[发明专利]具有磁堆的阀

说明书

技术领域

本发明涉及一个用于控制流体通路的、具有改善的动态性的阀和一种借助阀针或滑阀来控制流体通路的方法，其中，在无电流状态下该流体通路可打开或关闭。

背景技术

具有磁回路的阀作为电磁的驱动器在不同的方案中已知并且例如在它们的开关时间、它们的阀行程、它们的磁回路的功能方面彼此不同，如具有比例开关磁铁或2点开关磁铁的阀，或者在它们的磁回路的结构方面彼此不同，如具有插入式衔铁或扁平衔铁的磁回路。

磁回路通常抵抗复位弹簧地工作。阀的总动态性在这种情况下由磁回路的磁铁确定，而吸动时间和复原时间由弹簧确定。对吸动时间和复原时间决定性的是磁回路中磁场建立的速度、需要克服的复位弹簧力(复位弹簧力越大，吸动时间越慢，而磁铁的复原时间越快)、阀行程以及阀的其它机械参量，如总的待被移动的质量和其它的力。所达到的力水平对于磁铁的吸动时间也很重要。

具有电磁驱动器的阀的动态性在技术上肯定是有界限的。例如大的阀行程总是导致较长的开关时间，因为阀针需要更多的时间用于吸动和复原并且可达到的磁力在大行程时基于磁的剩余空气隙而相应地很小。大的阀行程也间接地影响磁场建立的速度和磁力。这尤其适于扁平衔铁磁铁，扁平衔铁磁铁能产生较大的力及因此在动态性方面尤其适合。

虽然已提出将阀中的电磁驱动器用压电驱动器代替，以便进一步改善动态性，但是该方案由于压电驱动器的显著更高的成本而仅在某种条件下是经济的。

发明内容

相比之下，按照本发明的用于控制流体通道的阀具有优点，即尽管在阀中使用成本有利的电磁驱动器，仍明显改善了阀的动态性。按本发明的阀尤其是即使在大的行程下也能快速地开关。这按本发明这样实现，即阀具有阀针或阀芯，该阀针或阀芯由来自至少两个不同的电磁驱动器的衔铁元件操作。两个电磁驱动器和两个衔铁元件串联布置并能共同用一个复位元件来复位。串联布置的基本构思是，通过一个电磁驱动器施加的用于阀的操作力通过至少一个另外的串联布置的电磁驱动器被增强。通过将一个大的电磁驱动器分为至少两个小的电磁驱动器，在磁力建立方面能达到更高的动态性。通过电磁驱动器的简单串联能够成本有利地对很大的行程产生足够高的操作力，该操作力以高动态性使阀针运动并调节用于控制流体通道的阀。阀针的速度可通过串联布置的电磁驱动器数量来调节，使得动态性能个别地适配相应的使用目的。以此方式对高动态地工作的具有电磁驱动器的阀提供成本有利的方案。

从属权利要求描述本发明有利的改进方案。

在本发明的一个改进方案中，第一和第二衔铁元件松散地彼此接触，使得衔铁元件可彼此分开。由此由衔铁元件和阀针组成的总的运动质量被最优化，因为仅需移动这样的衔铁元件，该衔铁元件所述的电磁驱动器也施加运动力到该衔铁元件上。因此，阀中的例如预先确定数量的电磁驱动器可串联布置，但阀的动态性通过各个电磁驱动器的有目的的控制来调节。

第二衔铁元件可优选通过第一衔铁元件操作。由此尤其是部件数能保持得很小。

电磁驱动器优选能布置成叠堆。

如果衔铁元件松散地彼此叠置，则能使本发明的阀更轻，因为故障电磁驱动器能简单地从叠堆除去并用功能正常的新的电磁驱动器替代。

进一步优选地，电磁驱动器的衔铁元件结构相同，从而按本发明的阀通过结构相同的元件的层能更廉价地制造。

电磁驱动器可布置在一个共同的壳体中，例如一个管中，使得电磁驱动器与该壳体作为组件提供并且按本发明的阀不仅在制造时而且在随后能任意适配使用者的不同应用和需求。因此按本发明的阀能在大量技术的制造中相同尺寸地并且在家庭劳动中通过最终消费者无需费事和无需专门技术知识地组装。

在本发明一个替代或附加的改进方案中电磁驱动器可彼此间隔开，从而当在前的、移动中的衔铁元件达到其最大行程时，每个衔铁元件可执行一个附加的行程。通过各个电磁驱动器的间距，在按本发明的阀中可这样对每个电磁驱动器配置一个用于阀针的子行程，使得与子行程相应的电磁驱动器的衔铁元件执行了其满行程时，阀针执行一个子行程。因此高动态的开关磁体与慢的比例磁体的优点能统一起来，这是一个技术突破，因为高动态性结合可变行程到目前为止仅保留有具有压电驱动器的阀。此外，本发明的该改进方案是简单的方案，因为阀的子行程连同电磁驱动器的按本发明的结构能用简单的磁回路和线圈串联来实现，而无需各个磁回路在纵向上的划分。电磁驱动器的间距优选借助电磁驱动器之间的调节环来调节。