CN202259008U - 封装的接近开关组件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及封装的接近开关组件。该封装的接近开关组件包括被耦接用以形成内部容积的上部外壳和下部外壳。轴突出部从上部外壳的上表面向上延伸，并且具有封闭容积的内部开孔部分被限定在轴突出部中从而形成内部容积的一部分。垂直轴的第一端可旋转地布置在内部开孔部分中使得轴相对于上部和下部外壳转动。钐钴目标磁铁耦接到轴上，当该目标磁铁在接近开关的顶部的预定距离内转动时，该目标磁铁与接近开关中的钐钴驱动磁铁相互作用。该相互作用使开关从第一状态移动到第二状态，或反之。

Description

封装的接近开关组件

技术领域

本实用新型大体上涉及一种封装，并且，更具体地，涉及一种密封的封装，其容纳有由至少一个磁性接近开关检测的至少一个磁性目标。

背景技术

磁性接近开关，也被称为限位开关，通常用于位置感应。典型地，磁性接近开关组件包括目标和接近开关，该接近开关包括开关电路。该开关电路可以包括诸如杠杆的元件，其被容纳在接近开关的壳体内的永久磁铁偏压于第一位置。杠杆处于该第一位置时，接近开关保持在第一状态，在此，例如，常闭触点与公共触点相接触。当通常包括永久磁铁的目标在接近开关的预定范围内通过时，由目标磁铁产生的磁通量导致开关电路的杠杆从第一状态改变偏压至第二状态，在此，例如，常开触点与公共触点相接触。

在一些应用中，可以将一个或多个目标磁铁以及一个或多个接近开关布置在密封的封装中用以保护接近开关免于损坏。当磁性接近开关组件被用在诸如核应用的危险环境中时，这种配置是常见的。在这样的应用中，封装的目的在于承受核设施在包容事故或失水事故(LOCA，loss of coolant accident)期间所产生的高温和高压。典型地，当目标磁铁绕着轴相对静止的接近开关旋转时，垂直布置在封装内的该轴支撑该目标磁铁。典型地，轴的顶部耦接到布置在穿过封装的顶部而延伸的顶孔内的密封的顶部轴承组件，并且轴的底部容纳在穿过封装的底部而延伸的底孔中。穿过底孔延伸的轴的底部典型地耦接到阀元件，诸如用于核应用的控制阀的旋转杆，并且当该阀使目标磁铁转动在布置于封装内的接近开关的预定范围内时，该杆的旋转能够被检测到，因此指示控制阀处于特定的位置。替代地，控制阀的旋转杆可以将目标磁铁移动到接近开关的预定范围之外，因而指示控制阀已经从移离特定的位置。

由于磁性接近开关组件所用的危险环境，所以封装必须是密封的从而避免高压下的高温气体或其他污染物进入到封装内。

实用新型内容

根据本实用新型的示例性的一个方面，一种封装的接近开关组件包括具有底壁和从所述底壁向下延伸的多个侧壁的上部外壳，并且该底壁和多个侧壁可以至少部分地限定第一容积。轴突出部可以从所述底壁的上表面向上延伸，并且内部开孔部分可以被限定在所述轴突出部内使得该内部开孔部分形成所述第一容积的一部分。所述内部开孔部分可以限定封闭的容积。所述接近开关组件还包括具有底壁和从所述底壁向上延伸的多个侧壁的下部外壳，并且所述底壁和所述多个侧壁至少部分地限定第二容积。轴孔可以被限定在所述底壁上，所述轴孔可以延伸穿过所述底壁。所述上部外壳可以耦接到所述下部外壳上使得所述第一容积和所述第二容积配合从而限定内部容积。这样配置后，所述轴孔的纵向轴线可以与所述内部开孔部分的纵向轴线对齐。所述接近开关组件还包括轴，其具有第一端、相对于第一端的第二端和位于第一端和第二端之间的第一中间部分，其中所述轴的所述第一端位于形成于所述上部外壳的所述轴突出部中的所述内部开孔部分内。所述轴的所述第一中间部分可以延伸穿过形成于所述下部外壳上的所述轴孔，并且所述轴的所述第二端可以布置在所述内部容积的外部。所述轴相对于所述上部外壳和所述下部外壳是可旋转的。另外，所述接近开关组件包括目标支撑，其不可转动地耦接到所述轴的第二中间部分上，该第二中间部分位于所述轴的所述第一中间部分和所述第一端之间。所述目标支撑包括远离所述轴延伸的径向部分，目标磁铁58可以耦接到所述目标支撑的所述径向部分上。如图3和图8到图11B所示，所述接近开关组件包括至少一个接近开关，其布置在所述内部容积中并耦接到所述下部外壳上使得当所述轴处于第一轴位置时，所述目标磁铁位于远离所述至少一个接近开关的顶部的一定距离处，从而使所述接近开关处于第一状态。当所述轴旋转到第二轴位置时，所述目标磁铁位于邻近于所述至少一个接近开关的所述顶部，从而使所述接近开关处于第二状态。所述第一和第二状态的每个可以与耦接到所述轴的所述第二端的阀元件的位置相应。

附图说明

图1为封装的接近开关组件的实施方式的外部的透视图；

图2为图1的封装的接近开关组件的实施方式的俯视图；

图3为沿图2的剖面线3-3剖切的封装的接近开关组件的侧视剖面图；

图4为图3的轴突出部的侧视图，为了清楚起见省略了轴；

图5为图1的封装的接近开关组件的实施方式的轴的侧视图；

图6为沿图2的剖面线6-6剖切的封装的接近开关组件的侧视剖面图；

图7A为图1的封装的接近开关组件的实施方式的透视图，为了清楚起见移除了顶部外壳；

图7B为图1的封装的接近开关组件的实施方式的目标支撑的侧视图；

图8为图1中示出的封装的接近开关组件的实施方式的接近开关的分解透视图；

图9为图8的接近开关的开关组件的侧视图；

图10A为图8的接近开关处于第一状态的示意图；

图10B为图8的接近开关处于第二状态的示意图；

图11A为目标磁铁和接近开关处于第一轴位置的俯视图；以及

图11B为目标磁铁和接近开关处于第二轴位置的俯视图。

具体实施方式

如图3所示，封装的接近开关组件10包括上部外壳12，上部外壳12具有底壁14和多个从底壁14向下延伸的侧壁16，并且底壁14和多个侧壁16可以至少部分地限定第一容积18。轴突出部20可以从底壁14的上表面22向上延伸，并且内部开孔部分24可以限定在轴突出部20内使得内部开孔部分24形成第一容积18的一部分。内部开孔部分24可以限定封装的容积。接近开关组件10还包括下部外壳28，其具有底壁30和多个从底壁30向上延伸的侧壁32，并且底壁30和多个侧壁32至少部分地限定第二容积34。轴孔36可以被限定在底壁30中，轴孔36可以延伸穿过底壁30。上部外壳12可以耦接到下部外壳28上以使得第一容积18和第二容积34配合从而限定内部容积38。如此配置，轴孔36的纵向轴线40可以与内部开孔部分24的纵向轴线42对齐。接近开关组件10还包括轴44，轴44具有第一端46、与第一端46相对的第二端48以及位于第一端46和第二端48之间的第一中间部分50，其中该轴的第一端46布置在形成于上部外壳12的轴突出部20的内部开孔部分24中。轴44的第一中间部分50可以延伸穿过形成在下部外壳中的轴孔36，并且该轴的第二端可以布置在内部容积38的外部。轴44相对于上部外壳12和下部外壳28是可旋转的。另外，接近开关组件10包括目标支撑52、第二中间部分54，目标支撑52不可转动地耦接到轴44的第二中间部分54上，第二中间部分54布置在第一中间部分50和轴44的第一端46之间。目标支撑52包括远离该轴延伸的径向部分56，并且目标磁铁58可以耦接到目标支撑52的径向部分56上。如图3以及图8到图11B所示，接近开关组件10包括至少一个布置在内部容积38内并耦接到下部外壳28上的接近开关60，使得当轴44处于第一轴位置61时，目标磁铁58位于远离至少一个接近开关60的上部64一定距离处，从而导致接近开关60处于第一状态66。当轴44旋转到第二轴位置63时，目标磁铁58位于邻近至少一个接近开关60的上部64，从而导致接近开关处于第二状态70。第一和第二状态66、70的每一个可以与耦接到轴44的第二端48的阀元件的位置相对应。

如图1、图2、图3和图6所示，封装的接近开关组件10可以包括上部外壳12，该上部外壳12可以包括底壁14。上部外壳12的底壁14可以是矩形的形状并且可以是大体上平面的，且由底壁14形成的平面可以是大体上水平的。如此处所用的，词语“水平的”表示大体上与图1所示的参考坐标系统的X-Y平面共面的方向或者大体上与图1所示的参考坐标系统的X-Y平面平行的方向。词语“垂直的”表示大体上与图1所示的参考坐标系统的X-Y平面正交(即，Z轴的方向)的方向。代替水平布置的底壁14，平面的底壁14可以相对于X-Y平面倾斜地布置。另外，除了图1所示的平面的结构外，底壁14可以具有任何适于特定应用的形状。例如，底壁14可以具有曲线形的横截面形状或可以为其他的波状外形，或者底壁14可以是部分曲线形的/波状外形的以及部分平面的。另外，底壁14可以包括两个或多个平面部分，其垂直地偏移(未示出)用以形成阶梯状表面。

再参考图1、图2、图3和图6，上部外壳12可以包括多个从底壁14向下延伸的侧壁16。更具体地，多个向下延伸的侧壁16可以包括从底壁14的第一周边边缘74延伸的第一壁72。第二壁76可以从底壁14的第二周边边缘78延伸，并且第二周边边缘78可以相对于第一周边边缘74布置。第三壁80可以从底壁14的第三周边边缘82延伸，并且第三周边边缘82可以在第一和第二周边边缘74、78之间延伸。第四壁84可以从底壁14的相对于第三周边边缘82的第四周边边缘86延伸，且第四周边边缘86可以在第一和第二周边边缘74、78之间延伸。如图1、图2、图3和图6所示，多个侧壁16的每一个可以远离底壁14倾斜地延伸。然而，多个侧壁16的任一个或所有的侧壁可以以任何合适的方式或方向——例如垂直——远离底壁14而延伸。尽管多个侧壁16的每一个在图1至3中示出为平面的，然而，多个侧壁16的任一个或所有的侧壁均可以具有任何合适的形状，诸如波状外形的，或部分平面的或者部分波状外形的。而且，多个侧壁16可以包括比图1、图2、图3和图6中所示的侧壁更多(或更少)侧壁。上部凸缘88可以从多个侧壁16的每一个的底部水平地延伸，并且上部凸缘88可以具有多个布置于其内的配合孔90a，配合孔90a适于容纳将上部外壳12耦接到下部外壳28上的螺栓。这样配置后，底壁14和多个向下延伸的侧壁16可以至少部分地限定第一容积18。

如图1、图3、图4和图6所示，上部外壳12可以包括从底壁14的上表面22向上延伸的轴突出部20。轴突出部20可以包括外表面90，并且外表面90可以具有任何合适的形状或形状的组合。例如，外表面90可以具有圆形的横截面形状使得外表面90是圆柱形的。替代地，该外表面90可以具有例如椭圆形或多边形的横截面形状。轴突出部20也可以具有上表面92，且上表面92可以是平面的。然而，上表面92可以具有任何合适的形状或形状的组合，举例来说，诸如圆锥形的形状或半球体的形状。内侧表面94可以部分地限定轴突出部20的内部开孔部分24，并且该内部开孔部分24可以以允许轴44相对于上部外壳12转动的方式适于容纳轴44的第一端46。内侧表面94可以具有任何合适的形状或形状的组合。例如，内侧表面94可以具有圆形的横截面使得内侧表面94是圆柱形的。圆柱形的内侧表面94可以具有纵向轴线42，并且圆柱形的内侧表面94可以被按照一定的尺寸制作成用以容纳轴44的第一端46。轴突出部20的内部开孔部分24可以进一步地由内上表面96限定，并且该内上表面96可以具有任何合适的形状或形状的组合。例如，内上表面96可以是圆锥形、平面的或半球形的。如此配置后，内侧表面94和内上表面96配合从而至少部分地限定在轴突出部20内的密封容积(即，内部开孔部分24)，其形成第一容积18的一部分。因为内部开孔部分24是与上部外壳12的外部非流体连通的密封容积，所以该内部开孔部分24形成适于容纳轴44的第一端46的盲孔，而不在内部开孔部分24和上部外壳12的外部之间形成潜在的渗漏通道。

如图1、图3和图6所示，封装的接近开关组件10还可以包括下部外壳28，该下部外壳28可以包括底壁30。下部外壳28的底壁30可以是矩形形状的并且可以是大体上平面的，且由底壁30形成的平面可以是大体上水平的并平行于上部外壳12的底壁14。代替水平布置的底壁30，平面的底壁30可以相对于图1所示的X-Y参考平面倾斜地布置。另外，除了图1中所示的平面的结构外，底壁30可以具有任何适于特定应用的形状。例如，底壁30可以具有曲线形的横截面形状或者可以是其他的波状外形的，或者底壁30可以是部分曲线形的/波状外形的以及部分平面的。另外，底壁30可以包括两个或多个垂直偏移的平面部分(未示出)用以形成阶梯状表面。

再参考图1、图3和图6，下部外壳28可以包括多个从底壁30向上延伸的侧壁32。更具体地，多个向上延伸的侧壁32可以包括从底壁30的第一周边边缘96延伸的第一壁94。第二壁98可以从底壁30的第二周边边缘100延伸，并且第二周边边缘100可以相对于第一周边边缘96布置。第三壁102可以从底壁30的第三周边边缘104延伸，并且第三周边边缘104可以在第一和第二周边边缘96、100之间延伸。第四壁106可以从底壁30的相对于第三周边边缘104的第四周边边缘108延伸，并且该第四周边边缘108可以在第一和第二周边边缘96、100之间延伸。如图1、图3和图6所示，多个侧壁32的每一个可以远离底壁30倾斜地延伸。然而，多个侧壁32的任一个侧壁或全部侧壁可以以任何合适的方式或方向——例如垂直——远离底壁30而延伸。尽管多个侧壁32的每一个在图1、图3和图6中示出为平面状，然而多个侧壁32的任一个侧壁或全部侧壁可以具有任何合适的形状，诸如波状外形的，或部分平面的或部分波状外形的。而且，多个侧壁32可以具有比图1、图3和图6中所示的侧壁更多(或更少)的侧壁。如此配置后，侧壁30和多个向下延伸的侧壁32可以至少部分地限定第二容积34。

再参考图1、图3和图6，下部外壳28可以包括一个或多个侧孔128，并且每个侧孔128可以形成在任何合适的位置处。例如，侧孔128可以延伸穿过多个侧壁32的一个侧壁，诸如穿过第四侧壁106。侧孔128可以由内部表面限定，该内部表面可以至少部分带有螺纹以使得具有螺纹的外部表面的配件(fitting)能够接合侧孔128。侧孔128可以具有任何合适的形状。例如，侧孔128可以具有圆形的横截面形状。侧孔128可以以一定的尺寸制造用以容纳导管(conduit)长度的配件，该导管适于容纳将一个或多个接近开关60连接到外部硬件的多根电线。

再参考图1、图3和图6，下部外壳28可以具有穿过底壁30的轴孔36。轴孔36可以以一定的尺寸制造从而容纳轴44的第一中间部分50。因为轴孔36延伸穿过底壁30，所以当轴44没有穿过轴孔36被布置时，第二容积34与下部外壳28的外部流体连通。轴孔36可以由从底壁30向上延伸的上凸起部分122的内表面120部分地限定。另外，轴孔36可以进一步地由从底壁30向下延伸的下凸起部分122的内表面124部分地限定。上凸起部分122的内表面120和下凸起部分122的内表面124的每一个可以是圆柱形的，使得轴孔28具有圆柱的整体形状，该圆柱具有纵向轴线40。当上部外壳12如下所述耦接到下部外壳上时，内部开孔部分24的纵向轴线42与轴孔28的纵向轴线40轴向地对齐。

再参考图1、图3和图6，下部凸缘110可以从多个侧壁32的每一个的顶部水平地延伸，并且下部凸缘110可以具有与上部凸缘88的相应的接合表面114接合的接合表面112。密封垫116可以布置在沿着多个侧壁32的每一个的顶部延伸的凹槽内，并且该密封垫116适于当上部外壳12耦接到下部外壳28时阻止在下部凸缘110的接合表面112和上部凸缘88的接合表面114之间的渗漏通道。密封垫116可以由耐辐射的、耐高温的硅树脂材料制成。除凹槽内的密封垫116之外，可以使用任何密封布置。例如，垫圈可以被布置在下部凸缘110的接合表面112和上部凸缘88的接合表面114之间。

上部外壳12可以通过本领域任何熟知的方式耦接到下部外壳28上。例如，下部凸缘110可以具有多个布置于其内的配合孔90b，该配合孔90b与上部凸缘88的配合孔90a同轴地对齐使得每对配合孔90a、90b可以容纳适于将上部外壳12耦接到下部外壳28上的螺栓118。螺栓118可以具有螺纹底部，并且螺栓的螺纹底部可以与配合孔90a、90b中的一个配合孔或两个配合孔的螺纹内部接合。如所述组装后，底壁30和多个向下延伸的侧壁32可以至少部分地限定第二容积34，并且当上部外壳12固定到下部外壳28上时，第一容积18和第二容积34形成内部容积38。

上部外壳12和下部外壳28可以由任何合适的材料制造。例如，上部外壳12和下部外壳28可以由金属或金属合金形成，诸如铝或316不锈钢。金属或金属合金的外壳12、28可以通过任何工艺或工艺组合来成形，诸如通过铸造或机械加工。替代地，上部外壳12和下部外壳28可以由塑料制成，并且外壳12、28可以由喷射模塑工艺来成形。

如图3、图5和图6所示，封装的接近开关组件10还可以包括可相对上部外壳12和下部外壳28旋转的轴44。该轴可以具有细长的形状，其具有第一端46和相对于第一端46的第二端48。第一端46可以具有圆形的横截面形状，并且该第一端46的圆形的横截面形状的直径可以稍稍小于内侧表面94的圆形横截面形状的直径，该内侧表面94限定了上部外壳12的轴突出部20的内部开孔部分24。这样配置后，轴的第一端46被可旋转地布置在密封的内部开孔部分24中。轴44可以具有第一中间部分50，其位于轴44的第一端46和第二端48之间。该第一中间部分50可以具有圆形的横截面形状，并且该第一中间部分50的圆形的横截面形状的直径稍小于轴孔36的圆形的横截面形状的直径以使得第一中间部分50延伸穿过并可旋转地布置在轴孔36内。这样配置后，轴的第二端48布置在由上部外壳12和下部外壳28形成的内部容积38的外部。例如，轴44的第二端48可以延伸超过从下部外壳28的底壁30向下突出的下凸起部分126。轴44可以具有任何合适的形状或形状的组合。例如，轴44可以具有大体上圆柱形的形状，其具有大体上相同的横截面形状。

如图3和图6所示，轴44可以被一对止动环130保持在希望的位置处，该对止动环130布置在形成于轴44的第一中间部分50上的凹槽中。一对止动环130中的一个可以邻近于上凸起部分122的远端布置或可以布置成与上凸起部分122的远端接触，并且一对止动环130中的第二个可以邻近下凸起部分126的远端布置或可以布置成与下凸起部分126的远端接触，从而阻止轴44相对于下部外壳28向上和/或向下移动。密封垫132，诸如O形环，可以布置在绕着轴44的第一中间部分50的圆周延伸的凹槽中。密封垫132适于与限定轴孔36的内表面120、124密封地接合，从而阻止位于轴44的第一中间部分50和内表面120、124之间的渗漏通道。密封垫132可以由耐辐射的、耐高温的硅树脂材料制成。

如图3、图7A和图7B所示，封装的接近开关组件10还可以包括目标支撑52。该目标支撑52可以包括耦接到轴44的第二中间部分54的基部134，该第二中间部分54位于轴44的第一端46和第一中间部分50之间。更具体地，基部134可以具有从基部134的顶部延伸到其底部的孔136，并且该孔136容纳轴44的第二中间部分54。基部134可以固定到轴44上使得目标支撑52随着轴44而旋转，并且可以通过本领域的任何熟知的方式来阻止基部134相对于轴44的转动，举例来说，诸如止动螺丝、键槽或过盈配合。另外，一个或多个止动环(未示出)可以邻近基部134的底部耦接到轴44上从而阻止目标支撑52向下移动。基部134可以永久地固定到轴上，基部134能够可松开地固定到轴上以使得基部134相对于轴44能够垂直地重定位。该基部134具有任何合适的形状或形状的组合。例如，基部134可以具有圆形的或卵形的横截面形状，或者基部134可以具有多边形的横截面形状，诸如正方形或长方形的横截面形状。基部134可以形成一定的尺寸以使得当目标支撑52随轴44转动时，基部134不会与容纳在内部容积中的任何元件——诸如一个或多个接近开关60——接触。

再参见图3、图7A和图7B，目标支撑52还可以包括耦接到基部134的径向部分56使得径向部分56远离轴44延伸。该径向部分56可以具有任何适合于给定应用的形状或形状的组合。例如，径向部分56可以是从基部134延伸的悬臂式突出，并且该径向部分56可以具有矩形的横截面形状。如果所用的目标支撑52包括不止一个径向部分56，则每个径向部分可以是从基部134延伸的悬臂式突出。每个径向部分56可以包括从其中延伸穿过的目标孔138，并且该目标孔138的纵向轴线可以是大体上垂直的。目标孔138可以以一定的尺寸制作用以容纳目标磁铁58。该目标磁铁58可以具有适用于特定应用的任何形状或尺寸。例如，目标磁铁58可以具有圆柱形形状，并且该圆柱体的深度可以小于径向部分56的垂直高度使得目标磁铁58可以在目标孔138内被垂直地调节。目标磁铁58可以通过本领域任何熟知的手段——诸如通过胶粘剂或通过磁力——固定在目标孔138内。另外，目标孔138可以是盲孔，其具有厚度缩减的底部用以支撑目标磁铁58。该目标孔138以及布置于其内的目标磁铁58可以位于径向部分56上任何合适的位置处。例如，目标孔138可以位于径向部分56上使得当径向部分56旋转到在接近开关60之上的位置时，目标磁铁58的至少一部分位于接近开关60的顶部64之上或邻近于接近开关60的顶部64。然而，目标孔138可以位于径向部分56的任何位置处，其允许目标磁铁58由接近开关60以如下文将要详细叙述的方式检测。目标磁铁58可以是适于特定应用的任何类型的磁铁，诸如钐钴磁铁(samarium cobalt magnet)。

如图3、图7A、图8和图9所示，封装的接近开关组件10还可以包括一个或多个耦接到下部外壳28上的接近开关60。接近开关60可以包括壳体140，该壳体140具有用于给定应用的任何适当的形状。例如，壳体140可以包括平面的第一侧壁142以及平面的第二侧壁144，该第二侧壁144平行于第一侧壁142并与第一侧壁142偏移。平面的第三侧壁146可以在第一侧壁142和第二侧壁144之间沿着第一侧壁142的第一横向边缘垂直地延伸，并且平面的第四侧壁148可以在第一侧壁142和第二侧壁144之间沿着第一侧壁142的第二横向边缘垂直地延伸。平面的端壁148可以与第一侧壁142、第二侧壁144、第三侧壁146和第四侧壁148垂直地相交，并且该平面的端壁148可以包括接近开关60的顶部64。开口端150可以提供进出壳体140的内部容积152的开口。一对安装凸缘154a、154b可以邻近于开口端150固定到壳体140上或者可以邻近于开口端150与壳体140一体成形，并且该安装凸缘154a、154b的每一个可以具有适于容纳将接近开关60的壳体140固定到下部外壳28的合适部分上的螺栓的孔。

参见图8和图9，接近开关60可以包括开关组件156，其布置在壳体140的内部容积152中。该开关组件可以包括基座158，并且该基座可以包括形成在基座的第一部分上的支点160，杠杆162可以通过铰链销164可枢转地耦接到支点160上。驱动磁铁166可以布置在形成于基座156中的容腔168内，并且该驱动磁铁166可以具有大体上矩形的横截面形状。驱动磁铁166可以具有与容腔168的高度、宽度和深度紧密相应的高度、宽度和深度，使得细长的驱动磁铁166能够被容纳到容腔168中并使得驱动磁铁166的纵向轴线平行于基座156的纵向轴线。唇状部170可以沿着一对反向布置的横向边缘延伸从而将驱动磁铁166保持在容腔168内的期望的位置处。如此配置后，当杠杆关于铰链销164平衡时，驱动磁铁的纵向轴线可以平行于杠杆162的纵向轴线。驱动磁铁166可以由任何合适的磁性材料或材料的组合制成。例如，驱动磁铁166可以是钐钴磁铁。

开关组件156还可以包括具有多个销182的端盖180，该多个销182向外延伸穿过端盖180。每个销182可以以将要在下面详细叙述的方式电连接到开关组件156中的触点。端盖180可以固定到基座156的端部使得当开关组件156布置在壳体140中时，多个销182的每一个大体上平行于壳体140的纵向轴线并且多个销182的每一个的远端部分突出于壳体140的开口端150之外。端盖180还可以包括刚性地耦接到端盖180并平行于壳体的纵向轴线延伸的安装轴184。

如图8所示，接近开关60可以包括布置在壳体140的内部容积152中的护罩172。护罩172可以包括第一壁174和一对平行的横向壁176、178，该横向壁176、178的每一个从第一壁174的相对的横向边缘延伸使得壁174、176、178限定了用于容纳并保护壳体140的内部容积152中的开关组件156的管道。

接近开关60的开关组件156可以包括干式触点(即，并非最初连接到电压电源的触点)，诸如形式C干式触点(form Cdry contact)。例如，如图11A所示，当轴44处于第一轴位置61时，在此，目标磁铁58处于接近开关60的顶部64的预定范围(由虚线区域196所示)之外，驱动磁铁166可以在杠杆162(或耦接到杠杆162上的元件)上施加适当强度的磁力用以将杠杆162保持在第一位置处，在此，杠杆162将“常闭”触点N/C与公共触点C(在图10A中示意性地示出)电耦接，同时，常闭触点N/C以及公共触点C的每一个电耦接到延伸穿过端盖180的相应的销182。当公共触点C电耦接到常闭触点N/C时，接近开关60处于第一状态66。

轴44可以从第一轴位置61旋转到第二轴位置63，如图11B所示，在此，目标磁铁58处于接近开关60的顶部64的预定范围196内。在该第二轴位置63处，杠杆162(或耦接到杠杆的元件)和目标磁铁58之间的磁力变得比杠杆162(或耦接到杠杆的元件)和驱动磁铁166之间的磁力更强。因此，在目标磁铁58和杠杆162(或耦接到杠杆的元件)之间的更大的力导致杠杆162从第一位置绕着铰链销164枢转到第二位置(在图10B中示意性地示出)，在此，杠杆162将“常开”触点N/O与公共触点C电耦接，同时，常开触点N/O电耦接到延伸穿过端盖180的相应的销182上。随着杠杆162处于该第二位置的同时，接近开关60处于第二状态70。只要目标磁铁58处于顶部64的预定范围之内，则接近开关60就可以被保持在第二状态70。然而，当目标磁铁58移动到预定范围之外时，则接近开关60从第二状态70改变偏转至第一状态66。

如上所述，当目标磁铁58处于接近开关60的顶部64的预定范围196之内时，接近开关60从第一状态66改变偏转至第二状态70。预定范围196可以由驱动磁铁166产生的磁场的大小来限定，当由目标磁铁58产生的磁场的任一部分与由驱动磁铁166产生的磁场的任一部分相互作用时，目标磁铁58可以处于预定范围196之内。同样地，当由目标磁铁58产生的磁场中没有部分磁场与由驱动磁铁166产生的磁场的一部分相互作用时，目标磁铁58可以处于预定范围196之外。本领域的普通技术人员可以认识到，预定范围196能够具有各种大小和形状，并且几种因素可以对预定范围196的大小和形状起到作用，诸如驱动磁铁166和目标磁铁58的相对大小、厚度和/或强度，以及例如将驱动磁铁166和目标磁铁58分开的垂直距离。通过改变这些变量中的一个或多个，预定范围196的大小可以被调节到希望的大小。例如，当沿着轴44的纵向轴线从高于目标支撑52的点观察时，当目标磁铁58的任一部分与接近开关60的顶部64的任一部分相互作用时，目标磁铁58可以处于预定范围196之内。本领域的普通技术人员还可以认识到，除上述的单极、双掷配置之外，其他的配置也是可能的，诸如，举例来说，双极、双掷配置。

如上文简要解释的，驱动磁铁166和目标磁铁58两者可以是钐钴磁铁。相比于常规的磁铁，钐钴磁铁提供了相对较大的强度-面积比。这种高的强度-面积比有助于当接近开关如上所述改变偏转时实现增加的触点压力以及更积极的突动动作(snap action)。

接近开关60可以以任何合适的方式耦接到下部外壳28上。例如，如图3所示，平面的支撑板186可以布置在下部外壳28的底壁30上，并且支撑板186可以通过本领域任何熟知的手段耦接到底壁30上，诸如通过使用粘合剂或机械耦合。支撑板186可以具有预成形孔188，其适于容纳安装轴184以及延伸穿过安装凸缘154a、154b的孔的螺栓，从而将接近开关60的壳体140固定到支撑板186上。孔188可以布置在支撑板186的希望的位置上，诸如，举例来说，允许目标磁铁58邻近接近开关60的顶部64布置的位置。

如前所解释的，封装的接近开关组件10可以包括不止一个接近开关60。例如，如图3所示，第二接近开关60’也可以安装到支撑板186上，并且该第二接近开关60’可以与上述的第一接近开关60完全相同。第二接近开关60’可以布置在下部外壳28的支撑板186(或任何其他部分)上的任何希望的位置处。例如，第一接近开关60可以布置成使得壳体140的纵向轴线平行于轴44的纵向轴线，并且该壳体140的纵向轴线从轴44的纵向轴线偏移开第一距离。第二接近开关60’可以布置成使得壳体140’的纵向轴线平行于轴44的纵向轴线，并且壳体140的纵向轴线从轴44的纵向轴线偏移开大体上与第一距离相同的距离。第一接近开关60和第二接近开关60’可以关于轴44对称地布置以使得水平参考线可以穿过轴44、第一接近开关60和第二接近开关60’的纵向轴线。所述的另一种方式，当沿着轴44的纵向轴线观察时，从轴44的纵向轴线延伸到第一接近开关60的纵向轴线的第一水平线段和从轴44的纵向轴线延伸到第二接近开关60’的纵向轴线的第二水平线段之间的角度大约为180°。

如果使用三个接近开关，则该三个接近开关也可以关于轴44对称地布置。例如，从轴44的纵向轴线延伸到第一接近开关60的纵向轴线的第一水平线段和从轴44的纵向轴线延伸到第二接近开关60’的纵向轴线的第二水平线段之间的角度大约为120°。此外，从轴44的纵向轴线延伸到第二接近开关60’的纵向轴线的第二水平线段和从轴44的纵向轴线延伸到第三接近开关60”的纵向轴线的第三水平线段之间的角度大约为120°。

如图7A所示，封装的接近开关组件10可以包括一个或多个接线片190。该一个或多个接线片190可以耦接到支撑板186上的任何合适的位置，使得一个或多个接线片190不会与目标支撑52绕着轴44的转动相干涉。该一个或多个接线片190可以直接地耦接到支撑板186上，或者可以耦接到固定到支撑板186上或下部外壳28的任何部分上的耦接元件上，诸如直立的支架191。接线片190可以具有使用管状支座绝缘子的陶瓷绝缘子基部，安装紧固件可以穿过该支座绝缘子。这样的布置提供了安装表面和接线片190之间的气隙，因此降低了接线片190和该安装表面之间的热传导。

每个接线片190可适于容纳电耦接到接近开关60的多个销182的任一个销的一根或多根电线(未示出)。接线片190还可适于容纳一根或多根可延伸穿过下部外壳28的侧孔128的电线，并且这些延伸穿过侧孔128的电线可适于连接到一个或多个外部设备，诸如控制器或诊断装置。以本领域熟知的方式，接线片190将一根耦接到接近开关60的销182的电线电耦接到延伸穿过侧孔128的电线上。替代上述的布置或者附加于上述的布置，电线的任何布置或结合可以通过接线片190相互连接。例如，提供电力的电线可以与电耦接到接近开关60的销182上的电线相互连接。任何适当的接线片190可以包含在封装的接近开关组件10内。例如，接线片190可以是耐辐射、耐高温的接线片。这种接线片190可以由赖顿(Ryton)材料或类似的材料制成。接线片190还可以包括金属的内部元件以抗腐蚀。传输装置(未示出)可以耦接到一个或多个接线片190上，并且这种传输装置可以与诸如控制器的一个或多个外部设备无线通信，用以表示一个或多个接近开关60的状态从而确定控制阀的阀元件的位置。

在操作中，封装的接近开关组件10可以耦接到阀元件(未示出)，诸如用于核应用的控制阀的转动杆。封装的接近开关组件10可以通过本领域任何熟知的手段耦接到阀元件，诸如通过轴环或其他类型的适配器。另外，下部外壳28可以耦接到阀的一部分上，例如通过延伸到位于下部外壳28的底面上的孔194中的螺栓。封装的接近开关组件10可以被校准，使得当阀处于第一位置时轴44处于第一轴位置61，在第一轴位置61，目标磁铁58处于接近开关60的顶部64的预定范围之外使得接近开关60处在第一状态66。然而，当阀处于第二位置时，轴44旋转到第二轴位置63，在此，目标磁铁58处于接近开关60的顶部64的预定范围之内使得接近开关60移动到第二状态70。如之前所解释的，只要目标磁铁58处于顶部64的预定范围之内，则接近开关60就被保持在第二状态70。当目标磁铁58移动到预定范围之外时，接近开关60就从第二状态70改变偏转到第一状态66。本领域的普通技术人员可以认识到，当耦接到轴44的控制元件旋转或以其他方式移动时，轴44可以被保持在第二轴位置63处(在此，目标磁铁58处于接近开关60的顶部64的预定范围之内使得接近开关60处于第二状态70)，并且轴44可以旋转到第一轴位置61使得接近开关移动到第一状态66。在这种配置中，本领域的普通技术人员可以认识到，图10A和图10B所示的常开触点和常闭触点可以功能转换。

如果使用附加的接近开关60，目标磁铁58(或耦接到目标支撑52的附加的目标磁铁)可以如上文所解释的那样从第一状态66到第二状态70(并且可以相反)改变附加的接近开关60的偏转。连接到与接线片190连接的电线的控制器(或其他设备)可以表示一个或多个接近开关60的状态从而确定控制阀的阀元件的位置。

附加的零件可以包含到封装的接近开关组件10中，诸如布置在上部外壳12或下部外壳28的外面的磁性互锁指示器(未示出)。该磁性互锁指示器可以指示接近开关60是处于第一状态66还是处于第二状态70。该磁性互锁指示器可以具有机加工的柱形设计，其使用上部外壳12上的旋钮，或者该磁性互锁指示器可以包括由目标磁铁的磁引力驱动的无摩擦的磁性浮子。封装的接近开关组件10还可以包括附接的螺线管阀。

上述的封装的接近开关组件10的实施方式提供了用在诸如核应用的危险环境中的包容环境。更具体地，封装的接近开关组件10旨在经受核装置在包容事故或失水事故(LOCA，loss of coolant accident)中产生的温度和压强，并且该封装的接近开关组件10可以是防爆封装。因为轴突出部20的内部开孔部分24是密封的容积，其与上部外壳12的外部是非流体连通的，所以这种等级的保护部分归因于避免了由轴孔(或其他的进入点)所致的经过上部外壳12的潜在的渗漏通路。其他的渗漏通路被诸如密封垫116、132的密封垫阻止，该密封垫可以以耐辐射的、耐高温的硅树脂材料制造。从接线片190(或直接从一个或多个接近开关60)延伸并穿过下部外壳28的侧孔128的电线可以被抗辐射的管(未示出)保护，该管可以密封地耦接到侧孔上从而进一步地防止潜在的渗漏通路。

上述的封装的接近开关组件10还提供了模块化设计，其允许接近开关60以及其他元件的布局和数量为了希望的应用而改变，从而当结构将要被修改时降低更换整个组件的相关成本。另外，本领域的普通技术人员可以认识到，核接线盒是不必要包含在封装的接近开关组件10中的，并且封装的接近开关组件10比常规的开关封装需要更少的管道，这两者进一步地降低了成本并且需要更少的劳力来安装。

虽然上面已经叙述了各种实施方式，然而，本公开不应受限于此。对于公开的实施方式可以作各种变化，这些变化依然在所附的权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种封装的接近开关组件，所述组件包括：

上部外壳，其具有底壁和从所述底壁向下延伸的多个侧壁，其中所述底壁和所述多个侧壁至少部分地限定第一容积，并且其中轴突出部从所述底壁的上表面向上延伸，以及其中在所述轴突出部内限定内部开孔部分使得所述内部开孔部分形成所述第一容积的一部分，所述内部开孔部分限定密封的容积；

下部外壳，其具有底壁和从所述底壁向上延伸的多个侧壁，其中所述底壁和所述多个侧壁至少部分地限定第二容积，其中轴孔被限定在所述底壁上，所述轴孔延伸穿过所述底壁，并且其中所述上部外壳耦接到所述下部外壳使得所述第一容积和所述第二容积配合从而限定内部容积，并使得所述轴孔的纵向轴线与所述内部开孔部分的纵向轴线对齐；

轴，其具有第一端、相对于所述第一端的第二端以及位于所述第一端和所述第二端之间的第一中间部分，其中所述轴的所述第一端布置在形成于所述上部外壳的所述轴突出部中的所述内部开孔部分内，所述轴的所述第一中间部分延伸穿过形成于所述下部外壳上的所述轴孔，并且所述轴的所述第二端布置在所述内部容积的外部，其中所述轴相对于所述上部外壳和所述下部外壳是可旋转的，

目标支撑，其不可旋转地耦接到所述轴的第二中间部分上，所述第二中间部分布置在所述轴的所述第一中间部分和所述第一端之间，所述目标支撑包括远离所述轴延伸的径向部分；

目标磁铁，其耦接到所述目标支撑的所述径向部分上；

至少一个接近开关，其布置在所述内部容积中并且耦接到所述下部外壳上使得当所述轴处于第一轴位置时，所述目标磁铁位于远离所述至少一个接近开关的顶部从而使所述接近开关处于第一状态，并且当所述轴旋转到第二轴位置时，所述目标磁铁位于邻近所述至少一个接近开关的所述顶部，从而使所述接近开关处于第二状态， 其中所述第一和第二状态的每一个与耦接到所述轴的所述第二端的阀元件的位置相应。

2.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，所述轴的所述第一端为圆柱形，并且圆柱形的内侧表面部分地限定所述轴突出部的所述内部开孔部分。

3.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，所述轴突出部的外表面为圆柱形。

4.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，当所述轴处于所述第一轴位置时，所述目标磁铁处于所述至少一个接近开关的所述顶部的预定范围之外，以及当所述轴处于所述第二轴位置时，所述目标磁铁处于所述至少一个接近开关的所述顶部的预定范围之内。

5.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，在所述第一轴位置处，驱动磁铁在可枢转地布置在所述接近开关中的杠杆上施加磁力从而保持所述杠杆处于第一位置，使得所述接近开关处于所述第一状态。

6.根据权利要求5所述的封装的接近开关组件，其特征在于，在所述第二轴位置处，所述目标磁铁和所述杠杆之间的磁力大于所述驱动磁铁和所述杠杆之间的所述磁力，因此所述杠杆从所述第一位置枢转到第二位置使得所述接近开关处于所述第二状态。

7.根据权利要求6所述的封装的接近开关组件，其特征在于，所述目标磁铁为钐钴磁铁，以及所述驱动磁铁为钐钴磁铁。

8.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，两个接近开关固定地耦接到所述下部外壳。

9.根据权利要求8所述的封装的接近开关组件，其特征在于，所述两个接近开关关于所述轴对称地布置，使得水平参考线能穿过所述轴的纵向轴线以及所述两个接近开关的每一个的纵向轴线。

10.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，所述上部外壳可移除地耦接到所述下部外壳。 

11.根据权利要求10所述的封装的接近开关组件，其特征在于，所述上部外壳包括从由所述多个侧壁限定的周边在水平方向上延伸的凸缘，以及所述下部外壳包括从由所述多个侧壁限定的周边在水平方向上延伸的凸缘。

12.根据权利要求11所述的封装的接近开关组件，其特征在于，至少一个配合孔形成在所述上部外壳的所述凸缘上，以及至少一个配合孔形成在所述下部外壳的所述凸缘上，并且其中所述上部外壳的所述至少一个配合孔与所述下部外壳的所述至少一个配合孔轴向地对齐。

13.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，螺栓被布置在所述对齐的配合孔中用以将所述上部外壳耦接到所述下部外壳。

14.根据权利要求1所述的封装的接近开关组件，其特征在于，所述目标支撑包括耦接到所述轴的所述第二中间部分的基部，以及所述径向部分为从所述基部延伸的悬臂式突出。 

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