气部件。

因此，需要一个适用于许多不同系统的简单的充分防流体的电磁作动阀。

发明概述

本发明提供一种改进的电磁线圈作动阀组件。该组件包括一个具有一纵轴线、一外表面和一限定自一封闭端沿纵轴线的至少一部分延伸到一相反的开口端的内通道的内表面的整体阀壳。该整体阀壳还包括一个靠近该开口端的阀连接组件。该壳体的外表面限定一与纵轴线共轴线的线圈架区。一铁芯配置在该内通道内，靠近该封闭端。一往复可动铁芯可滑动地配置在该内通道内，一远端靠近铁芯配置，其相反的近端有一第一阀件。一激磁线圈被固定在该线圈架区，与内通道的至少一部分成共轴线关系。一第二阀件与该阀连接组件相互连接。该第一阀件可选择地接合该第二阀件，以控制第一阀件和第二阀件间的流体流量。

按照本发明的电磁线圈作动阀组件的另一个方面，该组件包括一个具有一纵轴线的阀壳体，该壳体限定一个沿该纵轴线延伸的内通道和一个限定具有一变形部的线圈架区的外表面。一铁芯配置在该内通道内，该铁芯的至少一部分配置在靠近该变形部的线圈架区内。一线圈被支承在该线圈架区上，并使该变形部变形到和铁芯相接触。该壳体的变形使线圈在该内通道内保持就位。

本发明还设想一种用以装配一防流体电磁线圈作动阀的方法。该方法包括提供一整体线圈架和阀组件。该组件有一纵轴线并限定一条沿该纵轴线延伸适于接纳一磁响应的铁芯和可动铁芯的内通道。该内通道有一供流体连通的开口端和一相反的封闭端。一铁芯被插入该内通道内，并靠近该封闭端配置，其一部分在线圈架区内延伸。一导电体绕于该线圈架区周围，形成一线圈。将一可动线圈和阀组件插入到该内通道内。将一阀座插入并固定在该内通道内，以定成该充分密封流体的电磁线圈作动阀组件。

本发明的一个目的是提供一种改进的电磁线圈作动阀。

本发明的另一个目的是提供一种具有无需破坏该装置的流体隔离件便能被更换的阀部件的电磁线圈作动阀。

本发明再一个目的是提供一种装配防流体电磁线圈作动阀的方法。

根据下列说明，本发明的这些和其它的目的会变得明显。

附图简述

图1是本发明的电磁线圈作动阀的透视图；

图2是图1的电磁线圈作动阀的剖视图；

图3是图1的电磁线圈作动阀的分解图；

图4是图1的电磁线圈作动阀的线圈架和阀壳的透视图；

图5是图1的电磁线圈作动阀的铁芯的局部剖视图；

图6是图1的电磁线圈作动阀阀座的侧视图；

图7是图6的阀座的侧视图；

图8是图7的阀座的剖视图。

优先实施例说明

为增进对本发明原理的理解，现在参照附图中所示的实施例，并采用专门语言来说明该实施例。然而，应该理解，并不想以此来限定本发明的范围，熟悉本发明相关领域的人员通常会设想出对所示装置的交换和进一步修改，以及对本发明原理的进一步应用。

现在参照附图，尤其是图1至4，其中图示了本发明的改进电磁线圈作动阀装置10。这些电磁线圈装置包括一整体的线圈架和阀壳12。参照图2，该整体的线圈架和阀壳12限定一第一凸缘40和一第二凸缘42，凸缘42和42限定该壳体外表面上的线圈架区54。壳体12还限定配置在第二凸缘42邻近的电线固定件58和60(图3和4)。在壳体12开口端邻近制成外螺纹区22，以便通过和相应的内螺纹件(未示)连接跟一流体源联接。

除了这些外部特点之外，该整体线圈架和阀壳12限定一条沿阀壳的纵轴线33基本上穿过其长度的内通道38。在内通道38内，还限定一邻近内通道38开口端63的一阀连接组件50(图4)。阀连接组件50适于可拆卸地接纳至少一部分该阀部件。阀连接组件50包括一阀座保持槽52，并且开口51分隔或单独的延伸部。应该理解，开口51为连接组件50向外移动提供充分的柔性，以允许阀座通道进入槽52内。此外，虽然阀连接组件50被制成按扣配合接合，然而可以设想可制成螺纹的或另它的阀连接组件而处在本发明的精神内。内通道38包括一端壁62，以防止流体除了流经内通道38的开口流经该装置。整个壳体12内616尼龙加13％的玻璃强化物模制而成。虽然在一优先实施例中，采用这种特殊的材料，然而，如在本技术领域内所周知的，可采用其它的材料，只要它们对指定的用途具有适当的特性。

如图2和3所示，导电线的线圈14在凸缘40和42之间限定的线圈架区域54内圈绕壳体12绕制。如在该技术领域内常见的，一对导线18和20连结于线圈14，以便连接到电功率源(未示)供激磁线圈14用。线圈14的一部分被一磁响应U形支架30包围。在一优先实施例中，该U形支架30由C1018冷轧钢制成。导线18和20由分别在线圈架和阀壳12的外表面上形成的导线固定件58和60固定(图3和4)。

一铁芯26配置在邻近端壁62的内通道38内。如该技术领域内周知的，铁芯26由防腐蚀的430F不锈钢制成，并包括一个由紫铜制成的短环(图5)，供交流电应用场合使用。然而，应当明白和设想，铁芯也可构形成供直流电应用场合应用。在内通道38内可滑动地配置一可动铁芯28。在限定该流道的内凸肩64和在可动铁芯28内限定的凹口48之间配置一弹簧32。配置一弹簧32以迫使可动铁芯28进入朝该内通道38开口端延伸的位置。还应理解，当对线圈14通电时，由于足以克服弹簧32的弹力，会将可动铁芯28推压到铁芯26上。可动铁芯28还包括Buna-N阀垫36，与相应的阀部件配合。虽然在该优先实施例中采用了Buna-N材料，然而，如在该技术中周知的，可代之以其它适当的材料。

如图3中所示，可动铁芯28的外表面为大致六角形，这样，插入大致圆柱形内通道38内，在该通道的内壁和该可动铁芯的外表面之间之间便限定了一系列流体通道。应当理解，可动铁芯28按另一种方式可具有一系列削入其外表面的半圆形流体沟槽，以使流体流过该可动铁芯。

在内通道38内还装有阀座24。参照图6至8，阀座24包括一系列凸起70，它们沿阀座外圆周面延伸。应当理解，这些凸起被接纳在在连接组件50内限定槽52内(图4)，从而牢固地将阀座24保持在所希望的位置上。阀座24还包括沿纵轴线33延伸的一内通道34和一连串流体孔72。阀座74包括一阀座面74，用以和可动铁芯28的阀垫36接合(图2)。应当理解，当阀垫36和阀面74接合时，便产生经阀座24的内通道34的流体流动。

虽然在该优先实施例中表示采用了阀座24，然而可以设想，该可动铁芯和阀座可被另一种外形来代替，只要它们的尺寸定得能分别被接纳在内通道38和阀连接组件50内即可。此外，阀座24可被拆下，而另一替代阀座可按扣配合到槽52内。

在图1和2所示的最终装配中，整个线圈架和线圈区用封装材料16包封，以防止线圈与外部环境接触。在该优先实施例中，封装材料由填充纤维的模制绝缘混合剂制成。这样一种产品为共聚物聚脂模制绝缘混合剂，可从Seegott股份有限公司买到，其商标为CYGLAS，商品号为7085L。如在该技术中周知的，可以获得和采用各式各式的封装材料，只要它们具有足够的电绝缘、热扩散、和防水性能。应当理解，这种封装是用来提供一种抵抗可能对电磁线圈作动器的电气部件，尤其是线圈14的工作起有害影响的元件的障碍。如图1中所示，封装材料的外部构形可为六角形，这样可便于用工具操作，以确保和流体源(未示)的内螺纹螺母保持紧密螺纹接合。

如图3所示，导线18和20分别自电线固定件58和60沿线圈的整个轴向长度延伸，并在离和线圈连接的最远点处的封装材料中伸出。应当理解，导线沿线圈整个长度的封装，由于沿导线18和20形成一细长的流体芯子路径，从而提高了本发明电磁线圈作动器阀的防水性能。

本发明的装置按下列步骤装配。最先，整件线圈架和阀壳12由具有上述特性的模制尼龙制成。如图4中所示，邻近该壳体开口端的内表面包括4个凸起53。这些凸起在模制工艺过程中用以形成一材料流沟槽。此外，壳体12的制模(未示)包括在外螺纹区22上形成各种螺纹式样的可互替元件。在凸缘40和42之间的线圈架区54内，限定一部分内通道38和可变形壁80最好这样构成，使其至少一部分能变形，以改变大致呈圆柱形内通道38的形状。最好，可变形壁80的可变形部绕内通道38的圆周均匀地延伸，以允许对铁芯26均匀变形。

铁芯46插在内通道38内，邻近端壁62。应当理解，铁芯26可固定在其如该技术中周知的位置上。然而，在本发明的一个优先实施例中，铁芯26包括一个经粗糙处理的表面82(图5)，包含更容易地与通道38的内壁接合。如图5中所示，在铁芯26的外表面上该粗糙表面可取一连串槽82或压花图案的形式。一旦将铁芯26正确地定位在端壁62邻近，一导体绕在左凸缘40和右凸缘42之间线圈架54周围，并连接电线18和20。按照本发明的结构形式，构成内通道38一部分的壁80可以变形，以缩小内通道38的周边。在该实施例中，围绕线圈架区54的导体绕组使壁80变形，迫使它顶靠铁芯26的外表面。因而利用线圈的绕组压力，将铁芯固定地夹紧在所希望的位置，而无须采用另外的粘结剂或其它元件。此外，由线圈绕组施加的均匀压力达到线圈14内的中央铁芯26，使磁性能加强到最大限度。

一旦将铁芯26牢固地定位，可动铁芯28与阀垫36配合，螺旋弹簧32安装在可动铁芯的凹口48内。然后将可动铁芯组件插入内通道38内，并靠近铁芯26。可动铁芯28可滑动地配置在内通道内，使弹簧32接合凸肩64。可动铁芯28沿内通道的纵轴线往复移动。然后将阀座24配置得与内通道对齐，并向进移向端壁62，直到迫使凸起70进入槽52内，将阀座牢固地保持就位，此时阀面74邻接阀垫36。然后将磁响应U形支架30安置在线圈的周围。如图2和3所示。将整个组件用封闭材料16封装，以形成一防流体组件。

熟悉该技术的人们会理解，在线圈架和壳体内没有接头经受压力流力而能使流体形成或找到一条通至该装置通电部件的通路。此外，该连接组件允许方便地与阀壳适配，以适用许多不同的阀构形，而不会损坏该装置的流体绝缘元件。

在工作中，在线圈14至通电的情况下，弹簧32迫使可动铁芯28移向阀座24。在该位置上，阀垫36接合阀面74，以防止流体流经阀座中的通道34。当线圈14通电时，铁芯26通过磁力吸引可动铁芯28，以足够的力来克服弹簧32，从而使阀垫36移离阀面。然而允许流体流过阀座的通道34和72。流体流动持续到对线圈14停止供电，此时弹簧32迫使可动铁芯28与阀座24进入接合。

虽然，在认为是说明性的而非限制性的附图和上述说明书中已详细图示和说明了本发明，然而应当理解仅仅图示和说明了本发明的优先实施例，而处在本发明精神内的所有变化和修改均希望得到保护。

Claims (35)

1.一种电磁线圈作动阀组件，包括：

一个具有一纵轴线、一外表面和一限定沿至少部分所述纵轴线延伸至一相反开口端的内表面的整体阀壳，所述整体阀壳限定一邻近所述开口端的阀连接组件，所述外表面限定一与所述纵轴线共轴线的线圈架区；

一个配置在所述内通道内邻近所述封闭端的铁芯；

一个可滑动配置在所述内通道内能往复移动的可动铁芯，所述可动铁芯具有一邻近所述铁芯定位的远端和一带有第一阀件的对置近端；

一个与所述内通道的至少一部分成共轴线关系固定在所述线圈架区的激磁线圈；

一个第二阀件，与所述阀连接组件相互连接，从而所述第一阀件有选择地接合所述第二阀件，以控制所述第一阀件与第二阀件之间的流体流动。

2.按权利要求1所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述整体阀壳还限定一邻近所述开口端的流体源配合组件。

3.按权利要求2所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述流体源配合组件是在所述外表面上的邻近所述开口端的一连串外螺纹，用以接纳一相应内螺纹连接件。

4.按权利要求1所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述线圈架区包括一可变形部，所述可变形部根据线圈绕组压力变形，以迫使所述内通道与所述铁芯接合。

5.按权利要求4所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述铁芯具有经粗糙处理的外表面，以接合所述内通道，将铁芯固定就位。

6.按权利要求5所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述粗糙表面仅包括部分所述外表面。

7.按权利要求5所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述粗糙表面开有槽。

8.按权利要求1所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述外表面包括一对限定所述线圈区的对置的外凸缘。

9.按权利要求1所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述阀连接组件是在所述内表面上形成的环形槽，所述第一阀件包括相应尺寸的凸起，供接合于所述槽内之用。

10.按权利要求1所述的电磁线圈作动阀，其特征在于所述第一阀件是一阀密封件，所述第二阀件是一阀座。

11.一种电磁线圈作动阀壳体，包括：

一个具有一纵轴线的整体的线圈架的阀壳；

一个沿所述纵轴线的至少一部分延伸的内通道，所述内通道有一开口端和一相反的封闭端，

一个邻近所述开口端形成的阀连接组件。

12.按权利要求11所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述阀连接组件包括一条在所述内通道内形成的适于接纳一按扣配合阀座的槽。

13.按权利要求11所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述壳体是由同类材料制成的。

14.按权利要求13所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述壳体是模制成的。

15.按权利要求13所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述材料是增强尼龙。

16.按权利要求11所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于还包括一个在邻近所述开口端限定的流体源联接机构。

17.按权利要求18所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述流体源联机构是一外螺纹。

18.按权利要求11所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于还包括一个接近所述封闭端的第一外凸缘和一个与所述第一外凸缘间隔的第二外凸缘，所述第一和第二外凸缘限定一线圈绕组区。

19.按权利要求18所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于还包括一对在邻近所述第一凸缘限定的导线固定件。

20.按权利要求11所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述整体线圈架和阀壳包括一个具有一可变形部的线圈架区。

21.按权利要求18所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述线圈架壳体包括一个处在第一和第二凸缘间的可变形部，所述可变形部被构形成能借助线圈绕组压力来变形，以接合配置于所述内通道内的铁芯。

22.一种电磁线圈作动阀组件，包括：

一个具有一纵轴线的阀壳，所述阀壳限定一条沿所述纵轴线延伸的内通道和一个限定带有可变形部的线圈架的外表面。

一个配置在所述内通道内的铁芯，所述铁芯的至少一部分配置在所述线圈架壳体内，邻近所述可变形部；

一个固定在所述线圈架壳体上的线圈，所述线圈使所述可变形部变形，与所述铁芯进入接合，从而将所述线圈在所述内通道内保持就位。

23.按权利要求22所述的电磁线圈作动阀组件，其特征在于所述内通道为大致圆柱形，所述可变形部沿所述内通道周围均匀延伸，从而使所述铁芯定心在所述线圈内。

24.按权利要求22所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述内通道包括一线圈架端和一对置的流体连通端，所述线圈架端包括一密封所述内通道的端壁，所述铁芯与所述端壁紧靠接合。

25.按权利要求22所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述铁芯包括一经粗糙处理的外表面。

26.按权利要求25所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述粗糙外表面包括一些槽。

27.按权利要求23所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述阀壳由增强尼龙制成。

28.按权利要求25所述的电磁线圈作动阀装置，其特征在于所述粗糙表面仅在铁芯的一部分上延伸。

29.一种防流体的电磁线圈组件，包括：

一个具有一纵轴线和一用以接纳一磁力作动铁芯和可动铁芯的纵向延伸的内通道的线圈架壳体；

一个由所述线圈架壳体固定的管形线圈，所述线圈具有一第一端和一对置的第二端；

一对在所述第一端电连接于所述线圈的并平行于所述纵轴线延伸到所述第二端外的导线。

30.一种装配防流体的电磁线圈作动阀的方法，包括：

提供一整体的线圈架和阀组件，所述组件具有一纵轴线，并限定一条沿该纵轴线延伸且适于接纳一磁力响应铁芯和可动铁芯的内通道，所述内通道具有一个供流体连通的开口端和一个对置的封闭端；

将一铁芯插入该内通道内，并将该铁芯定位在邻近该封闭端，使其一部分在该线圈架内延伸；

在该线圈架周围绕以一导电体，以形成一线圈；

将一可动铁芯和阀组件插入该内通道内；

将一阀座插入该内通道内，并加以固定；

将导线电连接于该线圈。

31.按权利要求30所述的方法，其特征在于在所述绕线之前将所述铁芯装位在所述线圈架内。

32.按权利要求31所述的方法，其特征在于所述铁芯包括一经粗糙处理的表面，所述线圈架组件在所述绕线期间变形，以牢固地接合所述铁芯，并将其保持就位。

33.按权利要求30所述的方法，其特征在于所述线圈包括一第一端和一对置的第二端，连接导线和线圈包括将导线电连接于该第一端，并基本上沿该线圈的整个长度分置导线而延伸到第二端之外。

34.按权利要求30所述的方法，其特征在于所述整体线圈架和阀组件包括一个在该通道内邻近该流体端的圆环形凹口，而连接该可动铁芯止挡和阀组件包括将阀座按扣到该圆环形凹口内。

35.一种电磁线圈组件，包括：

一个整体阀壳，限定：

一个用以接纳一线圈的线圈架壳体，所述线圈架壳体具有一可变形部；

一个具有一纵轴线的内通道，所述通道适于接纳一铁芯和一可动铁芯，所述内通道在至少一部分线圈架壳体内延伸，并有一开口端和一对置的封闭端；

一阀座连接组件，邻近所述开口端配置；

一铁芯，配置在所述内通道内，邻近所述封闭端；

一往复移动可动铁芯，可滑动地配置在所述内通道内；

一阀件，安装在所述可往复移动的可动铁芯上；一通电线圈，按共轴关系固定在所述线圈架壳体上，所述线圈具有一第一端和一对置的第二端，所述线圈使所述线圈架的可变形部变形，将所述铁芯在所述内通道内固定就位。

一阀座，与所述阀座连接组件连接，从而使所述阀件有选择地接合所述阀座，以控制流体流动；

一对导线，在所述第一端电连接于所述线圈，且平行于所述纵轴线延伸到所述第二端外。

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