[发明专利]提升电枢致动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁提升电枢致动器，特别地用于阀，该电磁提升电枢致动器包括：电枢杆，该电枢杆能够沿其纵向轴线的方向移动；以及磁轭，该磁轭包括第一轭腿和与电枢杆同轴的第二轭腿，第一励磁线圈包围第一轭腿，第二励磁线圈包围第二轭腿和电枢杆二者。

背景技术

提升电枢致动器在阀和继电器中是非常常见的，并且特别适合于小型化设计。

类专利EP 2189992A1示出这种用于阀的提升电枢致动器，利用该提升电枢致动器能够以小的结构尺寸实现高磁力，并且该提升电枢致动器的部件可以在多种变型中相互自由地组合。因此，可以在无需制造特定部件的情况下适用于给定的安装空间。相同的标准化部件仅仅以不同的方式相互组合。

发明内容

本发明的目的是提供一种紧凑的提升电枢致动器，其中，可以以小的费用确定可运动电枢杆的位置。

根据本发明，通过最初提到的类型的电磁提升电枢致动器来实现该目的，其中，励磁线圈中的一个是工作和测量线圈，该工作和测量线圈可以被选择性地用于增强磁力或用于确定可运动电枢杆的位置。

本发明基于以下认知，用于将电枢杆从其第一轴向端部位置(静止位置)运动到其相对的第二轴向端部位置(致动位置)所需的(吸引)力大于用于将电枢杆固定在第二轴向端部位置所需的(保持)力。结果是，在电枢杆的端部位置中，励磁线圈中的一个能够被用作用于确定可运动电枢杆的位置的测量线圈，这是由于可能需要的保持力可以由另一个励磁线圈施加。当两个励磁线圈进一步布置在公共的铁磁路中时，可以通过测量线圈信号以特别高的精度确定电枢杆的位置。

优选地，两个轭腿排列成相互平行并彼此间隔开。考虑到特别是沿轴向方向通常非常有限的安装空间，这允许具有小的轴向高度的极其紧凑的致动器构造。

在提升电枢致动器的一个实施方式中，磁轭包括至少一个横向腹板，横向腹板被第一轭腿以及被第二轭腿接合。存在这样的简单可能性，在保持轴向紧凑构造的同时在横向腹板的区域中闭合由磁轭限定的磁路或铁磁路，由此增强致动器的可获得的磁力。

特别优选地，磁轭包括：彼此间隔开的两个平行的横向腹板；第一轭腿，该第一轭腿连接两个横向腹板并与横向腹板垂直地延伸；以及第二轭腿，该第二轭腿与第一轭腿间隔开并同样与横向腹板垂直地延伸，电枢杆被引导以便能够轴向地运动以穿过横向腹板伸出，并且电枢杆与第二轭腿一起限定气隙。该构造使得能够以低费用生产能够提供高磁力的极其紧凑的提升电枢致动器。

具体地，第一励磁线圈可以是工作和测量线圈，第二励磁线圈可以是工作线圈。因此，包围可运动电枢杆的励磁线圈始终是(真正的)工作线圈，该工作线圈在提升电枢致动器的致动时立即作用在电枢杆上，使得功率损耗最小化。可替代地，也可能第一励磁线圈是(真正的)工作线圈，第二励磁线圈是工作和测量线圈。

在提升电枢致动器的一个实施方式中，两个励磁线圈具有相同的构造。这使得能够减少用于提升电枢致动器的不同的单独部件的数量，从而对组装费用以及库存保管具有有益效果。

在提升电枢致动器的另外的实施方式中，励磁线圈各自经由电连接器连接至控制设备，精密电阻器和伏特计或安培计设置在用作工作和测量线圈的励磁线圈的连接器上。在励磁线圈中的仅一个的连接器中的精密电阻器和伏特计或安培计对提升电枢致动器的最小程度的增加——结合由控制设备实现的可变、适当的控制方案——已足以能够选择性地使用该励磁线圈作为工作或测量线圈。

本发明还涉及一种阀，特别是一种小型化磁阀，该阀包括如上所述的提升电枢致动器，电枢具有设置有密封体的外轴向端面，密封体与阀的密封座协作。

可替代地，本发明还涉及一种包括如上所述的提升电枢致动器的阀，电枢杆具有用于致动摇臂开关的外轴向端面，该摇臂开关又致动与阀的两个密封座协作的隔膜。

在阀的设计变体中，在提升电枢致动器与阀的流体侧之间设置有隔离介质，磁轭的部件由诸如钴-铁的具有高饱和磁化强度的材料构成。使用这种类型的材料对可以在电枢杆上获得的磁力具有积极的影响。材料对于腐蚀的不利的特性由于隔离介质的存在是可以接受的，因为没有对应部分与阀流体接触。

在提升电枢致动器与流体侧之间没有隔离介质的阀的情况下，磁轭的与流体接触的部件由诸如钢的耐腐蚀材料构成。由于因流体接触所需要的耐腐蚀性，在此情况下必须接受在磁性能方面更不利的所述材料以及因而导致的电枢杆上的可获得的磁力更小。

与由具有高饱和磁化强度的材料制成的设计相比，磁轭的与流体接触的部件优选地实现有更大的物理尺寸，以便至少部分地补偿磁力的减小。

附图说明