[其他]耐高壓雙向極化式比例電磁鐵

無效

• 申請號: 85103757
• 申請日: 1985-05-14
• 公開（公告）號: CN85103757B
• 公開（公告）日: 1988-03-02
• 發明（設計）人: 張光瓊;路甬祥
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16K31/06
• 分類號: F16K31/06;H01F7/16;H01F7/08
• 代理公司: 浙江大學專利代理事務所
• 代理人: 林懷禹

本發明屬于流體控制系統中比例閥、伺服閥用的電-機械轉換裝置。

在已有技術中的雙向比例電磁鐵實際上是兩個單向螺管式比例電磁鐵的組合。它只有兩個線圈，當向其中一個線圈通入電流時，產生磁場而使動鐵向一側運動。由于它的結構原理所限，在零位附近有較大的死區，其穩態特性和動態特性的提高亦受到限制。

本發明的目的：為消除雙向控制時的零位死區、提高穩態特性和動態特性而特設計了一種結構簡單、功率重量比大、價廉的雙向極化式比例電磁鐵。

本發明為：可在高壓流體工作介質條件下工作的雙向極化式比例電磁鐵（見圖1），它是由極化式原理和特殊研制的雙向平頭-盆形動鐵式結構組成。其控制部分有左右對稱布置的軟磁材料的軛鐵〔2〕〔2′〕，帶隔磁環的導向套〔6〕以及各有一個激磁線圈〔15〕〔20〕，一個控制線圈〔14〕〔19〕成機械連接并裝在殼體〔1〕內。激磁線圈和控制線圈均采用恒流源供電，激磁線圈通電流后產生穩定的磁通。控制線圈通電流后，在工作行程范圍內能實現與輸入電訊號成雙向連續的比例關系，而與銜鐵〔4〕行程無關的輸出電磁力控制。并且改變激磁電流的數值即可改變力增益的大小及特性曲線的形狀。由于本發明把極化式原理和特殊研制的由導向套〔6〕、軛鐵〔2〕〔2′〕、銜鐵〔4〕組成的雙向平頭-盆形動鐵式結構結合在一起，保證該電磁鐵在磁化曲線的最佳區段工作。因此，不但消除了零位死區，并使穩態、動態特性顯著提高。

下面是本發明的一個最佳實施例。通過該實施例的描述和附圖1給出本發明的細節。

附圖1是本實施例的一個構造示意圖。

該電磁鐵殼體〔1〕是由廉價的導磁性能好的軟磁材料制成。做成中空的正方體。正方體的四角有四個沿軸向的螺釘把它安裝在閥上，殼體的中部有一開口安裝插座與雙通道電子控制調節器相連接。在殼體〔1〕與導向套〔6〕之間，左右各同軸裝有一個直流基值恒流激磁線圈〔15〕〔20〕和一個主控直流恒流線圈〔14〕〔19〕並與插座相連。殼體的兩端各裝有軟磁材料的軛鐵〔2〕〔2′〕，它分別與殼體〔1〕及導向套〔6a〕〔6b〕內孔相配。導向套被非金屬環〔7〕分隔成三段，并焊合一整體，內部能承受很高的油壓力。導向套的內孔裝有軸向可動的軟磁材料的銜鐵〔4〕。其兩端與軛鐵〔2〕〔2′〕保持一定的間隙。其中〔16〕〔16′〕是非導磁材料做的限位片。銜鐵的周圍裝有用非導磁低摩擦材料做成的滑動軸承〔17〕〔17′〕以減小銜鐵〔4〕與導向套〔6〕之間的摩擦。銜鐵軸向開有一個通孔〔18〕借此保持銜鐵〔4〕二端的壓力相等。銜鐵左右兩端壓裝了用非導磁材料制成的輸出推桿〔8〕〔8′〕，並穿過軛鐵〔2〕〔2′〕的內孔，推桿〔8〕的右端依次按裝彈簧座，零位調節彈簧〔9〕，帶徑向密封的彈簧座〔10〕及調零螺絲〔11〕，并用橡皮罩殼蓋住，右軛鐵〔2′〕徑向方向開有一放氣孔〔12〕內裝有放氣螺絲〔13〕。

其操作方法是：首先是兩個激磁線圈〔15〕〔20〕的激磁電流由可調基值恒流電流反饋閉環控制的基值直流調節通道供給，然后主控線圈〔14〕〔19〕的主控制電流由電子控制調節器中帶主控制電流反饋閉環控制的主控制通道供給。其磁通路為〔1、2、3、4、5、6、1〕及〔1、2′、3′、4、5、6、1〕，其中〔3〕為左端間隙，〔3′〕為右端間隙，〔5〕為徑向間隙。激磁線圈通電流后產生極化磁通，控制線圈輸入控制電流后，便可在銜鐵〔4〕上得到與控制電流的方向和數值相對應的輸出力。由于采用特殊研制的導向套前段〔6a〕〔6b〕端部形狀（盆口的各尺寸），因而控制著銜鐵〔4〕移動時的徑向漏磁分量，使銜鐵〔4〕受到的電磁力在一定行程范圍內只與控制線圈〔14〕〔19〕的電流值成比例而與銜鐵〔4〕相對軛鐵〔2〕〔2′〕的行程無關。因而水平工作段很長。由于有激化磁通保證該電磁鐵在磁化曲線的最佳區段工作，因此不但消除了零位死區，并使穩態特性、動態特性顯著地提高。

本發明的另一個最佳實施例（圖2）。第一個實施例是濕式的雙向極化式比例電磁鐵，耐高壓350bar。本實施例是干式的雙向極化式動鐵力馬達，其原理和上述相同。只是左右對稱地加上兩個彈簧及調節螺絲，推桿〔8′〕的左端部與閥相連接。盆口的尺寸優化與上述不同。它多用于伺服閥控制。

以上兩種實施例是控制比例閥和工業伺服閥的關鍵產品，其主要特點如下：

1.輸出力（或位移）可以雙向連續控制無零位死區。

2.輸出力（或位移）大，比雙向力矩馬達大8～10倍左右。

3.功率重量比比雙向動圈力馬達大4～5倍。