CN110778773A - 电磁驱动装置及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁驱动装置，设有腔体，电磁驱动装置包括外壳、导磁铁芯，外壳至少包括导磁部，该导磁部包括顶壁部以及侧壁部，顶壁部与导磁铁芯固定连接，导磁铁芯的外周设有动线圈组件，动线圈组件能够沿导磁铁芯的轴线方向作往复运动，电磁驱动装置还包括永磁体以及导磁体，永磁体以及导磁体位于腔体，永磁体套设于导磁体的外周部，永磁体位于侧壁部与所述导磁体之间。在磁力传递过程中外壳和导磁体能够提供磁力传递作用，从而相对减少漏磁现象。

Description

电磁驱动装置及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀

技术领域

本发明涉及电磁驱动控制及燃气控制技术领域，特别涉及一种电磁驱动装置及应用该电磁驱动装置的燃气比例阀。

背景技术

电磁驱动装置包括永磁体、导磁铁芯以及线圈部件，由电磁线圈通电产生的磁场与永磁体产生的磁场进行相互作用，从而由线圈部件带动阀塞作往复运动，当线圈部件获得的磁力越大，越有利于控制阀塞的作动精度，而电磁驱动装置往往存在漏磁现象，从而影响活动线圈部件所获得的电磁力。因此，如何改善电磁驱动装置的漏磁现象，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供电磁驱动装置及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀，应用该电磁驱动装置的结构能够改善漏磁现象。

本发明提供一种电磁驱动装置，设有腔体，电磁驱动装置包括外壳、导磁铁芯，外壳至少包括导磁部，该导磁部包括顶壁部以及侧壁部，顶壁部与导磁铁芯固定连接，导磁铁芯的外周设有动线圈组件，动线圈组件能够沿导磁铁芯的轴线方向作往复运动，电磁驱动装置还包括永磁体以及导磁体，永磁体以及导磁体位于腔体，永磁体套设于导磁体的外周部，永磁体位于侧壁部与所述导磁体之间，顶壁部与导磁体不直接接触。

本发明还提供一种燃气比例阀包括主阀座，主阀座设有进口以及出口,燃气从进口进入由出口流出，主阀座固定连接有第一电磁驱动组件、第二电磁驱动组件以及电磁驱动装置，主阀座的内腔还设有压差调节装置，第一电磁驱动组件以及第二电磁驱动组件主导燃气比例阀的安全开关作用，电磁驱动装置以及压差调节装置主导燃气流量调节作用。

本发明提供的电磁驱动装置包括外壳、导磁铁芯，外壳至少包括导磁部，该导磁部包括顶壁部以及侧壁部，顶壁部与导磁铁芯固定连接，电磁驱动装置还包括永磁体以及导磁体，电磁驱动装置设有腔体，永磁体以及导磁体位于该腔体，永磁体套设于导磁体的外周部，顶壁部与导磁体不直接接触，磁力传递时外壳以及导磁体能够为永磁体提供磁力传递作用且永磁体以及导磁体位于该腔体，能够相对减少漏磁改善漏磁现象。

附图说明

图1为本发明提供的电磁驱动装置(未带阀塞)的剖面视图；

图2为本发明提供的电磁驱动装置的整体剖面视图；

图3为本发明提供的电磁驱动装置极具有该电磁驱动装置的燃气比例阀剖面视图；

图4为本发明提供的电磁驱动装置的永磁体的磁极结构剖视图；

如图2结合图1所示所示为本发明提供的电磁驱动装置，该电磁驱动装置4a包括外壳40、导磁铁芯44，该外壳40至少包括导磁部，该导磁部包括顶壁部401和侧壁部402，该顶壁部401和导磁铁芯44固定连接，导磁铁芯44的外周部设有动线圈组件43，动线圈组件43能够沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动，该电磁驱动装置4a设有腔体48，电磁驱动装置4a还包括永磁体41以及导磁体42，永磁体41以及导磁体42位于腔体48，永磁体41以及导磁体42位于动线圈组件43的外周部，外壳40大致将永磁体41以及导磁体42罩设，永磁体41套设于导磁体42的外周部，永磁体41位于侧壁部402与导磁体42之间，顶壁部401与导磁体42不直接接触。具体地，外壳40分别通过与导磁铁芯44以及盖板47的固定连接大致形成该电机4a的腔体48，外壳至少包括导磁部，需要说明的是这里的导磁部指的是具有导磁性的部件，该外壳40可以为导磁部即外壳40整体可由导磁金属板材冲压成型，外壳40也可以为低碳钢或其他导磁性材料制成，或者也可将导磁部作为嵌件与塑料件或其他材料注塑成型为该外壳40，只需保证该外壳40具有导磁性即可，外壳40整体大致呈筒状结构，导磁铁芯44为纯铁或低碳钢导磁材料车削加工而成，顶壁部401与导磁铁芯44可通过焊接或铆接等方式固定连接，电磁驱动装置4a包括动线圈组件43，动线圈组件43包括励磁线组431以及线架432，该励磁线组431与线架432固定连接，永磁体41以及导磁体42位于腔体48且永磁体41以及导磁体42位于动线圈组件43的外周部，外壳40大致将永磁体41以及导磁体42罩设，永磁体41整体可为大致中空环状结构，永磁体41可为一体环形结构也可为分体的环形结构，永磁体41设有内环面以及外环面，永磁体41还包括外径磁极部411以及内径磁极部412，该外径磁极部411相对靠近外环面，该内径磁极部412相对靠近外环面，外壳40的侧壁部402大致将永磁体41的外环面围设，导磁体42大致由永磁体41的内环面围设，外径磁极部411与侧壁部402相贴合，内径磁极部412与导磁体42的外壁相贴合，通过对电磁驱动装置的优化设计，因外径磁极部411与侧壁部402相贴合，外径磁极部411的磁力通过具有导磁性的外壳40提供传递作用，内径磁极部412与导磁体42的外壁相贴合，内径磁极部412的磁力通过导磁体42提供磁力传递作用，且磁力传递永磁体41的外径磁极部411以及内径磁极部412大致沿具有导磁性的外壳40、导磁铁芯44、导磁体42这几个零部件形成永磁磁路形态，即磁力传递在腔体48进行，能够克服背景技术所提到的容易产生的漏磁现象，提高导磁效率，漏磁减少能够相对提升动线圈组件43获得的磁力，从而有利于控制阀塞的作动精度，需要说明的是这里的贴合指的是两者可以相抵也可以留有一定的间隙只要确保永磁体41不掉落即可，如图4所示，当外径磁极部411的磁极为N极，内径磁极部412的磁极为S极时，N极通过具有导磁性的外壳40传递至导磁铁芯44由导磁铁芯44回路至S极，内径磁极部412的S极通过聚磁于导磁体42的导磁凸台42a通过导磁铁芯44由外壳40回至N极以形成在腔体48的闭环式的永磁磁路形态，磁力在传递过程中均在腔体48内进行，且外壳40和导磁体42在磁力传递过程中为磁力提供传递作用能够减少背景技术中的漏磁现象，从而造成磁损的情况，能够相对改善漏磁现象，外壳40以及导磁体42为永磁体41提供磁力传导作用能够减少漏磁现象提升导磁效果，进而相对提升电磁驱动装置以及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀整体作动可靠性。

导磁部的顶壁部401与导磁体42不直接接触且该顶壁部401与导磁体42的上端部之间形成有第一间距L1,该导磁体42与导磁铁芯44的侧壁之间形成有第二间距L2，详细地该导磁体42的导磁体凸台与导磁铁芯44的侧壁之间形成有第二间距L2，是本实施例中顶壁部401与侧壁部402通过台阶部相连接，且该台阶部与永磁体41的上端面相抵，在具体实施时可取消该台阶部，直接将顶壁部401以及侧壁部402相连使顶壁部401距离永磁体41的上端部也形成有一定的间距，如顶壁部401与导磁体42直接接触则根据距离越近越容易聚磁的原理，磁力传递时外径磁极部N极通过侧壁部402传递至顶壁部401后直接回路至导磁体42的S极，磁路将直接导通，无法在聚集较多的磁力在第二间距L2，从而动线圈组件43将无法获得足够的磁推力进行正常的轴向作动，动线圈组件43的励磁线组431位于该导磁体凸台与导磁铁芯44之间，第一间距L1大于第二间距L2有利于永磁体41近距离传递磁力，磁力传递时磁力能够聚磁于导磁体42的导磁体凸台使磁力最终较为集中于该第二间距L2，通电状态下动线圈组件43产生的轴向磁场与在该第二间距L2形成的相对该轴向磁场的径向磁场之间产生相互的排斥力或牵引力，因磁力较为集中于该第二间距L2，励磁组件431能够感应到足够的磁力以驱动动线圈组件43整体沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动，因第一间距L1大于第二间距L2，根据距离越近越容易聚磁的原理，磁力传递过程中外径磁极部411由外壳40的侧壁部402经台阶部以及顶壁部401传递至导磁铁芯44，因第一间距L1大于第二间距L2，磁力更容易往第二间距L2的方向去聚集，同样在磁力传递过程中内径磁极部412将磁力聚磁于该导磁体凸台，因第一间距L1大于第二间距L2，磁力朝第一间距L1方向的漏磁减少即磁损相对减少，即磁力最终较为集中于该第二间距L2朝第一间距L1聚集的磁力相对减少，能够减少磁损增强导磁以及聚磁效果，改善漏磁现象最终所聚集的电磁力相对较大，使动线圈组件43产生足够的磁推力沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动以带动阀塞进行运动，进而进一步提升阀塞作动的精度以及电磁驱动装置以及具有该电磁驱动装置的燃气比例阀的整体作动的可靠性。

下面结合图1以及图2简单介绍永磁体41以及导磁体42的结构，永磁体41大致呈中空环状结构，可设置一个以上内、外径辐射充磁式加工而成，本实施例中以一个永磁体41为例进行说明，永磁体41包括外径磁极部部411以及内径磁极部部412，永磁体41的外径磁极部部411以及内径磁极部部412为两个不同的磁极，外径磁极部部411与侧壁部402的内壁相贴合，内径磁极部部412与导磁体42的外壁相贴合，导磁体42位于动线圈组件43以及永磁体41之间，励磁线组431位于导磁凸台42a和导磁铁芯44之间，励磁线组431随线架432进行轴向升降过程中始终位于导磁凸台42a和导磁铁芯44之间，导磁体42包括导磁凸台42a,该导磁体42可为一体或分体结构，在本实施例中当导磁体42为分体结构时包括第一导磁体421以及第二导磁体422，该第一导磁体421具有第一导磁体凸台421a，该第二导磁体422具有第二导磁体凸台422a，第一导磁体421与第二磁体422呈对称设置，第一导磁体凸台421a与第二导磁体凸台422a贴合；当导磁体42为分体结构时可包括第三导磁体以及第四导磁体，第三导磁体以及第四导体的两者中的至少一个设有导磁凸台42a,该导磁体42也可为一体结构加工成型，需要说明的是除以上方式外该导磁体42的结构还可以有其他可延伸的方案也应当被认为在本发明要求的保护范围中，本发明提供的实施例中外径磁极部411通过具有导磁性的外壳40传递磁力至导磁铁芯44，第一导磁体凸台421a与第二导磁体凸台422a与导磁铁芯44的侧壁形成有第二间距L2，内径磁极部412通过第一导磁体凸台421a与第二导磁体凸台422a传递磁力至导磁铁芯以形成在电机4a内腔48的环形永磁磁路型态，。

外壳40还包括由侧壁部402向外延伸的延伸部403，电磁驱动装置4a还包括盖板47，盖板47包括平板部471以及凸起部472，平板部471与延伸部403相配合且两者可开设有对应的螺钉孔，外壳40与盖板47可通过螺钉或焊接等方式固定连接，外壳40分别通过与导磁铁芯44以及盖板47的固定连接大致形成电磁驱动装置的腔体48，为使永磁体41在腔体48实现更好的定位，电机4a,还设有护套组件46，护套组件46可采用绝缘件，本实施提供的为塑料件注塑成型用于对永磁体41起到防护定位作用防止其在轴向方向的串动，护套组件46包括第一护套461以及第二护套462，第一护套461位于第一间距L1且该第一护套461与顶壁部401相抵且该第一护套461与永磁体41和导磁体42的上端部相抵，第二护套462与永磁体41以及导磁体42的下端部相抵，盖板47的凸起部472对第二护套462进行压抵。护套组件46对永磁体41的轴向进行限位防止其在轴向方向的串动，且护套组件46对导磁体42在轴向方向进行定位防止其掉落。

该电磁驱动装置包括阀塞4b，阀塞4b包括阀塞本体41b以及隔膜片42b,电磁驱动装置4a还包括调节机构45，调节机构45对线架432的初始位置进行调节，调节机构45包括调节杆451、弹簧座452以及弹簧453，调节杆451旋入导磁铁芯44内对线架432的初始位置进行调节，弹簧座452的固定于调节杆451的端面凸台，弹簧453装配在弹簧座452以及线架432的内凸台上。动线圈组件43包括励磁线组431以及线架432，励磁线组431固定安装于线架432，线架432包括线架头432a，线架头432a能够与阀塞4b相抵接配合，调节机构45对线架432的初始位置进行调节，接入直流电源后励磁线组431产生轴向磁场，磁力较为集中的第二间距L2具有相对轴向磁场的径向磁场，该轴向磁场与径向磁场相互作用形成相互轴向的牵引力或排斥力使驱动动线圈组件43沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动，动线圈组件43能够带动阀塞4b轴向向下运动。

本发明还提供了一种具有该电磁驱动装置的燃气比例阀，如图3所示，该燃气比例阀包括主阀座1，该主阀座1设有进口1a和出口1b,燃气从进口1a流入由出口1b流出，主阀座1可以为铝合金压铸成型，主阀座1固定连接有第一电磁驱动组件2、第二电磁驱动组件3以及电磁驱动装置，主阀座1的内腔设有压差调节装置5，主阀座1还设有与上述部件相对应的第一阀口11、第二阀口12、第三阀口13以及主阀口14，燃气比例阀可以由第一电磁驱动组件2和第二电磁驱动3主导燃气安全开关用途，当第一电磁驱动组件2与第二电磁驱动组件3的其中一道断电还可以保证安全开启或关闭，电磁驱动装置4和压差调节装置5主导燃气流量调节功能，通过控制电磁驱动装置4a供应电流进行间接驱动压差调节装置5的开度以实现通过主阀口14的燃气流量的精确调节，内腔还设有第一压差通道15以及第二压差通道16，燃气通过第一阀口11后经第二阀口12进入第一压差通道15以及第二压差通道16，由于第三阀口13为常开状态，燃气由第三阀口13流出通过泄压孔17排出至出口1b，出口1b与燃烧室相连接。

本发明提供的电磁驱动装置包括外壳，该外壳至少包括导磁部，导磁部包括顶壁部401和侧壁部402，该顶壁部401和导磁铁芯44固定连接，导磁铁芯44的外周部设有动线圈组件43，动线圈组件43能够沿导磁铁芯44进行轴向运动，该电磁驱动装置4设有腔体48，电磁驱动装置还包括永磁体41以及导磁体42，永磁体41以及导磁体42位于腔体48，永磁体41以及导磁体42位于动线圈组件43的外周部，外壳40大致将永磁体41以及导磁体42罩设，永磁体41套设于导磁体42的外周部，永磁体41位于侧壁部402与导磁体42之间，顶壁部401与导磁体42不直接接触，该结构中外壳以及导磁体能够为永磁体提供磁力传递作用，磁力传递过程均在该腔体完成，对比背景技术的电磁驱动装置能够相对减少漏磁现象，增强导磁和聚磁效果，进而提升电磁力，使动线圈组件43产生足够的磁推力沿导磁铁芯44的轴线方向进行往复运动以带动阀塞进行运动，进而进一步提升阀塞作动的精度以及电磁驱动装置的整体作动的可靠性。

需要说明的是本发明所提及的“第一、第二”等序数词仅仅为区分不同零部件的命名方式不应该认为对各零部件有相关次序上的限定，本发明所提及的“上、下”等方位词也同样是基于本发明所提供的说明书附图进行描述，以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明远离的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应当视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁驱动装置设有腔体(48)，所述电磁驱动装置包括外壳(40)、导磁铁芯(44)，所述外壳(40)至少包括导磁部，所述导磁部包括顶壁部(401)以及侧壁部(402)，所述顶壁部(401)与所述导磁铁芯(44)固定连接，所述导磁铁芯(44)的外周设有动线圈组件(43)，所述动线圈组件(43)能够沿所述导磁铁芯(44)的轴线方向作往复运动，所述电磁驱动装置还包括永磁体(41)以及导磁体(42)，所述永磁体(41)以及所述导磁体(42)位于所述腔体(48)，所述永磁体(41)套设于所述导磁体(42)的外周部，所述永磁体(41)位于所述侧壁部(402)与所述导磁体(42)之间，所述顶壁部(401)与所述导磁体(42)不直接接触。

2.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述永磁体(41)设有内环面以及外环面，还包括相对靠近所述外环面的外径磁极部(411)以及相对靠近所述内环面的内径磁极部(412)，所述外径磁极部(411)与所述侧壁部(402)的内壁相贴合，所述内径磁极部(412)与所述导磁体(42)的外壁相贴合。

3.根据权利要求2所述的电磁驱动装置，其特征在于所述顶壁部(401)与所述导磁体(42)的上端面之间形成有第一间距(L1)，所述导磁体(42)具有导磁凸台(42a)，所述导磁凸台(42a)与所述导磁铁芯(44)的侧壁之间形成有第二间距(L2),所述第一间距(L1)大于所述第二间距(L2)。

4.根据权利要求3所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述导磁体(42)为分体结构包括第一导磁体(421)以及第二导磁体(422)，所述第一导磁体(421)设有第一导磁凸台(421a)，所述第二导磁体(422)设有第二导磁凸台(422a)，所述第一导磁体(421)与所述第二导磁体(422)呈对称设置。

5.根据权利要求3所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述导磁体(42)包括第三导磁体以及第四导磁体，所述第三导磁体以及所述第四导磁体中至少有一者设有所述导磁凸台。

6.根据权利要求3所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述导磁体(42)为一体加工成型结构。

7.根据权利要求3所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述动线圈组件(43)包括励磁线组(431)，所述励磁线组(431)位于所述导磁凸台(42a)与所述导磁铁芯(44)之间。

8.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述顶壁部(401)与所述导磁体(42)的上端面之间形成有第一间距(L1)，所述电磁驱动装置还包括护套组件(46)，包括第一护套(461)以及第二护套(462)，所述第一护套(461)位于所述第一间距(L1)，所述第一护套(461)与所述顶壁部(401)相抵以及所述第一护套(461)与所述永磁体(41)和所述导磁体(42)的上端部相抵接，所述第二护套(462)与所述永磁体(41)和所述导磁体(42)的下端部相抵接。

9.根据权利要求8所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述外壳(40)还包括延伸部(403)，所述电机还包括盖板(47)，所述外壳(40)与所述盖板(47)固定连接，所述盖板(47)包括平行部(471)和凸起部(472)，所述平行部(471)与所述延伸部(403)相配合，所述盖板(47)的凸起部(472)对所述第二护套(462)进行压抵。

10.根据权利要求1所述的电磁驱动装置，其特征在于，所述电磁驱动装置还包括阀塞(4b)，所述阀塞(4b)包括阀塞本体(41b)以及隔膜片(42b),所述电磁驱动装置还包括调节机构(45)，所述动线圈组件(43)包括励磁线组(431)以及线架(432)，所述励磁线组(431)固定安装于所述线架(432)，所述线架(432)包括线架头(432a)，所述线架头(432a)能够与所述阀塞(4b)相抵接配合，所述调节机构(45)对所述线架(432)的初始位置进行调节，所述动线圈组件(43)能够带动所述阀塞(4b)轴向向下运动。

11.一种燃气比例阀，其特征在于，包括主阀座(1)，所述主阀座(1)设有进口(1a)以及出口(1b),燃气从所述进口(1a)进入由所述出口(1b)流出，所述主阀座(1)固定连接有第一电磁驱动组件(2)、第二电磁驱动组件(3)以及电磁驱动装置(4)，所述主阀座(1)的内腔还设有压差调节装置(5)，所述主阀座(1)设有与所述第一电磁驱动组件(2)相对应的第一阀口(11)、与所述第二电磁驱动组件(3)相对应的第二阀口(12)、与所述电磁驱动装置(4)相对应的第三阀口(13)以及与所述压差调节装置(5)相对应的主阀口(14)，所述第一电磁驱动组件(2)以及所述第二电磁驱动组件(3)主导所述燃气比例阀的安全开关作用，所述电磁驱动装置(4)以及所述压差调节装置(5)主导燃气流量调节作用，述电磁驱动装置(4)为权利要求1-10任一一项所述的电磁驱动装置。

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