[發(fā)明專利]一種大功率雙向電磁驅(qū)動(dòng)式閥門快速循環(huán)啟閉裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310335450.1
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103423504A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董金文;劉放;張昆侖;劉國清;靖永志;王瀅
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及閥門啟閉裝置的快速可變循環(huán)啟閉機(jī)理和啟閉裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，尤其涉及一種用于閥門快速啟閉的啟閉力和啟閉頻率可調(diào)節(jié)的循環(huán)啟閉裝置。

背景技術(shù)

電磁鐵是非永久性磁鐵，通過電流產(chǎn)生磁力。電磁鐵所產(chǎn)生的磁場與電流大小、線圈圈數(shù)及中心的鐵磁體有關(guān)。電磁鐵有許多優(yōu)點(diǎn)：磁性可以用通、斷電流控制；磁性的大小可以用電流的強(qiáng)弱或線圈的匝數(shù)來控制；它的磁極可以由改變電流的方向來控制，即磁性的強(qiáng)弱可以改變、磁性的有無可以控制、磁極的方向可以改變，磁性可因電流的消失而消失。

基于電磁鐵上述優(yōu)點(diǎn)，電磁鐵在很多場合得到廣泛應(yīng)用，如電磁閥，其兩面是兩塊電磁鐵，磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引，通過控制閥體的移動(dòng)來開啟或關(guān)閉閥門，通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了閥門機(jī)械運(yùn)動(dòng)。但是在目前電磁閥的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品中，兩端電磁鐵的吸引對象為兩端不同的物體，導(dǎo)致閥的長度尺寸較大，這也限制了電磁閥的小型化設(shè)計(jì)；同時(shí)目前電磁閥普遍為小型電磁鐵，吸力很小，只能應(yīng)用在所需吸力較小的場合，而對于啟閉力較大的使用場合則無法適應(yīng)。

本發(fā)明提出一種大功率雙向電磁驅(qū)動(dòng)式閥門快速循環(huán)啟閉裝置，通過兩端電磁鐵共用一個(gè)被吸引的物體減小電磁閥的體積，同時(shí)通過改變電流大小和通電時(shí)間頻率，實(shí)現(xiàn)改變電磁鐵的吸力大小和閥門循環(huán)開啟頻率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是應(yīng)用于閥門啟閉力較大的雙向電磁驅(qū)動(dòng)式閥門快速循環(huán)啟閉裝置，其目的是通過在裝置上下兩端設(shè)置大功率電磁鐵，兩個(gè)電磁鐵之間設(shè)置浮動(dòng)板和浮動(dòng)軸，通過電磁吸力使浮動(dòng)板和浮動(dòng)軸產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，可通過改變電流大小和通電時(shí)間實(shí)現(xiàn)改變閥門的啟閉力和啟閉頻率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種大功率雙向電磁驅(qū)動(dòng)式閥門快速循環(huán)啟閉裝置，通過電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)軸帶動(dòng)閥門的啟閉。所述電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由豎向同軸設(shè)置并分置于極板200的上下兩端的啟電磁鐵機(jī)構(gòu)和閉電磁鐵機(jī)構(gòu)及置于電磁鐵機(jī)構(gòu)間的浮動(dòng)軸機(jī)構(gòu)構(gòu)成;所述浮動(dòng)軸機(jī)構(gòu)包括浮動(dòng)軸600和置于其中部的浮動(dòng)板300,浮動(dòng)板分為上下兩片，通過螺栓扣合于浮動(dòng)軸中部的臺(tái)階610處。可沿直線軸承上下運(yùn)動(dòng)的浮動(dòng)軸600的兩端分別位于啟、閉電磁鐵機(jī)構(gòu)內(nèi)部的直線軸承的內(nèi)孔內(nèi)。

本發(fā)明可應(yīng)用于不同啟閉力和不同啟閉頻率的大功率雙向電磁驅(qū)動(dòng)式閥門快速循環(huán)啟閉裝置，在啟閉裝置中設(shè)置啟電磁鐵機(jī)構(gòu)和閉電磁鐵機(jī)構(gòu)，兩端電磁鐵共用一個(gè)被吸引的物體減小電磁閥使得機(jī)構(gòu)具有較小的體積；通過電磁場的作用帶動(dòng)浮動(dòng)軸上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉；同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種不同啟閉力和不同啟閉頻率的閥門的啟閉，并能通過電流的循環(huán)通電產(chǎn)生閥門的循環(huán)啟閉動(dòng)作。

本發(fā)明的工作過程

結(jié)合圖1可以看到，圖中，啟電磁鐵機(jī)構(gòu)主要由啟電磁鐵100、極板200、浮動(dòng)板300、閉電磁鐵400、底板500和浮動(dòng)軸600構(gòu)成。底板可實(shí)現(xiàn)啟閉裝置與閥體的連接。電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由豎向同軸設(shè)置并分置于極板200的上下兩端的啟電磁鐵機(jī)構(gòu)和閉電磁鐵機(jī)構(gòu)及置于電磁鐵機(jī)構(gòu)間的浮動(dòng)軸機(jī)構(gòu)構(gòu)成。所述浮動(dòng)軸機(jī)構(gòu)包括浮動(dòng)軸600和置于其中部的浮動(dòng)板300,浮動(dòng)板300分為上下兩片，通過螺栓扣合于浮動(dòng)軸中部的臺(tái)階處，浮動(dòng)板300上設(shè)置有減震墊310；浮動(dòng)軸600的兩端分別位于啟、閉電磁鐵機(jī)構(gòu)內(nèi)部的直線軸承的內(nèi)孔，可沿直線軸承上下運(yùn)動(dòng)。為形成產(chǎn)生電磁力所需的閉環(huán)回路，啟閉裝置的筒體設(shè)計(jì)為圓柱型結(jié)構(gòu)，將其作為閉環(huán)回路中的極板，同時(shí)在極板的上下兩端分別設(shè)置啟電磁鐵機(jī)構(gòu)和閉電磁鐵機(jī)構(gòu)，兩個(gè)電磁鐵之間為浮動(dòng)板和浮動(dòng)軸；當(dāng)需要開啟閥門時(shí)，啟電磁鐵機(jī)構(gòu)通電，極板、啟電磁鐵機(jī)構(gòu)和浮動(dòng)板形成閉環(huán)磁路，產(chǎn)生電磁力，吸引浮動(dòng)板向上運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)浮動(dòng)軸向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)關(guān)閉閥門時(shí)，啟電磁鐵機(jī)構(gòu)斷電，閉電磁鐵機(jī)構(gòu)得電，極板、閉電磁鐵機(jī)構(gòu)和浮動(dòng)板形成閉環(huán)磁路，產(chǎn)生電磁力，吸引浮動(dòng)板向下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)浮動(dòng)軸向下運(yùn)動(dòng)。啟電磁鐵機(jī)構(gòu)主要由上極板101、上鐵芯104、和圍繞在上鐵芯上并設(shè)置在上極板和防護(hù)板103之間的電磁線圈102、置于鐵芯上的直線軸承105和置于上極板上的上蓋106構(gòu)成；閉電磁鐵機(jī)構(gòu)與啟電磁鐵機(jī)構(gòu)對稱設(shè)置。

結(jié)合圖2可以看到，啟閉裝置工作時(shí)形成磁場閉環(huán)回路的是電磁鐵的上極板和上鐵芯；電磁線圈圍繞上鐵芯繞制，線圈上下兩端分別依靠上極板和防護(hù)板固定，通過改變通電電流大小改變電磁力的大小，通過改變通電時(shí)間實(shí)現(xiàn)閥門不同頻率的啟閉；上鐵芯的中心安裝由直線軸承，用于限制浮動(dòng)軸的橫向移動(dòng)，使得浮動(dòng)軸在電磁力的作用下只能做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。