低剖面微型螺线管比例阀制造技术

一种螺线管比例阀，其包括：阀体(12)，该阀体用于限定流体流动通过阀体的入口(14)和出口(16)；以及可沿着纵向轴线从第一关闭位置移动至第二开启位置以控制流体流动通过阀的电枢(22)。该阀还包括通量容器(32)以及定位在通量容器内的螺线管线圈(30)。当螺线管线圈通电时，磁场使得电枢从抵靠阀体的第一位置移开，从而开启阀。该阀还包括用作弹簧(26)的弹簧枢轴的通量垫圈(28)，弹簧(26)具有由通量垫圈所保持的外部边缘。当螺线管线圈通电时，磁场使得电枢抵抗弹簧的弹簧力而从第一位置移开，从而开启阀。

Low profile micro solenoid proportional valve

A solenoid proportional valve includes: valve body (12), which is used to define fluid flow through the entry of valve body (14) and outlet (16), and can move along the longitudinal axis from the first closed position to the second opening position to control the flow of fluid through the valve armature (22). The valve also includes a flux vessel (32) and a solenoid coil (30) located in the flux vessel. When the solenoid coil is electrified, the magnetic field causes the armature to move away from the first position of the valve to open the valve. The valve also includes a flux washer (28) used as a spring pivot for a spring (26), and the spring (26) has an external edge maintained by a flux washer. When the coils of a solenoid are electrified, the magnetic field causes the armature to resist the spring force of the spring and remove it from the first position, thus opening the valve.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低剖面微型螺线管比例阀相关申请本申请要求在2015年4月28日提交的美国临时专利申请NO.62/153,764的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体涉及螺线管致动器阀，并且更具体地涉及用在高压和高流量应用(诸如例如生命科学和医疗应用)中的螺线管致动器阀。
技术介绍
高压和高流量阀用在各种应用中。例如，临床实验室和医院利用各种诊断装置来分析病人的医疗样本，例如血液、尿液、其它流体以及组织。这样的应用还包括帮助呼吸的便携式医疗设备，例如氧气浓缩器和氧气渗透器。在这样的装置中，高压和高流量阀控制气体或其它流体的流动。因为期望这样的装置尽可能地紧凑，所以阀的尺寸仍然是关心的事，但是随着尺寸的减小，需要保持足够的速度和效率。具有电磁驱动的致动器的螺线管阀可以用于高压和高流量应用中。较高的流量和压力性能通常需要较大的阀致动器来获得阀操作所需要的密封力，这在平衡尺寸和性能方面形成了重大挑战。为了实现更高的流量，需要更大的孔口，并且从而需要更大的行程以允许产生完全流动。然而，这需要来自致动器的更大的磁吸引力以克服大的气隙。驱动致动器的磁吸引力的某些改进可以通过磁性材料的选择实现，但是容易获得的且具有成本效益的材料之间的性能差异是有限的。吸引力的另外的改进可以通过增大线圈功率和导线匝数的数量来实现，但是，一旦软磁材料已经磁通饱和，就会存在回报减少，并且还必须考虑峰值功率预算。增加的通量路径分量的横截面面积允许通过更多的通量，从而增加了磁吸引力，但是这必须与为了便携性而减小阀尺寸和重量的需求相平衡。因此，已经证明，在螺线管致动器阀所需的高流量和高压力下，难以在保持阀有效的性能的同时，减小阀尺寸。
技术实现思路
本专利技术的方面涉及比例阀，例如气动螺线管比例阀，与常规配置相比，其提供了增强的配置。本专利技术可以实现这样的阀结构：小于相当应用的常规配置的三分之一的尺寸且小于相当应用的常规配置的四分之一的重量。为了实现这样的优点，比例阀的示例性实施方式包括：缠绕自立式线圈(freestandingcoil)，并且然后将该线圈安装至钢通量容器框架内。线圈和通量容器之间的紧密接触大大提高了磁效率。相比之下，常规配置采用围绕单独的塑料卷线轴缠绕的线圈，然后将卷线轴放置在非磁性阀杆上。卷线轴的厚度和阀杆的厚度，以及卷线轴和阀杆之间的气室产生了通过本专利技术的配置来避免的磁效率低下。在示例性实施方式中，比例阀可以采用通量垫圈，该通量垫圈产生通往移动的电枢的高效通量路径。此外，自立式线圈设计允许通量垫圈非常接近线圈和移动的电枢。通量垫圈还用作用于比例片簧的枢轴环。这消除了对关于常规配置的弹簧操作的部件的需要。总的来说，与常规配置相比，本专利技术的配置导致组合许多部件，这使得更容易且更具成本效益地制造该设计。本专利技术的比例阀也可以包含新颖的片簧设计，该片簧设计补充了螺线管并且提供了线性比例操作。因此，本专利技术的一方面是螺线管比例阀。在示例性实施方式中，螺线管比例阀可以包括阀体以及具有纵向轴线的电枢，该阀体用于限定流体流动通过该阀体的入口和出口，电枢可沿着纵向轴线从第一位置移动至第二位置以控制流体流动通过阀。第一位置可以是关闭位置，在该关闭位置，电枢抵靠阀体以阻止流体在入口和出口之间流动，并且，第二位置可以是开启位置，在该开启位置，电枢从阀体移开以允许流体在入口和出口之间流动。该阀还包括通量容器以及定位于通量容器内的螺线管线圈。当螺线管线圈通电时，产生磁场，该磁场使得电枢从抵靠阀体的第一位置移开，从而开启阀。该比例阀还可以包括通量垫圈、和具有由通量垫圈所保持的外部边缘的弹簧，通量垫圈作为允许弹簧挠曲的弹簧枢轴。当螺线管线圈通电时，磁场使得电枢抵抗弹簧的弹簧力而从第一位置移开，从而开启阀。与常规配置相比，所描述的配置减少了通过比例阀结构的气隙的数量和尺寸。在本专利技术的配置中，只要电枢延伸通过线圈，在线圈和电枢之间就只有最小气隙。此外，通量容器和电枢限定了最小气隙，并且磁通线从电枢穿过这样的气隙直接进入到通量容器中。类似地，通量垫圈和通量容器限定了另一个最小气隙，并且磁通线从通量容器穿过这样的气隙直接进入到通量垫圈中。随着气隙数量和气隙间隔的总体减少，与常规配置相比，磁通流量显著增强，这允许在实现有效性能的同时减小阀的尺寸和重量。参考以下描述和附图，本专利技术的这些特征和另外的特征将是显而易见的。在说明书和附图中，已经详细公开了本专利技术的具体的实施方式作为说明本专利技术可以采用的原理的一些方式，但是，应当理解的是，并不相应地限制本专利技术的范围。相反，本专利技术包括在所附权利要求的精神和条款内的所有改变、修改和等同方式。关于一个实施方式描述和/或示出的特征可以以相同的方式或相似的方式用于一个或多个其它的实施方式，和/或与其它的实施方式的特征组合或替代其它的实施方式的特征。附图说明图1是描述根据本专利技术的实施方式的示例性低剖面微型螺线管比例阀的分解视图的图；图2是描述图1的示例性低剖面微型螺线管比例阀的侧截面视图的图；图3是描述图1和图2的示例性低剖面微型螺线管比例阀的操作部分的等距视图的图；图4是描述图1至图3的示例性低剖面微型螺线管比例阀的等距视图的图。具体实施方式现在将参考附图描述本专利技术的实施方式，其中，自始至终用类似的附图标记表示类似的元件。应当理解的是，这些附图不一定按比例绘制。通常，本专利技术的一个方面是低剖面微型螺线管比例阀。在示例性实施方式中，螺线管比例阀可以包括：阀体，该阀体限定流体流动通过该阀体的入口和出口；以及具有纵向轴线的电枢，该电枢可沿着纵向轴线从第一位置移动至第二位置以控制流体流动通过阀。流体可以是任何合适的气体或液体，并且如上所述，所公开的阀可以用于例如医疗诊断装置以及帮助呼吸的便携式医疗设备(例如氧气浓缩器和氧气渗透器)中。第一位置可以是关闭位置，在该关闭位置，电枢抵靠阀体以阻止流体在入口和出口之间流动，并且，第二位置可以是开启位置，在该开启位置，电枢从阀体移开以允许流体在入口和出口之间流动。该阀还包括通量容器以及定位于通量容器内的螺线管线圈。当螺线管线圈通电时，产生磁场，该磁场使得电枢从抵靠阀体的第一位置移开至第二位置，从而开启阀。附图描述了示例性的低剖面微型螺线管比例阀10。与常规配置相比，本专利技术的螺线管比例阀10通常具有更紧凑的尺寸并使用更少的材料(更小的重量)。本专利技术可以实现这样的阀结构：小于相当应用的常规配置的三分之一的尺寸且小于相当应用的常规配置的四分之一的重量。此外，与常规配置相比，本专利技术的配置在保持这样更紧凑的尺寸和重量的同时，减少了气隙的数量并减小了气隙的空间范围，这导致了磁通量传输的增强。在图1至图4的示例性实施方式中，螺线管比例阀10包括限定入口端口14和出口端口16的阀体12。当该阀开启时，流体(诸如气体)例如可以从入口端口流动并通过出口端口。这些端口通过第一O形环18和第二O形环20密封。另外，在图1至图4的示例性实施方式中，电枢22具有纵向轴线并且可以沿着纵向轴线在第一位置和第二位置之间移动。第一位置可以是关闭位置，并且在第二位置，阀可以最大程度地开启以提供通过入口端口和出口端口的气体或其它流体的最大流量。在第一位置中，例如在图2中示出，如上所述，阀是关闭的，其阻止流体在入口端口14和出口端口1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺线管比例阀，包括：阀体，所述阀体限定流体流动通过所述阀体的入口和出口；电枢，所述电枢具有纵向轴线，所述电枢能够沿着所述纵向轴线从第一位置移动至第二位置，其中，所述第一位置是关闭位置，在所述关闭位置，所述电枢抵靠所述阀体以阻止流体在所述入口和所述出口之间流动；并且，所述第二位置是开启位置，在所述开启位置，所述电枢从所述阀体移开以允许流体在所述入口和所述出口之间流动；通量容器；以及定位于所述通量容器内的螺线管线圈；其中，当所述螺线管线圈通电时，产生磁场，所述磁场使得所述电枢从抵靠所述阀体的所述第一位置移开，从而开启所述阀。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.28 US 62/153,7641.一种螺线管比例阀，包括：阀体，所述阀体限定流体流动通过所述阀体的入口和出口；电枢，所述电枢具有纵向轴线，所述电枢能够沿着所述纵向轴线从第一位置移动至第二位置，其中，所述第一位置是关闭位置，在所述关闭位置，所述电枢抵靠所述阀体以阻止流体在所述入口和所述出口之间流动；并且，所述第二位置是开启位置，在所述开启位置，所述电枢从所述阀体移开以允许流体在所述入口和所述出口之间流动；通量容器；以及定位于所述通量容器内的螺线管线圈；其中，当所述螺线管线圈通电时，产生磁场，所述磁场使得所述电枢从抵靠所述阀体的所述第一位置移开，从而开启所述阀。2.根据权利要求1所述的螺线管比例阀，其中，所述通量容器与所述电枢限定了气隙，并且磁通线从所述电枢穿过所述气隙直接进入所述通量容器中。3.根据权利要求2所述的螺线管比例阀，其中，所述气隙限定了所述电枢的行程距离。4.根据权利要求1至3中任一项所述的螺线管比例阀，还包括：通量垫圈；和弹簧，所述弹簧具有由所述通量垫圈所保持的外部边缘，所述通量垫圈作为允许所述弹簧挠曲的弹簧枢轴；其中，当所述螺线管线圈通电时，所述磁场使得所述电枢抵抗所述弹簧的弹簧力而从所述第一位置移开，从而开启所述阀。5.根据权利要求4所述的螺线管比例阀，其中，所述通量垫圈与所述通量容器限定了另一个气隙，并且磁通线从所述通量容器穿过所述另一个气隙直接进入所述通量垫圈中。6.根据权利要求4至5中任一项所述的螺线管比例阀，其中，所述弹簧预加载至将所述电枢偏置在所述第一位置。7.根据权利要求4至6中任一项所述的螺线管比例阀，其中，所述弹簧是片簧。8.根据权利要求4至7中任一项所述的螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔·韦雷基亚，吉姆·伯恩斯，爱德温·布朗，路易斯·德马蒂诺，
申请(专利权)人：派克汉尼芬公司，
类型：发明
国别省市：美国,US