CN203367139U - 一种接近开关和接近开关组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种接近开关和接近开关组件。接近开关具有一个气密密封单元，此单元可以被用于严酷环境之中或高压环境之下，比如水下和核能环境中，而无需更换任何部分或进行定期维修。优选地，所述接近开关是根据磁力变化所引起的触点移动来触发的开关。优选地，所述开关处于一个主体管之中，此主体管可选地包括一个气密密封组件，以密封主体管的一个开口端，和／或一个箍，用于避免位于所述管体内部与所述开关相接的电线脱离所述开关。此外，所述开关优选地在电触点之间保持一定的接触压力，足以承受10g的加速度测试而保持不间断接触。

Description

一种接近开关和接近开关组件

技术领域

本实用新型主要涉及电开关并尤其涉及用于核环境的双极-双掷接近开关。 

背景技术

核反应堆需要鲁棒控制系统来确保核反应可以在任何紧急情况下关闭。在极端紧急的情况下，例如密闭壳体破损，核反应堆的冷却液泄露，这可能会导致核反应失控(即，堆芯熔毁)。在这种情况下，无论损坏或在其他非正常的操作条件下，核反应堆的控制系统必须能够关闭核反应堆。为了确保控制系统能够在任何情况下关闭核反应，控制系统组件都要经过严格的测试。 

接近或限位开关是控制系统的一个组成部分。当接近目标时，接近或限位开关可以使用磁力吸引来完成各种电子电路。例如，在冷却剂泄露时，冷却剂液位传感器(例如一个浮球传感器)可能逐步接近所述接近开关。当传感器到达传感器的最大检测范围时，传感器可以完成各种电子电路以示意冷却剂泄露和／或开启核反应堆的关闭程序。这些接近开关必须能够在极端条件下探测目标。因此，许多监管机构要求用于核活动的接近开关通过严格的测试。其中一个测试是地震测试，接近开关要经受高达10g的急剧加速以模拟地震中的情况。接近开关必须保证没有接触间断以通过地震测试。 

有一种类型的开关已被证明通过了针对核操作的严格测试，这是一种高安培额定机械开关，

是生产商之一。然而，这些高安培额定机械开关具有各种缺点，例如在低电流时的低性能(由于电阻问题)，需要一个杠杆臂连接到目标，复杂的内部运动部件(如，弹簧，凸轮，等)，多个潜在污染侵入点，需要对内部运动 部件进行补充维修和定期保养，使用寿命短，通常小于9年。 

实用新型内容

一种接近开关，包括：主体管，其具有一个封闭膛，一个封闭端和一个开口端；磁性开关组件，置于所述封闭膛内部；气密密封，该气密密封覆盖了所述磁性开关组件和所述开口端之间的所述封闭膛；挤压环，置于所述气密密封与所述开口端之间的所述封闭膛表面的环形台肩上；挤压环压缩装置，该压缩装置具有旋入所述封闭膛的所述开口端并与所述挤压环密封啮合的螺纹塞体；以及灌封，所述灌封填充了所述挤压环压缩装置和所述气密密封之间的空间；其中，所述气密密封、所述灌封和所述挤压环压缩装置将所述封闭膛密封起来，并在加压过程和沉没测试或暴露在恶劣的环境因素时保护所述磁性接近开关。 

所述挤压环可选的形式是具有环形纵向轴线的中空管。所述气密密封包含一个尺寸和形状与封闭膛互补的圆盘以及穿过该圆盘的管。所述管包含与磁性开关组件相邻的第一端点，以及一个电触点。所述圆盘的外部环形周边可密封到所述封闭膛的内表面上。一根第二管穿过所述圆盘，且该第二管容纳一个第二电触点。 

在另一种方式中，电缆与所述磁性开关组件相连接，该电缆从所述气密密封延伸穿过所述挤压环压缩装置，并且与所述主体管电耦接。所述挤压环压缩装置可选的具有一个中心膛，一根电缆延伸穿过所述中心膛。所述中心膛包含一个圆柱部分和从所述圆柱部分延伸至所述塞体第一端部的第一锥体部分。所述挤压环压缩装置将所述灌封压缩至所述中心膛中。 

在另一实施例中，一种接近开关，其包括：主体管，其包含一个具有开口端的膛；置于所述膛内部的开关组件；塞体，其包含一个主体部分处于所述开口端内部，并锁定到所述膛的环形壁上，所述塞体还具有一个第二膛；电引线，其与所述开关组件耦接并从所述第二膛延伸穿出；处于所述第二膛内部并包围所述电引线的箍； 以及锁紧螺母，其与所述塞体耦接，并压迫所述箍使之与第二膛密封接触，并将所述电引线锁定在第二膛内部的固定位置。 

所述箍可选的具有楔入所述第二膛的锥形突出部分。所述塞体具有接头，该接头沿轴向与开关组件相反的方向从所述塞体的外端延伸穿出。所述第二膛有从所述接头穿过的锥形部分，并且所述箍通过所述锁紧螺母楔入到所述锥形部分中。 

所述接头可选的具有外螺纹，并且锁紧螺母旋入到外螺纹之上。所述锥形部分形成一个圆锥形的膛。至少部分所述箍是由聚醚醚酮制成的。所述箍与所述第二膛和所述电引线密封啮合，从而在所述第二膛内的所述电引线周围形成密封。所述锁紧螺母包含与所述箍啮合的内部径向凸缘。 

而在另一个实施例中，一种接近开关组件，包括：主磁体；柱塞，其具有一个与主磁体分离的活塞头，和连接所述活塞头和所述主磁体的活塞杆；由所述活塞头承载的电触点，用于在所述活塞头移动时断开和／或闭合电路；偏置磁体，其与主开关和所述活塞头之间的所述活塞杆相邻；其中，所述偏置磁体用于使所述主磁体沿所述活塞杆轴向偏置，使所述主磁体接近或者远离所述偏置磁体，所述柱塞和所述主磁体被安排相对于所述偏置磁体沿轴向移动，在所述主磁体和所述偏置磁体之间没有安置磁通套筒。所述主磁体由连接到所述活塞杆的保持器承载，所述偏置磁体被承载在所述保持器的主体内部，该保持器主体包括在所述偏置磁体和所述保持器之间的壁。所述壁与所述保持器之间不设有间隔物或铁类材料。 

这里披露的接近开关可被应用于在工业过程控制系统中，能够较好的尤其适合应用于核应用，水下，以及在其他苛性和／或恶劣的工作环境中。这里公开的接近开关有利地不受焊接场或无线电频率干扰。因此，所公开的接近开关可以位于控制系统内的几乎任何位置。此外，所公开的接近开关在较大电流范围内能够有效工作，特别是在低电流的应用中。 

所公开的接近开关也表现出非常快的响应时间，一般小于20 毫秒，优选为少于15毫秒，更优选地小于10毫秒，这是由进行磁性检测的目标性质和推／拉柱塞组件磁性驱动的特性决定的。 

所公开的接近开关也能适用于很宽温度范围的环境中。由于气密密封部件的作用，所公开的接近开关能够运行在-40摄氏度至495摄氏度的温度范围之内。 

所公开的接近开关的一个优势是关闭时没有电压降，且打开时无电压泄漏。 

根据其它方面，本说明书中所展现和描述的全部功能上可能的其它部件与特性的组合，作为本公开的附加方面被明确包含在本说明书中，并被当作可分和独立的技术进步，该技术进步可与附图中未明确展示的不同装置相结合。根据以下的描述，本实用新型的其它方面和优点将会变得显而易见。 

附图说明

图1是一个接近开关沿纵向轴的剖视图； 

图2是一个如图1所示的接近开关沿线2-2的剖视图； 

图3a是本实用新型在前后加速度的测试图； 

图3b是本实用新型侧向加速度的测试图； 

图3c是本实用新型垂直加速度的测试图； 

图4是本实用新型温度特性测试图； 

图5是本实用新型压力特性测试图。 

具体实施方式

每个接近开关优选地包括一个开关组件，该组件具有布置在所述开关表面附近的磁体阵列来创建一个内部的磁场偏置以维持所述开关在正常的第一位置来完成第一电路。所述第一电路可以是一个常开或常闭的电路取决于所述开关组件如何连接。当内部磁偏置被，比如一个移动到距离所述开关表面一定距离以内的由黑色金属或优选地由磁化材料制成的目标物打断或者抵消时，只要那个目标物在 所述一定的距离之内，磁偏置的改变就会引起一组电接触转到第二位置，这样就形成了第二电路。当目标物从开关表面被移除时，磁体阵列使得所述开关回到第一位置，进而再次切换回第一电路。因此，每个接近开关在第一和第二位置上稳定地咬合，以最小化或消除颤振。其他类型的开关组件可根据本申请教导的某些方面被使用。所述接近开关优选地安装在一个可以在严酷的环境中和重大压力下，例如水下和核电设施中，使用的密封单元中，并无需更换任何耐用部件。此外，所述接近开关优选地在第一和第二位置上保持接触压力，以承受10倍重力加速度的地震测试，而保持接触的连续性。 

现在来看附图，图1和图2所示为接近开关20的实施例。接近开关20包括主体管22，开关组件24位于主体管22之内，以及一个可选的端部密封组件26，该密封组件26把开关组件24密封在主体管22内。 

主体管22是一个具有从封闭端30延伸到开口端32的封闭内膛28的细长中空管状构件。主体管22和内膛28可包括：从封闭端30延伸到开口端32的第一部分28a，从第一部分28a延伸到开口端32的第二部分28b，和从第二部分28b延伸到开口端32的第三部分28c。第一部分28a具有在尺寸上能够容纳开关组件24的第一内径29a，第二部分28b的第二内径29b大于第一内径29a，第三部分28c的第三内径29c大于第二内径29b。如下面所详述，第二内径29b和第三内径29c的尺寸可容纳端部密封组件26不同的部分。在一些实施例中，第三部分28c可能不具有固定的内径，而第三部28c在靠近开口端32处的内径最大，且其内径沿朝向第二部分28b向内逐渐减小。优选地，主体管22的外表面具有螺栓的形状，并具有一个位于螺纹杆31a和头31c之间的中间部分31b。优选地，主体管22的外表面在沿着第一部分28a的至少一部分有螺纹，以便能够通过螺纹方式容纳于一些部件的内膛，比如阀体，气缸盖，或任何其他的对于普通技术人员是显而易见的适于使用接近开关的部件。优选地，主体管22的外表面在沿着第三部分28c的至少一部分具有螺栓头的 形式，例如一个标准的六角头螺栓头。主体管22可以具有不同的大小和尺寸，这取决于特定使用环境的要求。在附图中所示的布置中，主体管22从端壁30到开口端32的轴向长度约4英寸，其可以由金属制成，如不锈钢，足以承受恶劣的工作环境。在其它实施例中，主体管22可以由其他的材料制成，如碳纤维或能够承受本文所述的严格测试条件的其他复合材料。 

开关组件24具有基本上是圆柱形的套35，当组装时，将其安装到第一部分28a的内膛28中。开关组件24包括一个主磁体34，设置在圆柱形套35的第一端部37。圆柱形套35在其一端有一个环形凸缘45，一般是在与主磁体34相反的一端，与位于内膛28内部的相对应的内肩47接触。主磁体34由一个保持器36承载，该保持器优选地具有中空圆柱体的形状并具有端壁39和封闭膛41。主磁体34被封闭膛41容纳，并通过任何方便的紧固方式，如粘接剂，或压装，或其他将一个部件附到另外一个部件的方法将主磁体附接到端壁39上。圆柱形套35的第一腔体40内放置一个偏置磁体38，此偏置磁体与保持器36相邻并位于主磁体34的磁通区域内。偏置磁体38通过第一腔体40的端壁44与保持器36的端壁39隔离。在一个优选的布置中，每个主磁体34和偏置磁体38为永久磁体，并具有相反的磁极彼此相对(即，北极对南极)，从而在彼此之间产生一个磁吸引力，圆柱形套35是由一种电绝缘材料制成的，比如塑料。 

推／拉柱塞组件46至少部分地设置在圆柱形套35的第二腔体48内。隔离壁50将第二腔体48与第一腔体40隔离。隔离壁50和端壁44稳定地将偏置磁体38定位在第一腔体40内部，防止偏置磁体在圆柱形套35内移动。推／拉柱塞组件46包括一个活塞头组件52和连接活塞头组件52和保持器36的轴向杆54。杆54延伸穿过中心轴向膛53、隔离壁50、偏置磁体38和端壁44，和保持器36的端壁39连接，使主磁体34和活塞头组件52在主磁体34，偏置磁体38和主体管22外的目标之间的相对磁吸引力的作用下，在主体管22内的第一位置和第二位置之间沿纵向一起移动。 

活塞头组件52包括封装在由电绝缘材料，如塑料制成的主体58内的第二偏置磁体56。主体58包含一个或者多个散热片59。散热片59可以纵向分布并相对主体58的边缘呈放射性分布。散热片59可与环形凸缘45共同创建一个纵向止动装置以限制推／拉柱塞组件46沿着纵向的运动。散热片59和环形凸缘45之间间隙的尺寸可以为推／拉柱塞组件46提供理想的纵向运动的范围。 

第二偏置磁体56优选地被安排以相同的磁极与偏置磁体38相对(即，北极对北极或南极对南极)，从而在第二偏置磁体56和偏置磁体38之间产生排斥力。主磁体34和偏置磁体38之间的吸引力和偏置磁体38和第二偏置磁体56之间的排斥力的结合，使推／拉柱塞组件46偏置到第一位置，在此位置主磁体34和偏置磁体38距离彼此最近。 

以薄导电材料带比如铜的形式存在的共同触点60，以任何方便的手段，比如螺钉62，连接到活塞头组件52上，这样共同触点60就能与活塞头组件52一起移动。所述共同触点的第一端点63沿着轴向布置于第一电路触点64和第二电路触点66之间。第一电路触点64沿着开关组件24的纵向轴68与第二电路触点66分开的距离与内膛28内部的主磁体34和推／拉柱塞组件46之间的冲程长度S是基本相等的。优选的，内膛第一部分28a与第二腔体48都具有沿轴68的长度，给予主磁体34和活塞头组件46沿轴向前后移动距离等于冲程长度S的空间，足以让共同触点60从与第一电路触点64连接移动到与第二电路触点66连接，并返回。在其他的实施例中，共同接触点60，第一电路触点64及第二电路触点66中的一个或多个可由钯银制成，并且具有锯齿的表面结构，以提高电导率。 

由一种电绝缘材料形成的头部组件70，包括一个塞体72和多个引脚74，这些引脚导电地延伸通过塞体72。塞体72的大小能够被中心膛28容纳，位于主体管22的内膛28的第一部分28a内部，与内膛28的第二部分28b内膛相邻。优选的，开关组件24被包含在内膛28的第一部分28a内。多个引脚74中至少一个引脚与第一 电路触点64电连接，而多个引脚74中的另一个引脚与第二电路触点66电连接。多个引脚74中的每个引脚的相对端穿过塞体72的远端壁向主体管22的开口端32延伸。多个引脚74中的一个引脚可连接到一个弹性的连接器上，如尾纤80，此连接器与共同触点60相连。优选的，密封塞82被密封地设置在沿轴向与塞体72对齐的膛84内部。在一些应用中，可能需要省略密封塞82使膛84打开或省略膛84。 

尾纤80可由任何导电性的材料制成，其弹性程度足以允许共同触点60在第一和第二电路触点64，66之间来回移动。在一个优选的实施例中，尾纤是由弹性金属丝制成。其他可能的材料可以包括，例如，碳纤维增强织物或塑料。优选地，尽管不是必需的，尾纤80的弹性足以使活塞头组件52朝向第一或第二电路触点64、66的任何机械偏移最小化，从而使推／拉柱塞组件46的运动基本仅由各磁力控制。 

在操作中，磁体34，38，和56操作使推／拉柱塞组件46朝头部组件70的方向偏向至第一正常位置，此时共同触点60被偏置并与第一电路触点64接触，而与第二电路触点66隔开。优选地，磁体34，38，56被选择和布置，使得在地震加速度负荷高达10G时，共同触点60和第一电路触点64之间保持不间断的接触。当一个目标磁体(未示出)移动到主体管22的封闭端30的设定的最小距离之内时(比如，小于0.275英寸)，目标磁体与主磁体34之间的吸引力克服了偏置磁体38，56的偏置力，将主磁体34、进而整个推／拉柱塞组件46，朝封闭端30拉置第二位置。在第二位置，共同触点60被偏置与电路触点66接触，而与第一电路触点64隔开。优选的是，通过仅在主磁体34和偏置磁体38之间设置端壁44和保持器36的端壁，主磁体34和偏置磁体38之间的距离被最小化，并且杆54的长度也被相应的最小化，从而在磁体34，38之间提供了足够强的的磁吸引力，使得在地震加速度负荷高达10G时，共同触点60和第一电路触点64之间保持不间断的接触。当目标磁体移动远离主体 管22的封闭端30时，推／拉柱塞组件46复位到第一位置(即，朝向头部组件70)，此时共用触点60再次与第一电路触点64接触。在一个实施例中，相对于封闭端30大于约0.033英寸的移动足以引起推／拉柱塞组件46的复位。当目标磁体移动远离封闭端30时，目标磁体和主磁体34之间的磁吸引力减小，直到目标磁体和主磁体34之间的磁吸引力不再足以克服主磁体34和偏置磁体38之间的磁吸引力和／或偏置磁体38与第二偏置磁体56之间的排斥力。 

在一个优选的安排中，端部密封组件26为主体管22的开口端32提供了气密密封，以将水分和其他有害物质隔离在开关组件24以外，同时允许电导线与触点60，64，66有电连接，并可以连接用于控制导线连接，防止电导线被拔出或移动导致对电导线与各电路之间的电连接的破坏。端部密封组件26包括气密密封件90、空心挤压环92、挤压环压缩装置94、箍96、锁紧螺母98和灌封100，均优选地置于内膛的第二和第三部分28b、28c中。 

气密密封件90包括一个有多个孔的圆盘102，有至少一根中空管104穿过所述的每个所述孔。每个中空管104在圆盘102的面向开关组件24的内表面有一个第一端，在圆盘的面向开口端32的外表面有一个第二端。每个中空管104被安排并且其内直径尺寸被设置成能够摩擦配合的方式容纳多个引脚74中的一个引脚的端部。可选的，第四个中空管106穿过圆盘102，并且在采用灌封100将端部密封组件26密封之前，中空管106将处于开放状态以进行压力测试。圆盘102通过一个密封环108与内膛28的第二部分28b保持密封，该密封环能够承受特定的压力和其他条件。在一个实施例中， 

圆盘102可以由电绝缘材料制成，比如玻璃，密封环108可以由金属或者其他能够与第二部分28b良好密封的材料制成。密封环108可以被焊接在第二部分28b的内表面上。优选地，引脚74分别与圆盘102内表面上的管104中相应的一个通过例如钎焊或焊接的方式耦接。 

电缆110可包括多条电线110a，110b，110c，其中每根电线通过 容纳于管104中并通过焊接与管104相接的一个端引脚与多个管104中相应的一个相连接。在一个实施例中，电缆110可包括六条或更多的电线，用于与所述双极-双掷连接中的触点相连接。通过完成由触点60，64，66，引脚74和中空管104组成的第一和第二电路，电缆110与其他地方的控制和／或传感电路相连接。与本申请的目特别相关的是，电缆110沿着内膛28的第二和第三部分28b，28c从管104延伸出主体管22的开口端32。 

挤压环压缩装置94是一个塞体，这个塞体通过例如旋入到内膛28的第三部分28c的方式被锁定在内膛28中，装置94还有一个使电缆110延伸通过的中央开口112。优选的，挤压环压缩装置94具有一个塞体114，塞体114的外螺纹116与内膛28的第三部分28c的环形表面上的互补螺纹118相啮合。挤压环压缩装置94可以包含锥形的外表面，此表面与中心膛28的第三部分28c的锥形内表面29c的斜率是互补的。螺纹接头120，优选采用一个直径比塞体114要小的短圆柱体形状，从塞体114的外表面的中心部分向开口端32轴向伸出。螺纹接头120可具有外螺纹121。优选的，中央开口112在螺纹接头120内部定义了一个短圆柱膛部分122，内锥形部分124其优选的采用从圆柱膛部分内端向塞体114的内端延伸的内圆锥膛形式，以及一个外锥形部分126，其优选地采用从圆柱膛部分的外端向螺纹接头120的外端延伸的外圆锥膛部分的形式。 

挤压环92在挤压环压缩装置94的内端与主体管22的径向突出的内环形边缘128之间起到了垫片密封的作用，连接了内膛28的第二部分28b和第三部分28c。挤压环92是由一种密封材料组成，这种密封材料能够适应接近开关20的指定使用环境。优选的，在一个实施例中挤压环92是一个具有环形纵向轴线的空心管形式的中空不锈钢环，以便在严酷、高温和／或核辐射环境中应用。优选的，挤压环92的外直径大体上与内膛28的第三部分28c的内直径相同。 

灌封100完全填充了挤压环压缩装置94和气密密封90之间的空间。优选的，灌封100还渗入并填充气密密封90与头部组件70 的塞体72的端壁之间的任何空间。优选的，灌封100是由一种密封材料做成的，这种密封材料能够流入并压进所有的空间和裂缝并在内膛28中形成一种不透水的气密密封，进而防止液体和有害颗粒进入开关组件24。在一优选的布置中，灌封100是一种可流动的树脂，如环氧树脂或类似的随后即可凝固或者变硬的可流动材料。 

在一个优选的组装方法中，在开关组件24和气密密封90按上所述安装后，灌封100在还是液体状态时通过开口端32灌入到内膛28中。优选地，内膛28填充有足够的灌封100以完全填充挤压环压缩装置94和气密密封90之间的所有空间。在一种方法中，在挤压环92被插入到内膛28之后，灌封被填入到距离开口端32最远的螺纹118中，挤压环压缩装置94挤压灌封100以密封地填充到挤压环压缩装置94周围的任何缝隙和开口中，比如到螺纹116和118之间以及电缆110和中央开口112之间。优选的，灌封100随即凝固或者变硬，进而在主体管22的开口端32形成固态密封组件或者塞体。 

箍96是一个伸长的管状构件，配置在电缆110周围，并楔入到外部锥形膛部分126中。在一优选的布置中，箍96是由聚醚醚酮(PEEK)制成的，呈子弹形，具有一个圆柱形体132，在一个轴端具有一个锥形突出部分134，在另外一个相对的轴端有一个沿径向向内锥形的环形台肩136，还具有一个轴向贯穿膛138穿过相对的轴端。 

锁紧螺母98使箍96保持在楔入外部锥形膛部分126的位置。优选的，锁紧螺母98为一个在圆柱管142，在该圆柱管相对的轴向端部具有锁定凸缘144，146。每个锁定凸缘144，146从相应的圆柱管142轴端沿着径向向内伸出。锁定凸缘144包括与接头120外螺纹相啮合的内环形螺纹，锁定凸缘146的尺寸使其恰好能与箍96的环形台肩136相啮合。当锁定凸缘144被拧到接头120上时，锁紧螺母98配适在箍96的上方和周围，当锁定凸缘144被拧到接头120上时，锁定凸缘146压在环形台肩136上，进而促使箍96与外部锥形膛部分126楔形啮合。同时，箍96上来自外部锥形膛126的沿径 向向内的楔入力也收紧了围绕电缆110的箍96，因而进一步形成了围绕电缆110的密封，在接近开关20被暴露在高压和／或液体环境中时，这将防止液体渗入到壳体22内部。箍96和锁紧螺母98也可一起作为将电缆110锁定在中央开口112中的固定位置上的组件，防止接近开关20外部的电缆的移动或受力传递到在比如管104处的与开关组件24的各种电连接，这可能损害到电路的完整性。 

在一个优选的结构中，圆柱套35可以具有一个或多个开口，如窗口150，优选的具有两个相对的窗口贯穿壳体的侧壁，以允许在开关组件24的组装期间可视地监测柱塞组件46和头部组件70。绝缘套管152可紧贴地围绕圆柱套35外部的一部分以覆盖窗口150和减少或防止在触点60，64，66和主体管22之间产生的电弧。优选的，绝缘套管由电绝缘材料制成，如由纳幕尔杜邦公司生产的卡普顿

聚酰亚胺薄膜或类似的材料，并有一个纵向狭缝方便组装。被装配到圆柱套35上之后，狭缝的相对的边缘优选的由一种粘性贴片连接在一起，贴片也优选由绝缘材料，如由纳幕尔杜邦公司生产的卡普顿

聚酰亚胺高温胶带或其他相似的材料制成。 

在其他实施例中，接近开关可能可选的包括一个中空金属柱形磁通套筒，位于主磁体34和圆柱套35的端壁44之间。该磁通套筒可由铁制材料做成，这既能将主磁体34与偏置磁体38分离开来，从而减小磁体之间的吸引性的磁拉力，并聚集磁体的磁通场。磁通套筒可通过一个螺栓与圆柱套35螺纹连接，此螺栓从端壁44延伸向主磁体34。磁通套筒可拧在螺栓上。主磁体34和偏置磁体38之间的吸引力可以通过改变磁通套筒的轴向长度和／或磁通套筒的材料来在一定范围内进行调整。此外，接近开关20的活塞杆54可延长，以容纳磁通套筒需要增加的空间。 

在其他实施例中，接近开关可选地不包括端部密封组件46，而通过灌封100或其它密封材料，如环氧树脂或塑料，来将塞体72和电缆110封装在主体管22的开口端32里面。 

另外在其他实施例中，金属部分可由碳纤维或复合材料等通过下述的测试条件的材料来替换。此外，其他的实施例中可能包括数字鸿沟反馈，力反馈，磁压力反馈，感应距离显示和／或自动校准。最后，为低安培系统而设计的实施方案可能包括由黄金或其他低电流接触材料制成的接触。 

尽管这里披露的接近开关大体上呈现圆形的圆柱状的外形，以让主体管22容易拧入一个螺纹圆柱形膛，接近开关20不仅限于圆柱状。更适合的，接近开关20的各个组件几乎可以具有任何横截面形状，只要主磁体34和推／拉柱塞组件46可以沿轴向靠近和远离铁或者磁体目标移动，以使共同触点60如本说明书中所描述的那样，从第一触点64移动到第二触点66以及返回。 

这里披露的接近开关可被应用于在工业过程控制系统中，能够较好的尤其适合应用于核应用，水下，以及在其他苛性和／或恶劣的工作环境中。这里公开的接近开关有利地不受焊接场或无线电频率干扰。因此，所公开的接近开关可以位于控制系统内的几乎任何位置。此外，所公开的接近开关在较大电流范围内能够有效工作，特别是在低电流的应用中。 

所公开的接近开关也表现出非常快的响应时间，一般小于20毫秒，优选为少于15毫秒，更优选地小于10毫秒，这是由进行磁性检测的目标性质和推／拉柱塞组件磁性驱动的特性决定的。 

所公开的接近开关也能适用于很宽温度范围的环境中。由于气密密封部件的作用，所公开的接近开关能够运行在-40摄氏度至495摄氏度的温度范围之内。 

所公开的接近开关的一个优势是关闭时没有电压降，且打开时无电压泄漏。 

测试结果 

针对上述的接近开关的一个示例，在保持接触的不间断时，进行了加速度测试，温度测试，和压力测试。测试条件见图3a至图5。 加速度测试 

图3a是本实用新型在前后加速度的测试图；图3b是本实用新型侧向加速度的测试图；图3c是本实用新型垂直加速度的测试图。在保持接触的不间断性的情况下，接近开关承受了频率高达64赫兹的高达12.51g的前后加速度，频率高达64赫兹的高达14.54g的侧向加速度，频率高达64赫兹的高达10.44g的垂直加速度，在上述情况中接触皆未间断。在说明书附图的图3a-3c中所示的多轴向加速度测试中，接近开关也维持了接触的不间断性。 

图4是本实用新型温度特性测试图。在图4中所示的极端温度测试中，接近开关也维持了接触的不间断性。 

图5是本实用新型压力特性测试图。最后，在图5所示的压力测试中，接近开关维持了接触的不间断性。 

鉴于上文的描述，此处披露的对于接近开关的诸多修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。相应的，本说明书应解释为只是说明性的，是为那些本领域技术人员提供的，使其能够制造和使用接近开关，并指教导最佳的实施方法。保留在本实用新型任何权利要求范围内的修改所衍生的独占权。前文提到的所有专利，专利申请，和其它印刷出版物的全体均引用纳入本申请中。 

Claims (22)

1.一种接近开关，其特征在于，所述接近开关包括： 

主体管，其具有一个封闭膛，一个封闭端和一个开口端； 

磁性开关组件，置于所述封闭膛内部； 

气密密封，该气密密封覆盖了所述磁性开关组件和所述开口端之间的所述封闭膛； 

挤压环，置于所述气密密封与所述开口端之间的所述封闭膛表面的环形台肩上； 

挤压环压缩装置，该压缩装置具有旋入所述封闭膛的所述开口端并与所述挤压环密封啮合的螺纹塞体；以及 

灌封，所述灌封填充了所述挤压环压缩装置和所述气密密封之间的空间； 

其中，所述气密密封、所述灌封和所述挤压环压缩装置将所述封闭膛密封起来，并保护所述磁性开关组件使其避免暴露在恶劣环境之中。 

2.根据权利要求1中的接近开关，其特征在于，所述挤压环的形式是具有环形纵向轴线的中空管。 

3.根据权利要求1中的接近开关，其特征在于，所述气密密封包含一个尺寸和形状与封闭膛互补的圆盘以及穿过该圆盘的管。 

4.根据权利要求3中的接近开关，其特征在于，所述管包含与磁性开关组件相邻的第一端点，以及一个电触点。 

5.根据权利要求3中的接近开关，其特征在于，所述圆盘的外部环形周边可密封到所述封闭膛的内表面上。 

6.根据权利要求3中的接近开关，其特征在于，一根第二管穿过所述圆盘，且该第二管容纳一个第二电触点。 

7.根据权利要求1中的接近开关，其特征在于，电缆与所述磁性开关组件相连接，该电缆从所述气密密封延伸穿过所述挤压环压缩装置，并且与所述主体管电耦接。 

8.根据权利要求1中的接近开关，其特征在于，所述挤压环压缩装置具有一个中心膛，一根电缆延伸穿过所述中心膛。 

9.根据权利要求8中的接近开关，其特征在于，所述中心膛包含一个圆柱部分和从所述圆柱部分延伸至所述塞体第一端部的第一锥体部分。 

10.根据权利要求8中的接近开关，其特征在于，所述挤压环压缩装置将所述灌封压缩至所述中心膛中。 

11.一种接近开关，其特征在于，所述接近开关包括： 

主体管，其包含一个具有开口端的膛； 

置于所述膛内部的开关组件； 

塞体，其包含一个主体部分处于所述开口端内部，并锁定到所述膛的环形壁上，所述塞体还具有一个第二膛； 

电引线，其与所述开关组件耦接并从所述第二膛延伸穿出； 

处于所述第二膛内部并包围所述电引线的箍；以及 

锁紧螺母，其与所述塞体耦接，并压迫所述箍使之与第二膛密封接触，并将所述电引线锁定在第二膛内部的固定位置。 

12.根据权利要求11中的接近开关，其特征在于，所述箍具有楔入所述第二膛的锥形突出部分。 

13.根据权利要求11中的接近开关，其特征在于，所述塞体具有接头，该接头沿轴向与开关组件相反的方向从所述塞体的外端延伸穿出。 

14.根据权利要求13中的接近开关，其特征在于，所述第二膛有从所述接头穿过的锥形部分，并且所述箍通过所述锁紧螺母楔入到所述锥形部分中。 

15.根据权利要求14中的接近开关，其特征在于，所述接头具有外螺纹，并且锁紧螺母旋入到外螺纹之上。 

16.根据权利要求14中的接近开关，其特征在于，所述锥形部分形成一个圆锥形的膛。 

17.根据权利要求11中的接近开关，其特征在于，至少部分所述箍 是由聚醚醚酮制成的。 

18.根据权利要求11中的接近开关，其特征在于，所述箍与所述第二膛和所述电引线密封啮合，从而在所述第二膛内的所述电引线周围形成密封。 

19.根据权利要求11中的接近开关，其特征在于，所述锁紧螺母包含与所述箍啮合的内部径向凸缘。 

20.一种接近开关组件，其特征在于，所述接近开关组件包括： 

主磁体； 

柱塞，其具有一个与主磁体分离的活塞头，和连接所述活塞头和所述主磁体的活塞杆； 

由所述活塞头承载的电触点，用于在所述活塞头移动时断开和／或闭合电路； 

偏置磁体，其与主开关和所述活塞头之间的所述活塞杆相邻； 

其中，所述偏置磁体用于使所述主磁体沿所述活塞杆轴向偏置，使所述主磁体接近或者远离所述偏置磁体，所述柱塞和所述主磁体被安排相对于所述偏置磁体沿轴向移动，在所述主磁体和所述偏置磁体之间没有安置磁通套筒。 

21.根据权利要求20的接近开关组件，其特征在于，所述主磁体由连接到所述活塞杆的保持器承载，所述偏置磁体被承载在所述保持器的主体内部，该保持器主体包括在所述偏置磁体和所述保持器之间的壁。 

22.根据权利要求21的接近开关组件，其特征在于，所述壁与所述保持器之间不设有间隔物或铁类材料。 

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