[发明专利]k型盘式比例电磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及一种盘式结构的比例电磁铁。

背景技术

比例电磁铁作为一种比例控制的电—机械转换器件，其功能是将电流信号转换为相应的力/位移信号。而通常的螺管式比例电磁铁的输出力和行程受限于结构，难以应用在一些对负载输出力要求较高或工作行程较长的场合。发明专利CN200910097989公开了一种双锥形盘式比例电磁铁，采用双锥形盘式衔铁的结构，有效地结合了传统螺管式比例电磁铁和盘式电磁铁的优点，提高了输出力；但是仍然存在着比例特性较差、输出力提高有限的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有比例特性好、输出力大和行程长的k型盘式比例电磁铁。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种k型盘式比例电磁铁，包括中空的导磁外壳体、内设空腔的导磁铁芯柱、控制线圈、衔铁和推杆；导磁铁芯柱套装在导磁外壳体的内腔中，在导磁铁芯柱与导磁外壳体所形成的环形空间内设置控制线圈；衔铁的纵剖面呈“k”形，衔铁包括底部和与底部固定相连的环形侧壁，在环形侧壁的外表面设置与底部相齐平的外圈，在环形侧壁的端部设置V形槽；包含V形槽的环形侧壁位于导磁铁芯柱与导磁外壳体所形成的环形空间内；环形侧壁的外表面与导磁外壳体之间的间隙形成径向工作气隙Ⅰ，环形侧壁的内表面与导磁铁芯柱之间的间隙形成径向工作气隙Ⅱ，衔铁的外圈与导磁外壳体之间的间隙形成轴向工作气隙Ⅲ，衔铁的底部与导磁铁芯柱之间的间隙形成轴向工作气隙Ⅳ；推杆贯穿导磁铁芯柱和衔铁的底部，推杆与衔铁固定相连，推杆与导磁铁芯柱滑动相连；在导磁铁芯柱与导磁外壳体所形成的环形空间内还设置永磁体，永磁体位于环形侧壁和控制线圈之间。

作为k型盘式比例电磁铁的改进：在底部与导磁铁芯柱之间的间隙内设置非导磁材料制成的限位片，限位片套装在推杆上。

作为k型盘式比例电磁铁的进一步改进：V形槽的两条斜边与轴向所成的夹角分别为夹角α和夹角β，夹角α为45～60°，夹角β为25～40°。

作为k型盘式比例电磁铁的进一步改进：滑动支撑部件与导磁铁芯柱固定相连，推杆在滑动支撑部件中滑动。

作为k型盘式比例电磁铁的进一步改进：在导磁外壳体上设有与导磁外壳体的内腔相连通的导线孔。

作为k型盘式比例电磁铁的进一步改进：导磁铁芯柱、导磁外壳体和衔铁均为导磁体，推杆由非导磁材料制成。

作为k型盘式比例电磁铁的进一步改进：永磁体为环状永磁体，其磁化方向为径向辐射向。

作为k型盘式比例电磁铁的进一步改进：夹角α为49°，夹角β为31°。

在本发明中，永磁体为环状永磁体，其由一块或多块永磁材料组成，其磁化方向为径向辐射向。

本发明的k型盘式比例电磁铁与背景技术相比，具有以下有益效果：

1、采用k型盘式衔铁结构的比例电磁铁，有效地结合了传统螺管式比例电磁铁和盘式电磁铁的优点，提高了输出力和工作行程，并具有良好的比例特性；

2、k型盘式结构的衔铁，与导磁铁芯柱和导磁外壳体之间共形成四个工作气隙，因此电磁铁的输出力特性易于调整，从而具有较好的水平特性。

3、当控制线圈不通电时(如图4所示)，永磁体建立的极化磁通不经过工作气隙，因此避免了通常永磁体结构所固有的自锁力。

4、当控制线圈通电后(如图5所示)，永磁体产生的极化磁通与控制线圈产生的控制磁通相叠加，增强了工作气隙的磁通。因此，永磁体和控制线圈的混合激磁方式能增大电磁力，加大工作行程。

5、结构工艺简单，价格便宜。

本发明的k型盘式比例电磁铁的静态特性曲线如图6所示，能够满足比例特性的输出要求。将本发明的k型盘式比例电磁铁与发明专利CN200910097989的双锥形盘式比例电磁铁的结构和性能进行综合指标对比，从而表明本发明的k型盘式比例电磁铁不仅具有良好的水平特性，而且输出力和工作行程均较大。具体对比数据如表1所示：

表1

由表1可知：本发明的有效行程比双锥型盘式比例电磁铁提高了25％，额定电磁输出力比提高了9.4％，这足以说明本发明性能的优越性。综上所述，本发明的k型盘式比例电磁铁，可广泛应用于内燃机、小型或微型阀配油式单柱塞泵和比例阀。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的k型盘式比例电磁铁的结构示意图；

图2是图1中的永磁体4的结构示意图；