專利名稱：具有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件的液流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件的液流開關(guān)閥。 更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件的膜型液流開關(guān) 閥，其中所述膜具有液流孔，從而液體自身的壓力將保持閥關(guān)閉。
背景技術(shù)：
專利申請EP1，416，207中說明了此種類型的閥。更具體地說，專利申請 EP 1,416,207中所說明的帶有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件的液流開關(guān)閥包括輔助通 道和輔助閘板(shutter),所述輔助閘板通過電磁控制組件來啟動，以選擇性 地切斷沿著輔助通道的流動。電磁控制組件依次包括磁軛、線圈、線圈內(nèi)的 鐵心、電樞和永磁體，所述電樞能夠在接觸鐵心的第一穩(wěn)態(tài)位置和與鐵心相 距給定距離的第二穩(wěn)態(tài)位置之間移動，所述永磁體用于產(chǎn)生沿著磁軛、鐵心 和電樞的電磁通量。線圈提供極性相反的脈沖。第一極性脈沖將電樞移動到第一穩(wěn)態(tài)位置， 在該位置，電樞通過由直接位于鐵心上方的永磁體產(chǎn)生的電磁通量來保持。 與第一極性脈沖相反的第二極性脈沖將電樞移動到第二穩(wěn)態(tài)位置，在該位 置，電樞通過位于鐵心和電樞之間的壓縮彈簧來保持。必須精確調(diào)整所述彈 簧施加的力，以使得通過永磁體產(chǎn)生的磁通量的力來保持電樞與鐵心接觸， 與此同時，當(dāng)電樞處于第二穩(wěn)態(tài)位置時，所述彈簧施加的力必須能夠克服永 磁體產(chǎn)生的磁通量的力。要知道，所述類型閥的電樞的移動距離是以O(shè).l毫 米來測量的，因此選擇合適的彈簧顯然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。此外，即使沒有 向線圈提供脈沖，絲毫的機(jī)械沖擊都可能將電樞從第一穩(wěn)態(tài)位置移動到第二 穩(wěn)態(tài)位置，反之亦然。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種具有雙穩(wěn)態(tài)電磁控 制組件的液流開關(guān)閥。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件的液流開關(guān)閥，其特 征在于，第一穩(wěn)態(tài)位置和第二穩(wěn)態(tài)位置僅通過由永磁體產(chǎn)生并以電樞的位置 為函數(shù)而選擇性地通過磁軛、鐵心和電樞傳導(dǎo)的磁通量來保持。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，磁軛包括第一部分和第二部分，所述第一 部分圍繞線圈安裝，并在使用中界定了第一和第二磁極，所述第二部分通過 所述永磁體而與第一部分分離，并界定了第三磁極。


以下將參考附圖通過實(shí)施例的方式來說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在附 圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的設(shè)置在第二穩(wěn)態(tài)位置的閥的放大縱向 剖視圖，其中為了清晰起見刪去了一些部件；圖2是圖1所示閥在第一穩(wěn)態(tài)位置的縱向剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的設(shè)置在第二穩(wěn)態(tài)位置的閥的放大縱向 剖視圖，其中為了清晰起見刪去了一些部件；圖4是圖1的詳細(xì)放大縱向剖面圖，其中為了清晰起見刪去了一些部件。
具體實(shí)施方式
參見圖1和圖2，數(shù)字1表示整個帶有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件2的液流開 關(guān)閥，從而無需向電磁控制組件2供電便可使閥1保持開啟(第一穩(wěn)態(tài)位置， 圖2)或關(guān)閉(第二穩(wěn)態(tài)位置，圖l)。闊1沿著軸線A延伸，并包括閥體3、安裝到閥體3上的封蓋4、可沿 著軸線A移動的閘板5、以及固定在閥體3和閘板5上的膜6。閘板5與容 納電磁控制組件2的杯形體7形成為一體，因此所述杯形體7與閘板5 —起 沿著軸線A移動。閥體3包括側(cè)壁8、底壁9 (此處所使用的術(shù)語"側(cè)"和"底"僅表示 閥在附圖中所顯示的方式，應(yīng)該理解的是，閥1可以以任何方式進(jìn)行定位)、 和從底壁9伸出的管10。開口11形成于底壁9上，并界定了液體入口通道 12，而管10界定了出口通道13。封蓋4將側(cè)壁8封閉，從而在閥體3內(nèi)部 界定了間隙14，無論閥1的操作位置如何，該間隙14總是與入口通道12 連通。壓縮彈簧15位于封蓋4與電磁控制組件2之間，并將電磁控制組件2、 杯形體7及閘板5、和膜6推至管10的端部，以防止液體從入口通道12流 至出口通道13 (圖1)。膜6呈環(huán)狀，并包括外密封件16和內(nèi)密封件17，所 述外密封件16固定在閥體3上，并位于側(cè)壁8和底壁9之間，所述內(nèi)密封 件17固定在閘板5上，在所示的實(shí)施例中，該內(nèi)密封件17容納在形成于閘 板5和杯形體7之間的腔室18內(nèi)，所述外密封件16和內(nèi)密封件17實(shí)際上 形成為一件。膜6還具有三個孔19，所述孔19圍繞軸線A均勻分布，所述 孔19的一端位于相應(yīng)開口 11處，另一端通過形成于膜6上的環(huán)狀通道而相 互連接。所述環(huán)狀通道連接到形成于杯形體7上的通道20，接著連接到間隙 14，從而無論閥1的操作位置如何，閥體3上的間隙14都與入口通道12連 通。閘板5包括圓柱體21和中心管22，所述圓柱體21沿著軸線A在管10 內(nèi)滑動，所述中心管22界定了通道23，該通道23能夠選擇性地開啟，以將 出口通道13與間隙14連接，從而使出口通道13與入口通道12連接。換言 之，孔19、通道20、間隙14、和通道23界定了連接入口通道12和出口通 道13的輔助通道，該輔助通道能夠通過受電磁控制組件2控制的輔助閘板24選擇性地切斷。參見圖4，輔助閘板24與電樞25形成為一體，所述電樞25可沿著軸線 A移動，并形成電磁控制組件2的一部分，且包括以軸線A為中心、具有兩 個外環(huán)狀凸緣27和28的圓柱體26。圓柱體26由絕緣材料制成，并與密封 件29和樹脂30—起安裝在杯形體7上，以將容納有線圈32的艙室31、磁 軛33和永磁體34與液體相隔離。電磁控制組件2還包括鐵心35，該鐵心 35固定在圓柱體26內(nèi)并具有表面36，該表面36在沿著軸線A的方向上位 于凸緣27和凸緣28之間。鐵心35和電樞25同軸并且容納在圓柱體26內(nèi)。 線圈32圍繞著圓柱體26，并容納在凸緣27和28與圓柱壁37之間，所述圓 柱壁37形成磁軛33的一部分。除了圓柱壁37，磁軛33還包括環(huán)38、環(huán)39 和環(huán)40，所述環(huán)38位于凸緣27的與線圈32相對的一側(cè)上、并與圓柱壁37 的一個端部接觸，所述環(huán)39與凸緣28和圓柱壁37的相對端部接觸，所述 環(huán)40圍繞著圓柱體26，并通過永磁體34與環(huán)39相隔離。環(huán)38、 39、 40 為由鐵磁材料制成的打孔盤，它們各自的內(nèi)圓柱面41、 42、 43界定了各自 的磁極P1、 P2、 P3。磁極P1與鐵心35直接接觸，而磁極P2、 P3與圓柱體 26的外表面接觸。磁極P1、 P2、 P3在從鐵心35到電樞25的方向沿軸線A 連續(xù)排列。更具體地說，所述第一磁極P1面對鐵心35，第二磁極P2面對 電樞25，第三磁極P3面對的是管22，而不是鐵心35也不是電樞25。磁極 P2與磁極P3之間的距離顯著小于磁極Pl與磁極P2之間的距離。將第二磁極P2沿軸線A的確切位置完全地選擇為電樞25沿軸線A長 度的函數(shù)，從而當(dāng)電樞25位于第一穩(wěn)態(tài)位置時(圖2)，通過第二磁極P2 的磁通量相對于永磁體34產(chǎn)生的通過第一磁極Pl和第三磁極P3的磁通量 而言可以忽略；同時，當(dāng)電樞25位于第二穩(wěn)態(tài)位置時(圖1)，通過第一磁 極Pl的磁通量相對于永磁體34產(chǎn)生的通過第二磁極P2和第三磁極P3的磁 通量而言可以忽略。永磁體34也可為環(huán)狀(打孔盤)，基本上與環(huán)38、 39、 40的厚度相同， 但是其內(nèi)徑顯著大于環(huán)38、 39、 40的內(nèi)徑，其外徑與環(huán)39的外徑大致相等。圖1中的閥1顯示為處于第二穩(wěn)態(tài)位置，在該位置，入口通道12和出 口通道13之間的流動被閘板5切斷；沿輔助通道(由間隙14、膜上的孔19、 通道20和通道23界定)的流動也被輔助閘板24切斷，所述輔助閘板24被 由永磁體34產(chǎn)生的通過磁極P2和磁極P3且作用在電樞25上的磁通量按壓 到管22上。利用與間隙14和入口通道12連接的孔19，使得入口通道12 中的液體壓力與間隙14中的液體壓力相等，同時，利用膜6的不同側(cè)的表 面之間的差異，使得閘板5保持在第二穩(wěn)態(tài)位置。當(dāng)脈沖傳遞至線圈32以產(chǎn)生與永磁體34所產(chǎn)生的磁通量相協(xié)調(diào)的磁通 量時，通過磁極Pl和P3的總磁通量和通過磁極P2的磁通量變成可忽略。 從而，電樞25與鐵心35結(jié)合，輔助閘板24與管22分離并將間隙14和出 口通道13相連接，從而間隙14內(nèi)的壓力比入口通道12內(nèi)的壓力先下降， 作用在膜6上的液體克服彈簧15的力，并將閘板5的杯形體7和電磁控制 組件2抬起。當(dāng)傳遞至線圈32的脈沖結(jié)束時(這本質(zhì)上是瞬時的)，通過由永磁體34 產(chǎn)生的磁通量使電樞25保持與鐵心35接觸，該磁通量主要通過磁極Pl和 P3而封閉，然而通過磁極P2的磁通量則可以忽略。從而閥l僅通過永磁體 34的作用而保持在第一穩(wěn)態(tài)位置。此時，向線圈32傳遞脈沖，以產(chǎn)生與由永磁體34產(chǎn)生的磁通量不協(xié)調(diào) 的磁通量，該脈沖產(chǎn)生了通過磁極P1和P2的磁通量，以將電樞25與鐵心 35分離，同時永磁體34產(chǎn)生磁極P2和P3之間的磁通量，以將電樞25和 輔助閘板24按壓到管22上。在脈沖結(jié)束時，主要磁通量是作用在磁極P2 和P3之間的磁通量，從而輔助閘板24閉合，從而將閥1關(guān)閉并保持在第二 穩(wěn)態(tài)位置。在圖3的實(shí)施方式中，除了與第一實(shí)施方式實(shí)質(zhì)上不同的附圖標(biāo)記之外， 與上述第一實(shí)施方式的說明中相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的組件。圖3中的閥1與圖1中的閥的實(shí)質(zhì)區(qū)別在于電磁控制組件2的一些部件。更具體地 說，永磁體34被沿軸線A相連接的兩個環(huán)狀永磁體44和45替代。磁極P3 由L形截面的環(huán)46界定，所述環(huán)46基本上包括與軸線A垂直的部分47和 與軸線A同軸的部分48，并具有表面49，該表面49圍繞軸線A延伸，并 界定了第三磁極P3。由兩個永磁體44和45產(chǎn)生的磁通量大于由一個磁體 34產(chǎn)生的磁通量。
權(quán)利要求
1.一種具有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件(2)的液流開關(guān)閥，所述閥包括輔助通道(14，19，20，23)和輔助閘板(24)，所述輔助閘板(24)由所述電磁控制組件(2)啟動，以選擇性地切斷沿著所述輔助通道(14，19，20，23)的流動；所述電磁控制組件(2)依次包括磁軛(33)、與所述磁軛(33)協(xié)作的線圈(32)、位于所述線圈(32)內(nèi)的鐵心(35)、與所述磁軛(33)協(xié)作的永磁體(34；44，45)、以及電樞(25)；所述電樞(25)能夠沿著軸線(A)在接觸所述鐵心(35)的第一穩(wěn)態(tài)位置和所述電樞(25)與所述鐵心(35)相距給定距離的第二穩(wěn)態(tài)位置之間移動；所述閥的特征在于，所述第一穩(wěn)態(tài)位置和第二穩(wěn)態(tài)位置僅通過由永磁體(34；44，45)產(chǎn)生并以電樞(25)的位置為函數(shù)而選擇性地通過磁軛(33)、鐵心(35)和電樞(25)傳導(dǎo)的磁通量來保持。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的閥，其特征在于，所述永磁體(34; 44， 45)、 所述鐵心(35)、所述電樞(25)、和所述磁軛(33)被設(shè)計(jì)為，當(dāng)所述電樞(25)位于所述第一穩(wěn)態(tài)位置時，所述磁通量沿著第一路徑引導(dǎo)，所述磁通 量的第一路徑將所述電樞(25)保持在所述第一穩(wěn)態(tài)位置，當(dāng)所述電樞(25) 位于所述第二穩(wěn)態(tài)位置時，所述磁通量沿著第二路徑引導(dǎo)，所述磁通量的第 二路徑將所述電樞(25)保持在所述第二穩(wěn)態(tài)位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥，其特征在于，該閥沒有用于確定所述 第一穩(wěn)態(tài)位置或第二穩(wěn)態(tài)位置的彈簧。
4. 根據(jù)以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥，其特征在于，所述永磁體(34; 44， 45)基本上與所述輔助閘板(24)沿軸線(A)齊平，所述輔助閘板(24) 位于所述電樞(25)的自由端部。
5. 根據(jù)以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥，其特征在于，所述鐵心(35) 沿所述軸線(A)的長度大于所述電樞(25)沿所述軸線(A)的長度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥，其特征在于，所述鐵心(35)的長度基本 上為所述電樞(25)沿所述軸線(A)的長度的1.5倍。
7. 根據(jù)以上任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥，其特征在于，所述磁軛(33) 包括第一部分(37， 38， 39)和第二部分(40， 46)，所述第一部分(37， 38， 39)圍繞所述線圈(32)安裝，且在使用中界定了第一和第二磁極(Pl， P2)，所述第二部分(40， 46)通過所述永磁體(34; 44， 45)與所述第一 部分相分離，并界定了第三磁極(P3)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥，其特征在于，所述第一、第二和第三磁極 (Pl， P2， P3)沿所述軸線(A)從所述鐵心(35)朝所述電樞(25)連續(xù)排列。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥，其特征在于，所述第一磁極(Pl)面對 所述鐵心(35)，所述第二磁極(P2)面對所述電樞(25)，所述第三磁極(P3) 既不面對所述鐵心(35)也不面對所述電樞(25)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述第二 磁極(P2)與第三磁極(P3)之間的距離顯著小于所述第一磁極(Pl)與第 二磁極(P2)之間的距離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任意一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，所述第一 和第二磁極(Pl， P2)沿所述軸線(A)的位置選擇為所述電樞(25)沿所述軸線(A)長度的函數(shù)，從而當(dāng)所述電樞(25)位于所述第一穩(wěn)態(tài)位置時， 通過所述第二磁極(P2)的磁通量相對于通過所述第一和第三磁極(Pl， P3) 的磁通量而言可忽略；當(dāng)所述電樞(25)位于所述第二穩(wěn)態(tài)位置時，通過所 述第一磁極(Pl)的磁通量相對于通過所述第二和第三磁極(P2， P3)的磁 通量而言可忽略。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11中任意一項(xiàng)所述的闊，其特征在于，所述第一、 第二和第三磁極(Pl， P2， P3)分別由第一、第二和第三環(huán)(38,39,40; 38, 39,46)的內(nèi)表面(41， 42， 43; 41， 42， 49)來界定。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的閥，其特征在于，所述第三環(huán)(40; 46)的 外徑小于所述第一和第二環(huán)(38， 39)的外徑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的閥，其特征在于，所述永磁體(34) 由夾在所述第二和第三環(huán)(39， 40)之間的磁環(huán)來界定。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的閥，其特征在于，所述永磁體(44， 45)包括兩個夾在所述第二和第三環(huán)(39， 46)之間的磁環(huán)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的閥，其特征在于，所述磁環(huán)的外徑等 于所述第一和第二環(huán)(38， 39)的外徑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的閥，其特征在于，所述磁環(huán)的內(nèi)徑顯 著小于所述第一、第二和第三環(huán)(38， 39， 40; 38, 39， 46)的內(nèi)徑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的閥，其特征在于，所述第三環(huán)(46)的橫截 面為"L"形。
全文摘要
一種具有雙穩(wěn)態(tài)電磁控制組件(2)的液流開關(guān)閥，所述閥包括輔助通道(14，19，20，23)和輔助閘板(24)，所述輔助閘板由所述電磁控制組件啟動，所述電磁控制組件利用磁軛(33)、線圈(32)、線圈內(nèi)的鐵芯(35)、永磁體(34；44，45)和電樞(25)之間的相互作用，能夠移動所述電樞和輔助閘板，以選擇性地切斷沿著所述輔助通道的流動，并僅通過由永磁體產(chǎn)生并選擇性地通過磁軛、鐵芯和電樞傳導(dǎo)的磁通量來保持所述第一穩(wěn)態(tài)位置和第二穩(wěn)態(tài)位置；所述電樞能夠沿著軸線(A)在接觸所述鐵芯(35)的第一穩(wěn)態(tài)位置和所述電樞(25)與所述鐵芯(35)相距給定距離的第二穩(wěn)態(tài)位置之間移動。
文檔編號F16K31/08GK101258352SQ200680032335
公開日2008年9月3日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者佐丹奴·貝盧斯科尼 申請人:意大利R.P.E.有限公司