用于氢气阀的电磁套筒制造技术

一种用于电磁装置(2，4)的套筒(8.1)，包括形成用于接收磁性柱塞(16，30)的空腔的圆筒形壁，并且被配置为被电磁体(10)包围，其中圆筒形壁由非铁磁材料制成并且包括填充有铁磁材料的至少一个外部凹槽(8.1.3)。制造套筒(8.1)的方法包括以下步骤：(a)在非铁磁性材料的杆状坯件上形成至少一个外部凹槽(8.1.3)；(b)通过焊接工艺用铁磁材料填充至少一个凹槽；(c)加工坯件的外表面和可选的内表面，以形成套筒(8.1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于氢气阀的电磁套筒
本专利技术涉及电磁装置领域，如电磁致动器和阀，特别是其套筒。更具体地，本专利技术涉及用于压缩气体的电磁装置或阀的领域，特别是用于高压气体，例如压力高达70MPa的压缩天然气(CNG)和压缩氢气。
技术介绍
公开号为WO2016/180737A1的现有技术专利文件公开了一种用于如压缩天然气(CNG)和压缩氢气这样的高压气体的电磁阀，其中该阀由导引件(pilot)操作。该阀包括主阀构件，该主阀构件具有与主座配合的前表面，并且具有在所述构件的前表面和其后表面上的导引座之间延伸的用于气体的导引通道。导引阀构件与主阀构件后表面上的导引座协作，以关闭导引通道。导引阀构件包括芯部，该芯部与刚性固定到主阀构件的反向芯部(counter-core)形成气隙。当螺线管通电时，芯部被磁性吸引反向芯部，并且导引阀构件运动远离导引座，从而打开导引通道。气体的入口压力在出口处积聚，使得主阀构件能够移动离开阀座，从而打开阀。主阀构件、阀芯部和反向阀芯部容纳在金属套筒中。套筒包括主要由铁磁材料制成的圆筒形壁，然而还具有非铁磁材料或弱铁磁材料的中间环，用于促进在圆筒形壁形成的空腔内的形成磁场，即在芯部中、反向芯部中、所述芯部之间的气隙中以及反向芯部与空腔底部之间的气隙中形成磁场。非铁磁或弱铁磁材料的环可以焊接到套筒的其它部分，以提供气密套筒。然而，这种操作可能很麻烦，尤其取决于所涉及的材料和要达到的几何精度。公开的现有技术专利文件JPH07103354A公开了一种制造电磁阀套筒的方法。该方法主要包括在铁磁材料的平杆上形成外部凹槽，在凹槽中焊接非铁磁材料，然后加工坯件，从而形成具有非铁磁材料的中间环的套筒。该工艺显示出的优点是，坯件在焊接操作之后的变形非常有限，但可以通过随后进行的加工操作来补偿。对于某些高压气体的应用，如压力高达70MPa的氢气，阀的材料可能会变脆。氢脆是各种金属，例如高强度钢，在高压下暴露于氢气后变脆并断裂的过程。公开号为WO2015/082469A1的现有技术专利文件公开了一种用于高压气体(如氢气)的经导引操作的电磁阀，其中容纳磁性柱塞和压缩气体的套筒是抗氢脆的奥氏体不锈钢薄壁套筒。为了增强套管内的磁场，套管被一个非铁磁材料环和在环两侧的两个铁磁材料环包围。然而，这种结构的缺点是，为了允许套筒的正确安装，需要窄尺寸公差，从而导致高制造成本。
技术实现思路
技术问题本专利技术的技术问题是提供一种用于电磁装置的套筒，即包括圆筒形壁，该圆筒形壁形成用于容纳磁性柱塞的空腔并被构造成被电磁体包围，该套筒克服了上述现有技术的至少一个缺点。更具体地，本专利技术的技术问题是提供一种用于电磁装置的套筒，该套筒抗脆裂且制造成本低廉，同时促进所述套筒内磁场的发展。技术方案本专利技术涉及一种用于电磁装置的套筒，该套筒包括：圆筒形壁，该圆筒形壁形成用于接收磁性柱塞的空腔，并且被构造成被电磁体包围；其中圆筒形壁由非铁磁材料制成，并且包括填充有铁磁材料的至少一个外部凹槽。铁磁材料显示出大于100的相对磁导率(μ/μ0)，优选大于500，更优选大于1000。非铁磁材料的相对磁导率(μ/μ0)等于或低于1。根据优选实施例，填充至少一个凹槽的铁磁材料冶金结合到形成至少一个凹槽的非铁磁材料。根据优选实施例，非铁磁材料是不锈钢，铁磁材料是铁和/或铁氧体。根据优选实施例，至少一个凹槽仅在邻近所述凹槽的圆筒形壁的一部分厚度上径向延伸，使得所述凹槽的底部由厚度减小的非铁磁材料部分形成。根据优选实施例，减小的厚度小于邻近至少一个凹槽的圆筒形壁的厚度的30％，优选小于20％，更优选小于15％。根据优选实施例，至少一个凹槽显示出径向向外张开的梯形横截面。根据优选实施例，圆筒形壁具有内表面和外表面，所述表面中的至少一个在所述至少一个凹槽上以及在所述凹槽的每一侧处显示出恒定的轴向直径。根据优选实施例，圆筒形壁在一个轴向端处包括紧固元件，该紧固元件包括以下之一：外螺纹、内螺纹、外肩部或其任意组合。本专利技术还涉及一种电磁装置，包括套筒；容纳在套筒中的磁性柱塞；安装在套筒周围的电磁体，该电磁体被构造成用于磁性致动柱塞；其中套筒是根据本专利技术所述的。根据优选实施例，电磁装置还包括安装在腔的一个开口端处的套筒上的铁磁材料的插头，所述插头与磁性柱塞一起形成气隙。根据优选实施例，电磁装置还包括铁磁轭，该铁磁轭与套筒和磁性柱塞一起形成围绕电磁体的磁路，所述轭接触在至少一个凹槽中的铁磁材料。根据优选实施例，套筒是第一套筒，轭包括第二套筒，所述套筒安装在至少一个凹槽周围并由铁磁材料制成。根据优选实施例，第二套筒包括与至少一个凹槽接触的第一部分和在距第一套筒一径向距离处轴向延伸的第二部分，以便形成容纳电磁体的空腔。根据优选实施例，在任何操作位置，磁性柱塞轴向位于至少一个凹槽的前面。根据优选实施例，电磁装置是阀，并且还包括容纳在套筒中的关闭元件，该关闭元件附接到磁性柱塞，并且具有被配置为与阀座配合的前表面。根据优选实施例，关闭元件是主关闭元件，该主关闭元件具有将前表面和相反的后表面流体互连的通道，该装置还包括与主关闭元件的后表面上的导引座配合的导引关闭元件，磁性柱塞包括附接到导引关闭元件的芯部和附接到主关闭元件的反向芯部。本专利技术还涉及一种制造用于电磁装置的套筒的方法，包括以下步骤：(a)在第一材料的杆状坯件上形成至少一个外部凹槽；(b)通过焊接工艺用第二材料填充至少一个凹槽；(c)加工坯件的外表面和可选的内表面，以形成套筒；其中第一材料是非铁磁性的，第二材料是铁磁性的。根据优选实施例，步骤(c)包括形成延伸穿过整个坯件的孔。根据优选实施例，在步骤(a)中，坯件是平的。本专利技术的优点本专利技术特别有趣，因为它提供了一种用于电磁装置(如致动器或阀)的套筒，该套筒抗脆化，易于制造，并促进由装置的电磁体感应的磁场的发展。通过主要由非铁磁性材料制成，套筒可以由从抗脆化的材料中选择的材料制成，例如不锈钢。此外，圆筒形壁不需要很薄，相反，它可以足够厚以自支撑由套筒内的高压产生的约束。套筒的窄的几何公差可以实现，因为用铁磁材料填充凹槽的操作可以使用普通的杆状坯件或至少厚壁坯件来实现。套筒可以具有一个以上填充铁磁材料的凹槽。在这种情况下，磁场可以通过这些凹槽中的一个进入空腔，并通过这些凹槽中的另一个离开所述空腔。在这种情况下，套筒的空腔可以在一端封闭，即由盲孔形成。附图说明图1是根据本专利技术的电磁阀的剖视图；图2是图1的阀的操作部分的剖视图，该阀处于关闭位置；图3是图2的阀的操作部分的剖视图，类似于图1，处于打开前的中间位置；图4是的图1的阀的操作部分的剖视图，类似于图2和图3，处于完全打开位置；图5至7示出了制造第一套筒8.1的不同步骤。具体实施方式图1以剖视图示出了根据本专利技术的电磁阀。阀2包括操作部件4和连接到其上的连接器6。操作部件4基本上包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电磁装置(2，4)的套筒(8.1)，包括形成用于接收磁性柱塞(16，30)的空腔的圆筒形壁，并且被构造成被电磁体(10)包围；/n其特征在于/n圆筒形壁由非铁磁材料制成，并且包括填充有铁磁材料的至少一个外部凹槽(8.1.3)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 LU LU1005761.一种用于电磁装置(2，4)的套筒(8.1)，包括形成用于接收磁性柱塞(16，30)的空腔的圆筒形壁，并且被构造成被电磁体(10)包围；
其特征在于
圆筒形壁由非铁磁材料制成，并且包括填充有铁磁材料的至少一个外部凹槽(8.1.3)。


2.根据权利要求1所述的套筒(8.1)，其中填充所述至少一个凹槽的铁磁材料冶金结合到形成所述至少一个凹槽的非铁磁材料。


3.根据权利要求1和2之一的套筒(8.1)，其中非铁磁材料是不锈钢，铁磁材料是铁和/或铁氧体。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的套筒(8.1)，其中，所述至少一个凹槽(8.1.3)仅在邻近所述凹槽的圆筒形壁的一部分厚度上径向延伸，使得所述凹槽的底部由厚度减小的非铁磁材料(8.1.4)形成。


5.根据权利要求4所述的套筒(8.1)，其中，减小的厚度小于邻近所述至少一个凹槽的圆筒形壁的厚度的30％。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的套筒(8.1)，其中，所述至少一个凹槽(8.1.3)显示出径向向外张开的梯形横截面。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的套筒(8.1)，其中，所述圆筒形壁具有内表面和外表面，所述表面中的至少一个在所述至少一个凹槽(8.1.3)上以及在所述凹槽的每一侧处显示出恒定的轴向直径。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的套筒(8.1)，其中，所述圆筒形壁在一个轴向端部(8.1.5)处包括紧固元件，该紧固元件由以下之一构成：外螺纹、内螺纹、外肩部，或其任意组合。


9.一种电磁装置(2，4)包括：
套筒(8.1)；
容纳在套筒(8.1)中的磁性柱塞(16，30)；
电磁体(10)，安装在套筒(8.1)周围，并构造成用于磁性致动该柱塞(16，30)；
其特征在于
套筒(8.1)是根据权利要求1至8中任一项所述的。


10.根据权利要求9所述的电磁装置(2，4)，还包括安装在所述腔的一个开口轴向端(8.1.5)处的套筒(8.1)上的铁磁材料的插头(34)，所述插头与磁性柱塞(16，30)形成气隙(40)。


11...

【专利技术属性】
技术研发人员：S塞伦，P施密茨，
申请(专利权)人：卢森堡专利公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU