[发明专利]一种低功耗耐高压比例电磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体控制系统中比例阀用的电-机械转换机构，尤其涉及 一种低功耗耐高压比例电磁铁。

背景技术

比例电磁铁作为一种电液比例控制元件的电—机械转换器件，其功能是 将比例控制放大器输给的电流信号转换成力或位移。专利DE3309904公开了 一种典型盆型极靴结构的比例电磁铁，结构简单，技术成熟，在电液比例阀 上应用广泛。专利UA75780和SU1207318分别公开了一种特殊衔铁端面形状 的比例电磁铁，改善了电磁力水平特性。专利CN1414251公开了一种采用阶 梯型衔铁和极靴结构的比例电磁铁，衔铁被一个非导磁的金属管所包围，无 隔磁环部分，结构简单。专利RU2121726公开了一种带梯形环槽衔铁端面的 比例电磁铁，与衔铁端面对应的极靴极面存在环型凸缘，并采用由隔磁环焊 接而成的导向套结构，增大了比例段工作行程。

但是以上公开的比例电磁铁存在输出力/电流比较小的缺点，驱动大负载 时功耗较大，以致线圈温升高，不利于长时间稳定工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能降低系统能耗、减小系统发热量、 从而提高系统性能的低功耗耐高压比例电磁铁。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低功耗耐高压比例电磁铁，包 括中空的导向套，导向套位于壳体内，在导向套和壳体之间设置控制线圈； 在导向套的内腔中设有与导向套滑动相连的衔铁，导向套由均采用导磁材料 制成的前段和后段以及采用非导磁材料制成的中段组成，前段、中段和后段 依次相连；左端盖与前段密封相连，左端盖的端面位于前段的内腔中；右端 盖与后段密封相连；衔铁由大圆柱和位于大圆柱端面的小圆柱所形成；推杆 的右端与位于后段内腔中的右轴承滑动相连，推杆的左端穿过贯穿小圆柱和 大圆柱的通道后与位于左端盖的端盖孔内的左轴承滑动相连，推杆与衔铁固 定相连；部分的小圆柱位于左端盖的端盖孔内；前段的内腔表面与大圆柱外 表面之间的间隙形成径向工作气隙I，端盖孔的孔壁与小圆柱外表面之间的 间隙形成径向工作气隙II，小圆柱和大圆柱的交界面与端面之间的间隙形成 轴向工作气隙。

作为本发明的低功耗耐高压比例电磁铁的改进：控制线圈为同心螺线管 式控制线圈。

作为本发明的低功耗耐高压比例电磁铁的进一步改进：大圆柱内设有对 称布置的轴向通孔。

作为本发明的低功耗耐高压比例电磁铁的进一步改进：前段和中段的结 合处成锥形夹角，中段和后段的结合处也成锥形夹角。

作为本发明的低功耗耐高压比例电磁铁的进一步改进：前段和中段结合 处的锥形夹角为55°～65°。

在本发明的低功耗耐高压比例电磁铁中，导向套、左端盖和衔铁组成了 一个动铁式结构，导向套的前段内腔、左端盖的端面以及左端盖的端盖孔壁 组成了一个阶梯环形极靴部件；衔铁呈阶梯圆柱形，其由小圆柱和大圆柱一 体式组合而成；因此上述阶梯环形极靴和衔铁构成一个轴向工作气隙和两个 径向工作气隙(即径向工作气隙I和径向工作气隙II)。

本发明的低功耗耐高压比例电磁铁与背景技术相比，具有以下有益效果 是：

1、采用阶梯环形极靴和衔铁结构，形成了特殊形式的磁路，提高了输出 力/电流比，能耗低，具有良好的静、动态特性；

2、线圈温升较低，从而降低线圈散热要求，提高了工作稳定性；

3、能简化前置放大器功率电路的设计；

4、结构简单，耐高压，线性良好，滞环小；

5、由前后两段导磁材料和中间一段非导磁材料焊接制成的导向套，具有 足够的耐压强度。

因此，本发明的低功耗耐高压比例电磁铁可广泛应用于比例阀的先导控 制级或比例压力阀，具有工程实用价值。

为了证明本发明的优越性，发明人以本发明的低功耗耐高压比例电磁铁 和现有市场产品的比例电磁铁当作实验对象，并将上述2个比例电磁铁分别 应用于国内华液公司生产的比例溢流阀的先导控制级上，从而进行功耗及温 升特性测试的对比实验。具体如下：

根据比例溢流阀测试国家标准GB8105-87建立试验台，相同条件下分别 测试上述两个比例溢流阀的功耗—压力特性和温升—时间特性，即某一流量 下，测量达到溢流压力所需比例电磁铁的功耗以及在额定溢流压力下比例电 磁铁壳体表面温升随时间的变化曲线。