[发明专利]一种带磁断路器深孔式挡铁和滚珠衔铁部件的比例电磁铁

说明书

本发明涉及一种带磁断路器深孔式挡铁和滚珠衔铁部件的比例电磁铁，包括左磁路板、轭铁、垫片、衔铁部件、右磁路板、盖板、挡铁和线圈。该带磁断路器结构挡铁和滚珠衔铁部件的比例电磁铁输出电磁力比例特性好，磁能利用率高，制造成本低，抗污染能力强，且批产稳定性好。

技术领域

本发明专利涉及一种比例电磁铁，尤其是应用于各种比例电磁阀及直接输出电磁力的带磁断路器深孔式挡铁和滚珠衔铁部件的比例电磁铁。

背景技术

比例电磁铁是比例电磁阀的关键驱动部件，具有输出电磁力与输入电信号几乎成线性一一对应关系的特点，因此得名比例电磁铁。比例电磁铁在较大的行程范围内均具有良好的线性特征，并且无噪声污染，广泛应用于各种类型的比例电磁阀，也作为单独的驱动原件输出电磁力以驱动其他机械结构实现电控信号下的动作。

传统的比例电磁铁均基于磁力线理论及“磁分路器结构”，设置由带有“磁分路器”结构的挡铁，并且配合极靴与衔铁的结构实现电磁场在比例电磁铁内部的分配，从而实现衔铁与挡铁之间间距（即衔铁的行程）不同时，电磁力基本保持不变，进而电磁铁通过衔铁输出的电磁力主要与输入信号在线圈内产生的等效电流成正比例关系。基于磁力线理论和“磁分路器结构”的比例电磁铁对于产品的制造有较高的要求，体现在衔铁运动时衔铁的轴心与极靴及挡铁的轴心保持较好的同心性，由于机械制造误差的存在，必须给运动输出电磁力的衔铁提供较低摩擦系数的材料以支撑衔铁的往复运动。由于需要采用摩擦材料支撑衔铁的往复运动，衔铁与挡铁、极靴之间必须提供较大的间隙以使摩擦材料制造的零件能够被安装。从磁阻理论，留给摩擦材料的间隙在比例电磁铁的内部造成了较大的“等效磁阻”，显著的降低了磁场的利用率。在液压比例电磁阀中，这样的摩擦材料经常受到工作介质的污染使电磁铁产生运动不灵活导致比例电磁阀的失效。

中国发明专利授权号CN 103050217 B为代表的专利结构充分体现了磁力线理论及“磁分路器结构”，其具有典型的带有磁分路器的挡铁、衔铁和及极靴的核心结构特征。该专利结构中的双支撑结构较好的解决了衔铁往复运动所需摩擦副的问题，但是对产品的制造仍然有较高的要求，存在零部件加工难度大，产品装配要求高导致批量生产质量不够稳定的问题。同时，由于结构的限制，衔铁和挡铁之间形成的空隙以及衔铁与极靴之间的空隙，同样存在等效磁阻较大，输入信号激励线圈产生的磁能利用率不高的问题。

中国发明专利授权号CN 103714940 B代表了另外一类磁力线理论和磁分路器结构。其使用连接环将挡铁与极靴连接成一体的结构有效的降低了产品制造的难度，并且可以实现衔铁与挡铁及极靴之间较小的配合间隙，减小部分等效磁阻。但其为制造降低难度而存在的通孔结构的挡铁，使得电磁铁的磁阻整体有所增加，存在比例电磁铁对输入电信号激励线圈产生的磁场能量利用率不高的问题。同时，由于衔铁没有其他零件支撑而与挡铁、极靴直接接触形成摩擦副配合间隙较小，存在污染物进入摩擦副导致衔铁运动不灵活的情况，该结构存在抗污染能力不高的问题。

在中国专利授权号“CN 1272553C”的专利中，其不锈钢材质的薄壁筒与衔铁组成摩擦副的结构相是典型一类比例电磁铁结构，同样存在不锈钢薄壁筒导致的等效磁阻增加的问题。同时，薄壁不锈钢套筒本身就有较高的制造难度，存在质量稳定性的问题。

总体来说，受制于基础理论研究的不深入，国内比例电磁铁一直没有突破基础理论的限制，没有彻底解决零部件加工制造难度大、批量生产质量不稳定和磁能利用效率不高的问题。

发明内容

为了解决现有比例电磁铁零部件加工制造难度大，产品组装要求高，抗污染能力不高以及磁能利用率低的缺点，本发明提供了一种基于基础理论研究成果的，零部件制造难度较低，产品组装简单，磁能利用效率高的比例电磁铁结构。

本发明专利的技术解决方案：(详见权利要求书)

本发明专利所具有的优点：

1、本发明专利采用深孔型挡铁和衔铁部件组合，实现常规的挡铁与衔铁及极靴组合的比例电磁铁结构，比例电磁铁输出电磁力线性度高，滞回小，比例电磁铁性能优良。