专利名称：具有缓冲装置的螺线管致动阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有缓冲装置的螺线管致动阀，该缓冲装置用于减小螺线管致动阀的柱塞导向套筒的噪音、磨损、应变或者破损。尤其地，本发明涉及一种电磁致动阀，该致动阀包括柱塞导向套筒、可动地布置在套筒中的柱塞以及位于该套筒中以将套筒的第一分隔间与套筒的第二分隔间分离的缓冲装置。该缓冲装置包括附着在套筒中的第一部件；在一连接件中连接至第一部分的第二部件，该连接件允许第二部件相对于第一部件移动；以及布置在第一和第二部件之间从而缓冲各部件彼此相对运动的弹性可形变部件。
背景技术：
螺线管广泛地应用于阀和其他机械构造的致动。在传统的螺线管致动阀中，通过重力或者设置弹簧来将闭合部件偏压至其关闭或开启位置，一般用于限定“正常关闭”的阀。由磁性材料制成的柱塞布置成在套筒中前后移动从而克服重力或弹簧力操作该闭合部件并且由此使该闭合部件移位离开其停止位置。柱塞通过由电流供能的螺线管磁性致动。柱塞的行程一般情况下由闭合部件沿一个方向限制，由邻近套筒顶部定位的铁磁性材料例如铁芯的顶部沿相对的方向限制。螺线管通常包括邻近顶部定位的磁轭，该磁轭形成基本上不受中断的路径，使得来自磁轭的磁通量进入顶部从而改善吸引力。在操作中，柱塞接收当柱塞碰撞顶部时产生的大量动能。因此，有时会出现套筒的噪音、过度磨损或者甚至损坏。
为了缓解柱塞相对于顶部的撞击，已经公开具有位于套筒中的撞击吸收止挡部件的阀。在DE 100 16 600中，弹性部件插入在套筒的顶部与柱塞之间从而减小撞击时的噪音。在这种设计中，弹簧在套筒顶部与柱塞之间产生气隙。该气隙形成中断顶部与柱塞之间的磁通量路径的非磁性介质并且由此减小吸引力。在US 2,735,047中，柱塞通过线圈功能，由此快速地向上移动。在初始的自由移动之后，柱塞撞击止挡部件，在该止挡部件中，撞击力被海绵橡胶元件吸收。同样在这种设计中，产生非磁性介质即橡胶元件的间隙，并因此这种设计无法实现在顶部与柱塞之间建立强吸引力的目的。
在EP 0 300 407中，固定的铁芯被划分为与可动铁芯接触的端面部件和主体部件。将弹性部件插入端面部件与主体部件之间从而抑制噪音。弹性部件插入端面部件与主体部件之间的位置使得其不阻挡磁通量。人们努力尝试缓解可动柱塞与邻近元件之间的碰撞力同时不中断磁通量的路径，但是该缓冲器不可应用至例如其中需要对阀进行抽空的真空系统或者高真空系统。因此，本发明的目的是实现一种螺线管致动阀，使得柱塞可在减小的噪音程度下操作，具有长的寿命，并且可例如结合真空系统进行应用。
发明内容
本发明的目的通过在介绍部分中所述种类的阀解决，并且其中第二部件包括用于在第一和第二分隔间之间流体连通的导管。
由于第一和第二分隔间流体连通，所以有利于各分隔间的抽空，例如用于真空系统中。
当操作螺线管时，应该在柱塞与缓冲器的第二部件之间产生强吸引力。为了提供强磁场，第二部件可优选地由导磁材料制成，由此形成来自螺线管的磁通量的路径。使用吸引力是为了提升柱塞并且不降低第二部件。因此，虽然缓冲器可在第二部件相对于第一部件的运动的作用下轴向伸展，但是被局限不能超过不可能再进行轴向伸展的最长长度。
为了导向第二部件相对于第一部件的移动，第一和第二部件之一可至少局部地位于第一和第二部件的另一个的孔中。
该阀可与具有磁轭的螺线管相关联，或者形成为整体部件。为了改善吸引力，有利地将磁轭布置在第一或第二部件附近，由此，第一或第二部件可与磁轭配合，从而形成基本上不中断的路径，该路径用于使磁通量从磁轭到达第一和第二部件的至少一个。磁轭的相对端可邻近柱塞定位，由此产生延伸通过磁轭并且通过柱塞和第二部件的闭合回路。在该布置结构中，第一部件也可由导磁材料制成并且形成用于该回路中的磁通量的路径。
弹性可形变部件可包括弹性聚合材料或者弹簧，例如由金属材料制成的弹簧，例如盘簧。尤其地，弹性可形变部件可由O形环构成。在这一方面，优选的材料在形变期间将尽可能多的能量转化为内部阻力，例如热量，以及将尽可能少的能量转化为弹回力。为此目的，弹性可形变部件可例如由含氟弹性体、FKM或者类似的聚合材料制成。为了实现将围绕弹性可形变部件的区域抽空，该部件可位于第一与第二部件之间的空间中，该空间与导管流体连通或者与第一和第二分隔间其中之一流体连通。
在第二方面，本发明涉及一种用于螺线管致动阀的缓冲装置，该缓冲装置包括-第一部件，-在允许第二部件相对于第一部件移动的连接件中连接至第一部件的第二部件，以及-布置在第一和第二部件之间从而缓冲所述部件彼此相对运动的弹性可形变部件，其特征在于，缓冲装置包括延伸穿过第一和第二部件的导管。
根据第二方面的缓冲装置可具有关联于第一方面描述的任何特征。尤其地，弹性可形变部件可位于与导管流体连通的空间中。
在下文中，将参照附图进一步详细说明本发明的优选实施例，其中图1示出具有缓冲装置的螺线管致动阀，图2示出图1中的缓冲装置的放大剖视图，图3示出图2的缓冲装置的实体模型的剖面透视图，图4和5以不同的取向示出图2的缓冲装置的实体模型的透视图，图6示出具有一套盘簧的缓冲装置的剖视图，图7示出与图2中的缓冲装置类似的缓冲装置的剖视图，但是连接有不同的装置部件，以及图8示出连接有其他部件的缓冲装置的剖视图。
具体实施例方式
图1示出用于高真空系统的阀1，该阀包括用于克服弹簧4的力在闭合部件3上操作从而使闭合部件移位离开其停止的闭合位置的螺线管2。为了移动该闭合部件，阀包括经由螺线管磁性致动的柱塞5。螺线管经由连接器6通过电流供能。柱塞的行程由闭合部件沿一个方向限制以及由缓冲装置的第二部件7沿相对方向限制。缓冲装置位于套筒中从而将套筒的第一分隔间8与套筒的第二分隔间9分离。第二分隔间由套筒的端部件10向上密封。图2进一步详细示出的缓冲装置还包括第一部件11，该第一部件通过与第一部件中的周向延伸凹部12接合的套筒凸缘附着在套筒中。第一部件在允许第二部件相对于第一部件移动的连接件中连接至第二部件。缓冲器还包括弹性可形变部件18，参照图2，该部件布置在第一和第二部件之间从而缓冲这两个部件彼此相对的移动。螺线管包括邻近第一和第二部件之一定位的磁轭(未示出)，从而形成使磁通量从磁轭进入第一部件的路径。除了小的气隙或套筒的壁厚外，该路径基本上是不中断的，该套筒可由奥氏体材料或者类似的非磁性材料制成。第二部件布置成形成当柱塞邻近第二部件时连接柱塞的非中断磁通路。非中断磁通路可改善螺线管操作时柱塞与缓冲装置之间的吸引力。在操作中，柱塞以明显的速度朝向缓冲装置移动，并且当其撞击缓冲装置的第二部件时，该撞击随着第一部件朝向第二部件的移动而被弹性可形变部件所缓解。因此，可减小或者避免噪音、磨损或者损坏。所公开的阀是伺服阀，其中，柱塞的移动开启进入控制腔16的通道15，由此阀打开。缓冲装置还包括用于在第一和第二分隔间之间进行流体连通的导管17。因此，第二腔可通过第一腔抽空，使得该阀可应用在真空系统中。图1中公开的阀是伺服阀，其中的引导通道14由附着至柱塞的弹性垫圈13密封住。
图2示出缓冲装置的更详细的剖视图，其中，可更清楚地得知，第一部件相对于第二部件的移动由O形环18缓冲。如图所示，第一部件具有孔19，该孔中设置有第二部件。这两个部件由锁定环20连接，该锁定环在一位置处接合第二部件的凹部21，由此允许第二部件相对于第一部件移动。由于设计成第二部件延伸穿过第一部件并且由锁定环锁定，所以缓冲器可通过第二部件相对于第一部件的移动在形成最短长度的第一位置与形成最长长度的第二位置之间进行轴向伸展，其中由于锁定环的作用，不可能进行进一步的轴向伸展。
第二部件形成其中可设置O形环18的凹槽。该凹槽经由通道22与导管流体连通从而确保抽空第一与第二部件之间的区域。
图3-5示出缓冲装置的实体模型的不同视图，以更清楚地示出该设计。尤其，图3和4示出形成在第一部件中的凹部23，从而通过在套筒中形成与该凹部接合的凸缘而实现将第一部件固定至套筒中。
图6示出缓冲装置的一项实施例，其中的弹性可形变部件由一对邻近布置的盘簧24、25构成，从而实现理想的缓冲特性。根据理想的特性，弹性可形变部件可由一个、两个、三个或更多的盘簧或者甚至由螺旋弹簧或者由扁簧构成。
图7示出将第二部件锁定至第一部件的备选方式，其中，第二部件具有径向伸展部分26，该径向伸展部分支承用于锁定第二部件和第一部件的锁定环27，从而允许第二部件在两个极限位置之间相对于第一部件进行移动。
图8示出连接第一部件和第二部件同时允许在两个部件之间进行相对运动的另一种方式。在该实施例中，这两个部件由设置有头部32并具有连接至横向通道30的纵向孔29的销28连接。该销通过按压装配入第二部件的孔31而固定至第二部件，同时，在第二部件的上述第二位置处的头部安置在形成于第一部件的凸肩33上，由此其限制第一部件相对于第二部件的运动。该销可由螺钉或者类似的固紧装置替换。孔31与同样位于第二部件中的通道34连续形成。与通道34相组合的通道29用于与导管17相同的目的，即允许第一和第二腔之间的流体连通。横向通道30对应于通道22。
权利要求
1.一种螺线管致动阀(1)，该螺线管致动阀包括柱塞导向套筒、在由相关联的螺线管(2)产生的磁通量的作用下可动地布置在所述套筒中的柱塞(5)、以及位于所述套筒中从而将所述套筒的第一分隔间与所述套筒的第二分隔间分开的缓冲装置，该缓冲装置包括-附着在所述套筒中的第一部件(11)，-在允许所述第二部件相对于所述第一部件移动的连接件中连接至所述第一部件的第二部件(7)，以及-布置在所述第一和第二部件之间从而缓冲所述部件彼此之间的相对移动的弹性可形变部件(18)，其特征在于，所述缓冲装置包括用于在所述第一和第二分隔间之间形成流体连通的导管(17、39、34)。
2.根据权利要求1所述的螺线管致动阀，其中，所述连接件限制所述第二部件相对于所述第一部件在第一和第二极限位置之间的移动。
3.根据权利要求1或2所述的螺线管致动阀，其中，所述第二部件部分地位于所述第一部件的孔中。
4.根据权利要求1-3所述的螺线管致动阀，其中，所述第二部件形成用于所述磁通量的路径。
5.根据前述任一权利要求所述的螺线管致动阀，还包括具有磁轭的螺线管，其中所述第一和第二部件的至少一个与所述磁轭配合从而形成基本上不中断的路径，该路径用于从所述磁轭到所述第一和/或第二部件的磁通量。
6.根据前述任一权利要求所述的螺线管致动阀，其中，所述弹性可形变部件包括弹性聚合材料。
7.根据前述任一权利要求所述的螺线管致动阀，其中，所述弹性可形变部件包括弹簧。
8.根据前述任一权利要求所述的螺线管致动阀，其中，所述第二部件延伸穿过所述第一部件，并且所述导管形成在所述第二部件中。
9.根据前述任一权利要求所述的螺线管致动阀，其中，所述弹性可形变部件位于所述第一与第二部件之间的空间中，所述空间与所述导管、所述第一分隔间和所述第二分隔间中的至少一个流体连通。
10.根据权利要求1-7所述的螺线管致动阀，其中，所述第二部件通过固紧装置连接至所述第一部件，所述固紧装置部分地布置在形成于所述第二部件的孔中并且具有形成部分所述导管的纵向孔。
11.一种用于螺线管致动阀的缓冲装置，该缓冲装置包括-第一部件(11)，-在允许所述第二部件相对于所述第一部件移动的连接件中连接至所述第一部件的第二部件(7)，以及-布置在所述第一和第二部件之间从而缓冲所述部件彼此相对运动的弹性可形变部件(18)，其特征在于，所述缓冲装置包括延伸穿过所述第一和所述第二部件的导管(17)。
全文摘要
本发明提供一种具有柱塞的螺线管致动阀，该柱塞在螺线管产生的磁场的作用下可动地在套筒中移动，并且还包括缓冲装置，该缓冲装置用于减小当柱塞碰撞位于套筒中的顶部而弹回时由柱塞引起的噪音和磨损。该缓冲装置包括形成柱塞行程的极限的第一部件(11)和允许在缓冲运动中相对于第一部件移动的另一部件(7)。为了实现在真空系统中的应用，该缓冲装置包括允许对在套筒一端与缓冲装置之间限定的腔进行抽空的导管(29)。本发明还提供一种用于螺线管致动阀的缓冲器。
文档编号F16K31/06GK101040139SQ200580034948
公开日2007年9月19日 申请日期2005年9月9日 优先权日2004年9月10日
发明者汉斯·K·彼得森 申请人:丹佛斯公司