專利名稱：電磁閥及其裝配方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常涉及閥，更具體地為一種電磁操作的提升閥。
液流系統(tǒng)通常利用一個(gè)或多個(gè)閥控制通過的流體的流動(dòng)。一種特定類型的閥為“提升”閥。提升指的是座部件和密封部件的配合。當(dāng)兩個(gè)部件彼此壓緊時(shí)，結(jié)果是阻礙流體流過路徑的阻塞。當(dāng)部件分開時(shí)，路徑被打開，允許流體自由流動(dòng)。
提升閥通常由螺線管操作，所述螺線管包括當(dāng)帶電荷時(shí)，產(chǎn)生電磁場(chǎng)的線圈。電磁場(chǎng)產(chǎn)生導(dǎo)致部件移動(dòng)的力，促使密封部件和座分離，從而啟動(dòng)閥。
由于大多數(shù)液流系統(tǒng)需要元件，在這些系統(tǒng)中閥同樣是損耗和過度能量消耗的原因。例如，與直管或管道相比，通過閥體和提升的液流遭受壓力損失。
螺線管也是低效率的原因。如果電磁線圈誘導(dǎo)比磁路多的磁通量可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械力，會(huì)產(chǎn)生飽和，進(jìn)入線圈的能量將被浪費(fèi)。這種情況也會(huì)產(chǎn)生過多的熱量。在相反的極端狀況下，如果線圈不足夠大，不能得到磁路的最大勢(shì)能，整個(gè)閥具有非常有限的功率。
因此需要一種電和流體有效操作的電磁閥。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種閥和螺線管的組合。
本發(fā)明的另一目的是提供一種增加電操作效率的電磁閥。
本發(fā)明的另一目的是提供一種增加流體效率的電磁閥。
而本發(fā)明的另一目的是提供一種裝配閥的方法，其補(bǔ)償制備各種部件的公差。
這些和其它目的由本發(fā)明滿足，其根據(jù)一種實(shí)施方案，包括延長(zhǎng)的閥體，其限定具有閥孔、近端的閥座，以及至少一個(gè)設(shè)置成與孔流體連通的端口；設(shè)置在閥孔內(nèi)并適于選擇性地密封閥座的移動(dòng)柱塞；以及通常圓柱形的限定螺線管孔的線圈骨架，所述螺線管孔設(shè)置成鄰近并與閥孔共軸。移動(dòng)的、導(dǎo)磁性銜鐵設(shè)置在螺線管孔內(nèi)并具有操作桿，所述操作桿延伸到閥孔內(nèi)并與柱塞連接。導(dǎo)磁性磁極部件設(shè)置在鄰近銜鐵的螺線管孔內(nèi)。電磁線圈纏繞線圈骨架外部；磁通導(dǎo)體部分圍繞線圈骨架、磁極部件和銜鐵。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，閥孔為末端開口，進(jìn)一步包括容納在孔內(nèi)的末端蓋，其限定與近端閥座相對(duì)的遠(yuǎn)端閥座。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，閥組件進(jìn)一步包括與閥孔流體連通的第一、第二和第三端口，其中第一和第三端口設(shè)置在遠(yuǎn)端閥座的相對(duì)側(cè)面上，第二和第三端口設(shè)置在近端閥座的相對(duì)側(cè)面上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，磁通導(dǎo)體包括縱向部分，從縱向部分徑向延伸并具有設(shè)置在第一對(duì)徑向延伸的腿之間的第一切口的第一末端壁，圍繞磁極部件的第一切口。第二末端壁從縱向部分徑向延伸并具有設(shè)置在第二對(duì)徑向延伸的腿之間的第二切口。第二切口圍繞銜鐵。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，閥組件進(jìn)一步包括設(shè)置在第二切口內(nèi)的填充件，以致第二末端壁有效圍繞銜鐵的整個(gè)圓周。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，通過使第二對(duì)腿繞填充件彎曲填充件固定到第二末端壁上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，線圈的縱向長(zhǎng)度與線圈的橫截面積的比率為11∶1至大約15∶1。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，線圈的縱向長(zhǎng)度與線圈的橫截面積的比率至少為大約13∶1。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，線圈的橫截面積與銜鐵的橫截面積的比率為大約2∶1至大約3∶1。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，線圈的橫截面積與銜鐵的橫截面積的比率為至少大約2.4至1。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，螺線管包括通常圓柱形的限定螺線管孔的線圈骨架；設(shè)置在螺線管孔內(nèi)并具有由此延伸的操作桿的導(dǎo)磁性銜鐵；設(shè)置在鄰近銜鐵的螺線管孔內(nèi)的導(dǎo)磁性磁極部件；圍繞線圈骨架外部纏繞的電磁線圈；以及部分圍繞線圈骨架、磁極部件和銜鐵的磁通導(dǎo)體。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，裝配閥的方法包括提供具有一個(gè)孔的閥室，至少一個(gè)端口與所述孔流體連通；提供至少一個(gè)容納在所述孔內(nèi)的密封部件，其中部件的位置影響通過端口的流動(dòng)；空氣流動(dòng)通過所述端口；在檢測(cè)流體流動(dòng)時(shí)將密封部件插入孔內(nèi)；當(dāng)流動(dòng)在預(yù)定的條件下時(shí)阻止密封部件。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，裝配閥的方法包括提供閥室，其具有一個(gè)開口端的孔；設(shè)置成與孔流體連通的第一、第二和第三端口；設(shè)置在第二和第三端口之間的第一閥座。提供末端蓋，其適于容納在孔內(nèi)并限定設(shè)置在第一端口和第三端口之間的第二閥座；操作桿設(shè)置在孔內(nèi)，并且在鄰近第一閥座的第一位置和遠(yuǎn)離第一閥座的第二位置之間移動(dòng)；適于裝配在孔內(nèi)并且連接到操作桿上的柱塞。柱塞具有與第一閥座配合的第一密封部件；適于與第二閥座配合的第二密封部件。操作桿移動(dòng)到第一位置，產(chǎn)生通過第三端口的第一液體流；當(dāng)檢測(cè)第一液流的流量時(shí)，將柱塞抽入孔內(nèi)并朝第一座移動(dòng)。在第一液流終止的位置柱塞停止；柱塞被固定到操作桿上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，所述方法進(jìn)一步包括在第一液流終止的位置柱塞停止后，繼續(xù)朝座移動(dòng)柱塞直到第一密封部件被壓縮到選定的程度。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，所述方法進(jìn)一步包括產(chǎn)生通過第一端口的第二液流；將末端蓋插入孔內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)第二液流的流量時(shí)朝第一座移動(dòng)末端蓋；在第二液流等于預(yù)定值的位置將末端蓋停止；將末端蓋固定到閥室上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，所述方法進(jìn)一步包括移動(dòng)柱塞靠著第二閥座；產(chǎn)生通過第二端口的第三流體流動(dòng)；將末端蓋插入孔內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)第三流動(dòng)的流量時(shí)朝第一座移動(dòng)末端蓋；在第三流動(dòng)等于預(yù)定值的位置末端蓋停止；并將末端蓋固定到閥室上。
附圖的簡(jiǎn)要描述結(jié)合附圖參考下面的描述可以更好地理解作為本發(fā)明的主題，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的閥組件的側(cè)橫截面圖；圖2是圖1所示的位于啟動(dòng)位置的閥的部分橫截面圖；圖3是圖1的部分閥組件的分解橫截面圖；圖4是處于部分裝配條件下的圖3的閥組件的橫截面圖；圖5是處于裝配條件下的圖3的閥組件的橫截面圖；圖6是圖1部分閥組件的透視圖；圖7是在裝配前條件下的圖6顯示的閥組件的端視圖；圖8是完成彎曲操作后，圖6所示的閥組件的端視圖；圖9是圖1部分閥組件的另一透視圖；圖10是在裝配前條件下的圖9所示的閥組件的端視圖；圖11是完成彎曲操作后，圖9所示的閥組件的端視圖；圖12是顯示第一裝配方法的圖1的部分閥組件的分解橫截面圖；圖13是顯示安裝部分末端蓋的圖12的閥組件的另一圖；圖14是顯示末端蓋被鎖定位置的圖12的閥組件的另一圖；圖15是顯示另一可選擇的裝配方法的圖1部分閥組件的分解橫截面圖；圖16是顯示安裝部分末端蓋的圖15的閥組件的另一圖；圖17是顯示末端蓋被鎖定位置的圖15的閥組件的另一圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述參考圖，其中全部各種圖中相同的參考數(shù)字表示相同的部件。圖1-5顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的示例性閥組件10。閥組件的基本部件為限定室14和線圈骨架16、末端蓋18、柱塞20、彈簧54、銜鐵22、磁極部件24、線圈26以及磁通導(dǎo)體28的閥體12。每個(gè)內(nèi)部部件滑動(dòng)或被壓入閥體12內(nèi)，如圖3和4所示。線圈骨架16、銜鐵22、磁極部件24、線圈26和磁通導(dǎo)體28整體形成螺線管30。
室14包括閥孔32，閥孔具有第一端34和容納柱塞20的第二端36?！巴ǔｊP(guān)閉”的第一或遠(yuǎn)端閥座38形成于閥孔32的第一端，“通常打開”的第二或近端閥座40形成于閥孔32的第二端36上。柱塞20的相對(duì)的表面上支撐第一和第二密封部件42和44。在顯示的實(shí)施例中，第一和第二密封部件42和44作為單個(gè)部件貫穿-模制在柱塞20上，并通過頸部46彼此連接，所述頸部延伸穿過柱塞20內(nèi)的中央開口48。
柱塞20滑動(dòng)設(shè)置在閥孔32內(nèi)，以便當(dāng)柱塞20位于閥孔32的第一端34上時(shí)第一密封部件42接觸第一閥座38，當(dāng)柱塞20位于閥孔32的第二端36上時(shí)，第二密封部件44接觸第二閥座40。第一端口50設(shè)置成于第一閥座38流體連通，第二端口52設(shè)置成于第二閥座40流體連通。提供偏壓裝置，例如彈簧54促使柱塞20朝向第一端34。因此，當(dāng)沒有啟動(dòng)閥時(shí)，第一端口50“通常關(guān)閉”，第二端口52“通?！贝蜷_。設(shè)置公共端口56使得根據(jù)柱塞20的位置，其于第一端口50或第二端口52流體連通。在圖1中，第一端口50被關(guān)閉，公共端口56與第二端口52流動(dòng)連通，而在圖2中，第二端口52被關(guān)閉，公共端口56與第一端口50流動(dòng)連通。
在所示的實(shí)施例中，末端蓋18成為室14的一部分。末端蓋18一般為圓柱形，并形成限定第一閥座38和部分第一端口50的部件。末端蓋18滑動(dòng)容納在閥孔32的第一端34內(nèi)，并例如通過第一和第二O-環(huán)58和60合適地被密封，防止泄漏。
閥組件10包括幾個(gè)部件以增強(qiáng)流動(dòng)效率。閥的流動(dòng)性能通常由或流體穿過的流路的最小部分的區(qū)域，或“口”所控制。所述區(qū)域被限定為閥口或“測(cè)量”口。所述有限部分可被設(shè)在流路任何地方。
設(shè)計(jì)閥組件10使得對(duì)于第一、第二和公共端口50，52和56，各自的測(cè)量口基本相同，以致對(duì)于不同的路徑不會(huì)產(chǎn)生不相稱的性能特征。
設(shè)計(jì)閥組件10具有可能最短的內(nèi)部路徑。這通過將第一、第二和公共端口50、52和56置于閥組件10相同的末端上以及保持端口之間的距離盡可能地小而實(shí)現(xiàn)。
在所有的流體路徑中閥組件10也結(jié)合最大可能的區(qū)域。閥組件10具有預(yù)定的標(biāo)稱測(cè)量口尺寸，即設(shè)計(jì)點(diǎn)直徑，在該實(shí)施例中為1.9mm(0.075in.)。不同的流體路徑具有設(shè)計(jì)要求的只與測(cè)量口尺寸相配的流動(dòng)區(qū)域，也就是第一、第二和公共端口50、52和56的入口。在其它所有點(diǎn)，路徑的流動(dòng)區(qū)域大約測(cè)量口。例如，第一、第二和公共端口中的每一個(gè)具有在室14內(nèi)形成的、相關(guān)的增加的體積。這些體積分別被標(biāo)為62、64和66。對(duì)于每個(gè)路徑，所述增加的體積確?！坝行А笨?，其被引起損失部件所影響，盡可能接近測(cè)量口。
線圈骨架16為伸長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，其與室14整體成形。線圈骨架16限定電磁線圈孔67并具有靠近閥孔32的第二端36設(shè)置的第一端68，所述第一端支撐向外延伸的第一凸緣70，以及間隔的第二端72，所述第二端支撐向外延伸的第二凸緣74。
導(dǎo)電銜鐵22，由適宜的導(dǎo)磁材料例如鋼鐵制成，置于螺線管孔67內(nèi)。銜鐵22通常為圓柱形，并具有平面的第一端76和第二端78，所述第二端包括錐形部分80和操作桿82。操作桿82連接到柱塞20上使得銜鐵22的運(yùn)動(dòng)傳遞到柱塞20。在顯示的實(shí)施例中，操作桿82容納在柱塞20的中央開口48內(nèi)并通過干涉配合固定到上面，可以通過提供在操作桿82上設(shè)置的向外延伸的鉤狀物(未顯示)提供幫助。
導(dǎo)件磁極部件24，也由適宜的導(dǎo)磁材料例如鋼鐵制成，設(shè)置在靠近線圈骨架16的第二端的螺線管孔67內(nèi)。在所示的實(shí)施例中，磁極部件24為具有平面端的圓柱形，通過形成錐形環(huán)形脊部84固定到線圈骨架16上，所述脊部與螺線管孔67內(nèi)的溝槽86相配合。
包括多匝線的線圈26纏繞第一凸緣70和第二凸緣74之間的線圈骨架16的外部。提供適宜的已知類型的裝置(未顯示)將線圈連接到電源。在大約11∶1至大約15∶1的范圍內(nèi)，優(yōu)選至少為13∶1的線圈長(zhǎng)度與橫截面面積的比率，與在大約2∶1至大約3∶1的范圍的線圈橫截面面接與電極或銜鐵橫截面面積的比率相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)給出有效的設(shè)計(jì)，其適合10mm標(biāo)稱尺寸閥組件10的包裝寬度。
當(dāng)裝配時(shí)，在銜鐵22的外表面和磁通導(dǎo)體28之間存在徑向間隔“R”。線圈骨架16，其具有和空氣基本相同的導(dǎo)磁率，填充所述徑向間隔R。當(dāng)線圈26沒有被提供能量時(shí)，銜鐵22和磁極部件24之間的末端之間也有“沖程間隔”，表示為“S”。
磁通導(dǎo)體28部分圍繞線圈骨架16，磁極部件24和銜鐵22、磁通導(dǎo)體28優(yōu)選由高導(dǎo)磁率材料制成。一種適宜的材料為基于高鐵的鋼鐵。優(yōu)選相對(duì)于螺線管30內(nèi)的部件的其它部分，磁通導(dǎo)體28對(duì)整個(gè)磁系磁阻具有最小的作用。
通過在極薄的壁部分內(nèi)提供線圈骨架使徑向間隔“R”，因而任何磁通量損失最小，所述極薄的壁部分位于設(shè)置徑向間隔R的地方。例如，壁厚度可以為大約0.33mm(0.013in.)。為了達(dá)到此目的，使用滿足閥組件10的結(jié)構(gòu)和熱要求的材料，該材料也能夠被模制成極薄的壁厚度。適宜的材料的非限定性的離子為聚亞苯基醚共聚物(PPE)和聚酰胺(PA)塑料樹脂的混合物。
磁通導(dǎo)體28覆蓋的徑向間隔R的面積由磁通導(dǎo)體28采用的材料的厚度以及磁通導(dǎo)體28擴(kuò)展的圓周的數(shù)量所決定。對(duì)于所示的具有標(biāo)定1.9mm(0.075in.)孔徑的閥組件來說，磁通導(dǎo)體28可以為大約1.57mm(0.062in.)厚，因此覆蓋大部分徑向間隔R的縱向長(zhǎng)度“L”。
磁通導(dǎo)體28的厚度決定磁通路徑在通過磁通導(dǎo)體28和在徑向間隔R時(shí)具有多少可利用的面積。所示實(shí)施例中的閥組件10的磁通導(dǎo)體28的厚度相對(duì)于磁極和銜鐵的面積比為大約3.5至1，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)這種類型的螺線管。
為了完全覆蓋徑向間隔R的周長(zhǎng)，磁通導(dǎo)體28被構(gòu)造成兩部分，當(dāng)裝配時(shí)，其將360°完全覆蓋徑向間隔R。
圖6描述閥組件10的螺線管部分并顯示磁通導(dǎo)體28如何被固定到線圈骨架16上。磁通導(dǎo)體28具有縱向部分88和從縱向部分88沿徑向向下延伸的第一末端壁90。第一末端壁90具有形成于第一對(duì)腿94A和94B之間的第一切口92。如圖7所示，通過將第一切口92放在磁極部件24的周圍上，將第一末端壁90裝配到磁極部件24上。接著將腿94A和94B向內(nèi)彎曲緊緊夾住磁極部件。通過分別形成在腿94A和94B上的一對(duì)凹槽96A和96B幫助彎曲過程。
圖9描述閥組件10的螺線管部分的相對(duì)末端，并進(jìn)一步描述磁通導(dǎo)體28如何固定到線圈骨架16上。磁通導(dǎo)體28具有從縱向部分88沿徑向向下延伸的第二末端壁98。第二末端壁98具有形成在第二對(duì)腿102A和102B之間的第二開口100。如圖10所示，通過將第二切口100放在線圈骨架16的第一末端68的周圍，將第二末端壁98裝配到線圈骨架16的第一末端68上。將填充件104放在線圈骨架16下面、第二對(duì)腿102A，102B之間。接著向內(nèi)彎曲腿102A和102B以僅僅夾住填充件104和線圈骨架16，如圖11所示。通過分別形成在腿102A和102B上的一對(duì)凹槽106A和106B幫助彎曲過程。
當(dāng)如上所述裝配時(shí)，徑向間隔的平均直徑為大約4.2mm(0.164in.)。這產(chǎn)生大約20.6mm2(0.032in.2)的磁通路徑面積，差不多是在磁極部件24和銜鐵的磁通路徑面積的兩倍。得到徑向間隔R的磁通路徑面積相對(duì)于沖程間隔S的比率為1.8∶1。所述比率越大，效率越高，優(yōu)選所述比率為大約1.6∶1或更高。
由于磁通閥由幾個(gè)部件構(gòu)成，這些部分的公差的累積將會(huì)對(duì)閥的流動(dòng)性能產(chǎn)生顯著影響。這種影響使閥的流量具有相當(dāng)大的變化。閥設(shè)計(jì)中采用的部件的數(shù)量和構(gòu)造對(duì)所述影響的大小具有直接的影響。部件的數(shù)量越多，公差累積越大。此外，構(gòu)造的方法越不精確，變化越大，對(duì)液流影響越大。
因此，可以采用實(shí)際上消除部件公差累積以及提供的構(gòu)造方法所產(chǎn)生的內(nèi)在不同的所有影響的方法來裝配閥組件10。通過向閥提供流體源并且在裝配過程中有效地控制流體流動(dòng)，與裝配水平有關(guān)的任何性能特征可被監(jiān)控，并用于確定正在裝配的部件的正確裝配位置。所述方法允許得到精確的流動(dòng)，所述流動(dòng)的準(zhǔn)確性只被用于測(cè)量流動(dòng)的計(jì)量器所限制。
裝配方法在圖12-14中顯示。具有第一和第二密封部件42和44以及彈簧54的柱塞20接著設(shè)置到已經(jīng)裝配到閥體12上的銜鐵22的操作桿82上。當(dāng)柱塞20抽入閥孔32內(nèi)，銜鐵22被迫進(jìn)入“啟動(dòng)”(即線圈勵(lì)磁)位置。當(dāng)安裝柱塞20時(shí)，一調(diào)節(jié)空氣源(未顯示)連接到第二(即，同常打開)端口52上。接著具有第一和第二密封部件42和44以及彈簧54的柱塞20在適當(dāng)?shù)奈恢蒙媳徊迦雴?dòng)位置并且裝配到完全阻止通過第二端口52的氣流的點(diǎn)上。在所述點(diǎn)上，第二密封部件44壓緊第二閥座40到抑制設(shè)定氣流的水平。根據(jù)設(shè)計(jì)的閥結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步插入一定量的柱塞20以迫使部分壓靠第二閥44。這允許彈性密封部件44中可能看到的未來壓縮形變。
接著，將末端蓋18，其含有第一(通常關(guān)閉)閥座38，插入特定的深度，已知所述深度小于其最佳位置范圍，如圖13所示。當(dāng)校準(zhǔn)流量計(jì)(同樣沒有顯示)連接到公共端口56時(shí)，調(diào)節(jié)空氣源(未顯示)連接到第一(通常關(guān)閉)端口50。銜鐵22被迫進(jìn)入其啟動(dòng)位置，以致第一端口50被打開產(chǎn)生通向公共端口56的暢通的流路，因而允許通過流量計(jì)檢測(cè)的氣流通過閥組件10。
當(dāng)檢測(cè)氣流時(shí)，接著將末端蓋18進(jìn)一步插入位置，如圖14所示。一旦得到期望結(jié)構(gòu)的目標(biāo)氣流，通過已知方法，例如采用緊固件、粘合劑、樁砧、彎曲等將末端蓋18永久固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 圖15-17顯示可選擇的裝配方法，其不同于前述方法，其中將銜鐵22位于未啟動(dòng)位置完成裝配。具有第一和第二密封部件42和44和彈簧54的柱塞20直接安裝到已經(jīng)裝到閥體12上的銜鐵22的操作桿82上。當(dāng)柱塞20抽入閥孔32時(shí)，銜鐵22被迫進(jìn)入“啟動(dòng)”(即線圈激勵(lì))位置。在安裝柱塞20時(shí)，調(diào)節(jié)氣源(未顯示)連接到第二(即，通常打開)端口52上。接著具有第一和第二密封部件42和44以及彈簧54的柱塞20在適當(dāng)?shù)奈恢蒙媳徊迦雴?dòng)位置并且裝配到完全阻止通過第二端口52的氣流的點(diǎn)上。在所述點(diǎn)上，第二密封部件44壓緊第二閥座40到抑制設(shè)定氣流的水平。根據(jù)設(shè)計(jì)的閥結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步插入一定量的柱塞20以迫使部分壓靠第二閥44。這允許彈性密封部件44中可能看到的未來壓縮形變。
接著，將末端蓋18，其含有第一(通常關(guān)閉)閥座38，插入特定深度，已知所述深度小于其最佳位置范圍，如圖16所示。當(dāng)校準(zhǔn)流量計(jì)(同樣沒有顯示)連接到公共端口56時(shí)，調(diào)節(jié)氣源(未顯示)連接到第二(通常打開)端口52。不啟動(dòng)線圈26，允許彈簧54迫使銜鐵22進(jìn)入其未啟動(dòng)位置。打開第二端口52，產(chǎn)生通向公共端口56的暢通的流路，因而允許流量計(jì)檢測(cè)的氣流通過閥組件10。
當(dāng)檢測(cè)氣流時(shí)，接著進(jìn)一步將末端蓋18插入位置，如圖17所示。一旦得到期望結(jié)構(gòu)的目標(biāo)氣流，通過已知方法，例如采用緊固件、粘合劑、樁砧、彎曲等將末端蓋18永久固定在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br> 在裝配過程中監(jiān)控閥組件10流動(dòng)性能的能力在生產(chǎn)裝配時(shí)給予額外的使閥組件10調(diào)整到特定性能點(diǎn)的能力，而沒有增加任何部件或操作。這種裝配過程完全防止閥體12、銜鐵22、磁極部件24、具有密封部件42和44的柱塞20以及末端蓋18的長(zhǎng)度變化影響最終組件的流動(dòng)性能。這種方法同樣克服磨損對(duì)用于構(gòu)造各種部件例如注?；驈椥泽w壓模的任何加工設(shè)備的影響。只有精確水平和用于測(cè)量流動(dòng)參數(shù)的裝置的可重復(fù)性限制所述方法的競(jìng)爭(zhēng)性。
利用上述特征，發(fā)現(xiàn)在給定的壓力點(diǎn)，這里描述的閥組件10比相似技術(shù)的閥允許大約兩倍流體流量，只需要大約二分之一輸入能量啟動(dòng)。
公開了包括整體螺線管的閥組件。本發(fā)明的各種部件可以進(jìn)行改變而不偏離其范圍。此外，僅是為了描述而非限制的目的，提供前述對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案以及實(shí)現(xiàn)發(fā)明的最佳實(shí)施方式的描述。
權(quán)利要求
1.一種閥組件，包括延長(zhǎng)的閥體，其限定一整體的閥室，具有閥孔、近端的閥座，以及至少一個(gè)設(shè)置成與孔流體連通的端口；一設(shè)置在所述閥孔內(nèi)并適于選擇性地密封所述閥座的移動(dòng)柱塞；以及一通常圓柱形的限定螺線管孔的線圈骨架，所述螺線管孔設(shè)置成鄰近并與所述閥孔共軸；一可移動(dòng)的、導(dǎo)磁性銜鐵(megnetically permeable armature)設(shè)置在所述螺線管孔內(nèi)，并具有操作桿，所述操作桿延伸到所述閥孔內(nèi)，并與所述柱塞連接；一導(dǎo)磁性磁極部件設(shè)置在鄰近所述銜鐵的所述螺線管孔內(nèi)；一電磁線圈纏繞在線圈骨架外部；一磁通導(dǎo)體部分圍繞所述線圈骨架、所述磁極部件和所述銜鐵。
2.權(quán)利要求1的閥組件，其中所述閥孔為末端開口，進(jìn)一步包括容納在所述孔內(nèi)的末端蓋，其限定與近端閥座相對(duì)的遠(yuǎn)端閥座。
3.權(quán)利要求2的閥組件，進(jìn)一步包括與所述閥孔流體連通的第一、第二和第三端口，其中所述第一和第三端口設(shè)置在所述遠(yuǎn)端閥座的相對(duì)側(cè)面上，所述第二和第三端口設(shè)置在所述近端閥座的相對(duì)側(cè)面上。
4.權(quán)利要求1的閥組件，其中所述磁通導(dǎo)體包括縱向部分；從所述縱向部分徑向延伸并具有設(shè)置在第一對(duì)徑向延伸的腿之間的第一切口的第一末端壁，所述第一切口圍繞所述磁極部件；以及第二末端壁從所述縱向部分徑向延伸，并具有設(shè)置在第二對(duì)徑向延伸的腿之間的第二切口；所述第二切口圍繞所述銜鐵。
5.權(quán)利要求4的閥組件，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二切口內(nèi)的填充件，以致所述第二末端壁有效圍繞所述銜鐵的整個(gè)圓周。
6.權(quán)利要求4的閥組件，其中通過使所述第二對(duì)腿繞所述填充件卷曲，將所述填充件固定到所述第二末端壁上。
7.權(quán)利要求1的閥組件，其中所述線圈的縱向長(zhǎng)度與所述線圈的橫截面積的比率為11∶1至大約15∶1。
8.權(quán)利要求7的閥組件，其中所述線圈的所述縱向長(zhǎng)度與所述線圈的所述橫截面積的所述比率至少為大約13∶1。
9.權(quán)利要求1的閥組件，其中所述線圈的橫截面積與所述銜鐵的橫截面積的比率為大約2∶1至大約3∶1。
10.權(quán)利要求9的閥組件，其中所述線圈的所述橫截面積與所述銜鐵的橫截面積的所述比率為至少大約2.4至1。
12.一種螺線管，包括通常圓柱形的限定一螺線管孔的線圈骨架；設(shè)置在所述螺線管孔內(nèi)并具有由此延伸的操作桿的可移動(dòng)導(dǎo)磁性銜鐵；設(shè)置在鄰近所述銜鐵的所述螺線管孔內(nèi)的導(dǎo)磁性磁極部件；圍繞所述線圈骨架外部纏繞的電磁線圈；以及部分圍繞所述線圈骨架、所述磁極部件和所述銜鐵的磁通導(dǎo)體。
13.權(quán)利要求12的螺線管，其中所述磁通導(dǎo)體包括縱向部分；從所述縱向部分徑向延伸并具有設(shè)置在第一對(duì)徑向延伸的腿之間的第一切口的第一末端壁，所述第一切口圍繞所述磁極部件；以及第二末端壁從所述縱向部分徑向延伸，并具有設(shè)置在第二對(duì)徑向延伸的腿之間的第二切口；所述第二切口圍繞所述銜鐵。
14.權(quán)利要求13的螺線管，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二切口內(nèi)的填充件，以致所述第二末端壁有效圍繞所述銜鐵的整個(gè)圓周。
15.權(quán)利要求14的螺線管，其中通過使所述第二對(duì)腿繞所述填充件卷曲，將所述填充件固定到所述第二末端壁上。
16.權(quán)利要求12的螺線管，其中所述線圈的縱向長(zhǎng)度與所述線圈的橫截面積的比率為11∶1至大約15∶1。
17.權(quán)利要求16的螺線管，其中所述線圈的所述縱向長(zhǎng)度與所述線圈的所述橫截面積的所述比率至少為大約13∶1。
18.權(quán)利要求12的螺線管，其中所述線圈的橫截面積與所述銜鐵的橫截面積的比率為大約2∶1至大約3∶1。
19.權(quán)利要求18的螺線管，其中所述線圈的所述橫截面積與所述銜鐵的橫截面積的所述比率為至少大約2.4至1
20.一種裝配閥的方法，包括提供具有一個(gè)孔的閥室，至少一個(gè)端口與所述孔流體連通；提供至少一個(gè)容納在所述孔內(nèi)的密封部件，其中部件的位置影響通過所述端口的流動(dòng)；空氣流動(dòng)通過所述端口；在檢測(cè)所述流體流動(dòng)時(shí)，將所述密封部件插入所述孔內(nèi)；以及當(dāng)所述流動(dòng)是在預(yù)定的條件下時(shí)，阻止所述密封部件。
21.一種裝配閥的方法，包括提供一閥室，其具有一個(gè)開口端的孔；設(shè)置成與所述孔流體連通的第一、第二和第三端口；設(shè)置在所述第二端口和所述第三端口之間的第一閥座；提供一末端蓋，其適于容納在所述孔內(nèi)，并限定設(shè)置在所述第一端口和所述第三端口之間的第二閥座；提供一設(shè)置在所述孔內(nèi)、并且在鄰近所述第一閥座的第一位置和遠(yuǎn)離所述第一閥座的第二位置之間移動(dòng)的操作桿；提供一適于裝配在所述孔內(nèi)并且連接到所述操作桿上的柱塞，所述柱塞具有適于與所述第一閥座配合的第一密封部件；和適于與所述第二閥座配合的第二密封部件；移動(dòng)操作桿到第一位置；產(chǎn)生通過所述第三端口的第一液體流；當(dāng)檢測(cè)到所述第一液流的流量時(shí)，將所述柱塞插入所述孔內(nèi)，并朝所述第一座移動(dòng)所述柱塞；在所述第一液流終止的位置將所述柱塞停止；以及所述柱塞被固定到所述操作桿上。
22.權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括在第一液流終止的位置所述柱塞停止后，繼續(xù)朝所述座移動(dòng)所述柱塞，直到所述第一密封部件被壓縮到選定的程度。
23.權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生通過所述第一端口的第二液流；將所述末端蓋插入所述孔內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)所述第二液流的流量時(shí)，朝所述第一座移動(dòng)所述末端蓋；在所述第二液流等于預(yù)定值的位置將所述末端蓋停止；將所述末端蓋固定到所述閥室上。
24.權(quán)利要求21的方法，進(jìn)一步包括移動(dòng)所述柱塞靠著所述第二閥座；產(chǎn)生通過所述第二端口的第三流體流動(dòng)；將所述末端蓋插入所述孔內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)所述第三流動(dòng)的流量時(shí)，朝所述第一座移動(dòng)所述末端蓋；在所述第三流動(dòng)等于預(yù)定值的位置所述末端蓋停止；并且將所述末端蓋固定到所述閥室上。
全文摘要
一種閥組件包括室，所述室具有閥孔、閥座，以及至少一個(gè)與孔流體連通的端口?？梢苿?dòng)的柱塞位于閥孔內(nèi)并選擇性地密封所述閥座。與室整體成形的線圈骨架具有鄰近并與所述閥孔共軸的螺線管孔。移動(dòng)的位于螺線管孔內(nèi)并具有與柱塞鏈接的操作桿。磁極部件位于鄰近銜鐵的螺線管孔。電磁線圈纏繞線圈骨架。磁通導(dǎo)體部分圍繞線圈骨架、磁極部件和銜鐵。一種裝配方法包括空氣流動(dòng)通過所述端口，在檢測(cè)流體流動(dòng)時(shí)將柱塞或另一密封部件插入孔內(nèi)；以及當(dāng)流動(dòng)在預(yù)定的條件下時(shí)阻止柱塞或密封部件。
文檔編號(hào)F16K11/044GK101095000SQ200580032349
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者道格拉斯·A·柯蒂斯, 唐納德·E·哈格雷夫斯, 內(nèi)森·H·戴維斯 申請(qǐng)人:哈格雷夫斯技術(shù)公司, 道格拉斯·A·柯蒂斯, 內(nèi)森·H·戴維斯