CN107919780B - 用于阀门定位器的力矩马达装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关一种用于阀门定位器的力矩马达装置，其包括：磁化成极性相反的一对磁化金属板，其隔离一定间距，相互平行设置；游动件，其两端分别位于所述一对磁化金属板之间，该游动件能够以设置在所述两端之间的铰链部为中心旋转；定以及定子，通过电流产生磁场，磁化所述游动件，其中，所述的游动件设置于所述的定子产生的磁力线上。发明的用于阀门定位器的力矩马达装置，更为容易调节控制阀的动作，使用寿命较高。

Description

用于阀门定位器的力矩马达装置

技术领域

本发明涉及一种利用电流转换成动能控制喷嘴开闭的用于阀门定位器的力矩马达装置，尤其涉及一种用于气动式位置控制器，通过微小电流调节控制阀的动作，并提高耐用性的用于阀门定位器的力矩马达装置。

背景技术

在气压式控制装置或气动调节器产品中，经常会用到将微小电信号转换为气压信号的技术。利用这种原理的例子比如，通过电信号控制喷嘴开闭档板的位移，来调节喷嘴和喷嘴开闭档板之间的间距，进而控制喷嘴开闭。即，当有电信号输入时，电流转换为类似档板控制装置的机械旋转力，进而转换为气压信号。

公开号10-2013-0070052的韩国专利申请公开了一种电气动转换装置。现有技术中虽然存在通过电气动转换装置使作用在喷嘴开闭档板的游动件旋转的技术应用，但是，游动件的磁性是由设置在游动件一端下面的永久磁铁所导致的，这种方式的游动件受到永久磁铁的较强吸引力，由此导致固定游动件的铰链产生不必要的强引力扭曲，随着使用时间的增加会导致铰链发生永久变形。这种缺点使得电气动转换装置的使用寿命显著降低，并且较难设置游动件的初始位置，有必要改进现有技术中的前述缺点。

发明内容

有鉴于上述现有技术所存在的缺陷，本发明的目的在于，提供一种用于阀门定位器的力矩马达装置，使其通过把各自磁化成相反极性的一对磁化金属板，平行安放在游动件两边上下位置，消除游动件受永久磁铁影响发生扭曲现象，方便调节，稳定形成游动件的磁场，提高使用寿命。

为了实现上述目的，依据本发明提出一种用于阀门定位器的力矩马达装置，其包括：磁化成极性相反的一对磁化金属板，该一对磁化金属板相隔一定间距，相互平行排列；游动件，两端分别位于所述一对磁化金属板之间，该游动件能够以设置在游动件两端之间的铰链部为中心旋转；以及定子，通过电流产生磁场，磁化该游动件，该游动件设置在该定子产生的磁力线上。

本发明还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的定子两端分别与所述的游动件的两端邻接，或者所述定子相互形成反极的两末端，分别与所述的游动磁的两端间隔一定距离重合。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的定子的两端分割为第一金属板和第二金属板，该游动件的两端分别与所述第一金属板和第二金属板邻接或间隔一定距离重合。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的定子两端分别设置于所述一对磁化金属板之间。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的一对磁化金属板分别抵接在永久磁铁的相反极。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的游动件的一侧设置至少一个开闭喷嘴的凸起部。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的凸起部可以贯通所述一对磁化金属板和所述定子并突出。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的铰链部由具有扭转弹性的材质构成，并将所述游动件固定在所述定子或所述磁化金属板。

前述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其中所述的定子由保磁率(矫顽力)低于所述一对磁化金属板的金属构成。

本发明提出一种用于阀门定位器的力矩马达装置，安装在为了控制采用喷嘴挡板方式的气动装置的控制阀上，更为容易的调节控制阀的动作，提高耐用性。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明的用于阀门定位器的力矩马达装置的优点是，在相隔一定距离平行排列的一对磁化金属板之间安放游动件，游动件不会受到集中于一侧或局部的磁场力，提高了使用寿命，游动件的两端之间形成具有扭转弹性的铰链部，稳定并容易旋转游动件，调节喷嘴的开闭。

附图说明

图1是本发明用于阀门定位器的力矩马达装置一实施例的立体示意图。

图2是图1用于阀门定位器的力矩马达装置的分解立体示意图。

图3是图1用于阀门定位器的力矩马达装置的A-A’向剖视示意图。

图4是本发明用于阀门定位器的力矩马达装置一实施例的局部放大示意图。

图5a、图5b分别是本发明用于阀门定位器的力矩马达装置的动作过程示意图。

图6是本发明用于阀门定位器的力矩马达装置另一实施例的剖视示意图。

图7是本发明用于阀门定位器的力矩马达装置再一实施例的剖视示意图。

1:用于阀门定位器的力矩马达装置 10:一对磁化金属板

21:定子 21a:第1金属板

21b:第2金属板 30:游动件

31:凸起部 40:铰链部

41:铰链部结合部 42:颈部

50:线圈结合部 C:线圈

M:永久磁铁

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于阀门定位器的力矩马达装置其具体实施方式、步骤、结构、特征及其功效详细说明。

以下参照图1至图4，详细说明本发明实施例的用于阀门定位器的力矩马达装置。

请参见图1至图4所示，本发明用于阀门定位器的力矩马达装置一实施例的立体示意图、分解立体示意图、A-A’向剖视示意图、局部放大示意图。

本发明一个实施例的用于阀门定位器的力矩马达装置1包括：磁化成磁极相反的一对磁化金属板10，相隔一定间距互相平行设置；游动件30，其两端分别位于该一对磁化金属板10之间，该游动件30能够以设置在两端之间的铰链部(40)为中心旋转；以及定子21，该定子21利用电流产生磁场磁化游动件(30),该游动件(30)设置在定子21产生的磁力线上。

前述的一对磁化金属板10间隔预定距离并相互平行设置；前述的游动件30以及定子21以所述一对磁化金属板10中心为基点呈中心对称排列。通过所述中心对称排列，所述游动件30和定子21均衡地受到所述一对磁化金属板10产生的磁场影响。特别是，所述的游动件30的主体部位位于所述一对磁化金属板10之间，所述游动件30均衡地受到所述一对磁化金属板10形成的磁场影响。因此，避免了所述一对磁化金属板10的磁力集中在游动件30局部或一侧，非常容易设置游动件30的初始位置，并且可以提升包含游动件30的用于阀门定位器的力矩马达装置1的使用寿命。

如图1所示，所述的一对磁化金属板10可以分别抵接永久磁铁M的相反极。通过位于所述一对磁化金属板10之间的永久磁铁M，所述的一对磁化金属板10被磁化成相反的磁极，所述的游动件30和定子21设置在被磁化的一对磁化金属板10之间。

所述的游动件30两端分别位于所述一对磁化金属板10之间，所述的游动件30和磁化游动件30的定子21按一定距离设置在磁化金属板10，所述游动件30和定子21分别可以按平板形状构成。

所述的定子21的两端连接线圈结合部50，所述的线圈结合部50的一部分缠绕线圈，线圈上有电流流动时，通过该电流产生磁场以磁化游动件30。通过电流产生的磁场，使定子21的两端部磁极相反。定子21的两端分别与游动件30的两端部分重叠，游动件30设置在定子21产生的磁力线上。因此，定子21产生的磁场传递到游动件30，游动件30被磁化。

工作时，所述一对磁化金属板10被永久磁铁磁化并决定极性，游动件30通过定子21的磁场磁化，因此，当转换定子21连接的线圈结合部50的电流方向时，游动件30的磁化极性也随之改变，进而使得游动件30的旋转。

请参见图3所示，所述的定子21的两端可以由间隔的第一金属板21a和第二金属板21b构成。由此，通过把定子21分为第一金属板21a和第二金属板21b，可以把磁场更有效的传递给游动件30。即，游动件30的两端分别设置在第一金属板21a和第二金属板21b之间，定子形成的磁场经由游动件30在第一金属板21a和第二金属板21b之间形成封闭的磁场。定子21分成第一金属板21a和第二金属板21b,该定子21设置呈与游动件30的两端间隔距离部分重叠，使的游动件30在第一金属板21a和第二金属板21b的共同作用下磁化，可以更有效和平衡地控制流经游动件30的磁场。

如图3所示，所述的游动件30两端设置在第一金属板21a和第二金属板21b之间，可以使得游动件30以设置在游动件30两端之间的铰链部40为轴线左右旋转(或者成为正反旋转)。所述游动件30的一侧可以设置至少一个开闭喷嘴的凸起部31，游动件30旋转时凸起部31突伸出所述一对磁化金属板10的上侧面，控制阀门喷嘴的开闭。

所述的凸起部31穿过所述一对磁化金属板10和定子21，或突出所述一对磁化金属板10的外部，经由凸起部31的伸出或突出部位，可以开闭位于凸起部31上方的喷嘴。

请参见图4所示，是除去一对磁化金属板10和定子21的一部分，可以看到游动件30内部结构的局部放大立体示意图。如图4所示，游动件30处于初始平衡状态时，凸起部31穿过磁化金属板10和定子21，凸起部31的上面和磁化金属板10的上面位于同一面。游动件30和形成定子21的第一金属板21a和第2金属板21b保持互不接触状态，所述游动件30被连接在上面的铰链部40所支撑。换句话说，支撑游动件30的结构是一个铰链，因此，可以由铰链部40支撑游动件30的旋转。

所述的铰链部40的一端连接在游动件30，另一端连接在铰链固定部41，由此可固定于定子21或所述一对磁化金属板10。所述的铰链部40形成有不与游动件30，定子21或一对磁化金属板10中任何一个接触的的颈部42，当位于磁力线上的游动件30旋转时，铰链部40的颈部42发生弹性扭转变形，该弹性扭转变形使铰链固定部41被定子21或磁化金属板10固定的状态下也可以让游动件30很容易的旋转。并且铰链部40本身由具有扭转弹性的材质制成，可以为发生旋转运动的游动件30提供恢复力，使其恢复到初始平衡状态。

以下参照图5a、图5b详细说明本发明的用于阀门定位器的力矩马达装置工作过程。

图5a、图5b是前述实施例的用于阀门定位器的力矩马达装置在电流方向转换时的动作示意图。

所述的用于阀门定位器的力矩马达装置1可以根据线圈结合部50上加载的电流方向控制游动件30的旋转。即，根据缠绕在线圈结合部50的线圈C的方向或电流方向，可以控制线圈结合部50以及定子21磁场方向，根据该磁场方向，可以控制游动件30的左侧或右侧的凸起部31的突出。如图5a、图5b所示，第一金属板21a和第二金属板21b之间形成可使游动件30发生旋转运动的隔离空间。游动件30位于该空间内，通过游动件30两端之间形成的铰链部40为中心，可进行正方旋转运动。

如图5a所示,沿着箭头方向形成线圈结合部50的磁场，游动件30也按该磁场方向形成磁场。所述的一对磁化金属板10被永久磁铁M磁化成永久磁铁的相反磁极。

比如一对磁化金属板10中，位于上端的磁化金属板10形成N极，位于下端的磁化金属板10形成S极状态。所述的一对磁化金属板10被永久磁铁决定了极性的状态下，线圈C流过电流，在包含线圈结合部50的定子21上形成磁场，通过该磁场，游动件30两端传递磁场，根据异性相吸的磁性原理，具有N极的磁化金属板10吸引具有S极的游动件30的一端，具有S极的磁化金属板10吸引具有N极的游动件30的另一端。因此，具有N极的位于上端的磁化金属板10，拉动具有S极的游动件30的一端，可以把游动件30的凸起部31，突出到磁化金属板10的外部。此时，形成在游动件30的两端之间的铰链部40发生弹性扭转，旋转游动件30。铰链部40发生弹性扭转，游动件30旋转时，游动件30的一端靠近第二金属板21b，游动件30的另一端靠近第一金属板21a。根据电气特性，游动件30收到距离近的定子20磁场，提高形成磁场的效率。

如图5b所示，通过改变缠绕在线圈结合部50的线圈方向或者改变电流方向，使游动件30反向旋转。反向缠绕线圈C,或者反向输入电流，线圈结合部50上形成的磁场与图5a磁场方向的相反，因此定子21的磁化极性也与图5a的方向相反。进而使得，经由定子21的磁场被磁化的游动件30也磁化成与图5a相反的极性。相反，所述的一对磁化金属板10被永久磁铁磁化，如果不改变永久磁铁的N/S极，一对磁化金属板10上形成的极性保持不变，因此一对磁化金属板10维持与图5a所示的相同极性状态。

综上所述，一对磁化金属板10中，位于上端的磁化金属板10形成N极，位于下端的磁化金属板10形成S极状态下，通过更换线圈的方向或者电流方向，改变游动件30的磁场方向时，所述的游动件30根据磁化金属板10的极性，也按图5a相反方向旋转。即，形成S极磁场的游动件的右侧凸起31，被吸引至形成N极的上端磁化金属板10方向，突出到磁化金属板10外部。

所述的定子21是由比所述的一对磁化金属板10的矫顽力低的金属构成，根据加载到线圈结合部50的磁场方向和大小，可以细致控制定游动件30的磁场变化，从而可以更为精确和稳定调节游动件30的动作。即，产生磁化现象时为了抵消被磁化的残留磁场，需要一定的磁场大小，即为矫顽力，定子21是有矫顽力比磁化金属板10低的金属构成，容易抵消定子21剩余磁场，容易用电流形成新的磁场。

根据磁化的残留磁性，虽然作用的磁力大小相同，但形成在磁性体的磁通密度也会受影响。即，作用的磁力大小增加时的磁通密度和磁力大小减小时的磁通密度通过分别不同路径形成，这种路径的差异叫滞后度，滞后度大的材质，磁化的残留磁力增加，因此通过微小电流信号难以控制磁场。但是游动件30由滞后度小的材质构成，可以把原有游动件30形成的磁化状态的影响力最小化。

如上所述，本发明可以精密控制游动件30的旋转，并且，经由永久磁铁磁化的一对磁化金属板10形成均匀的磁场，使得游动件30不会受到不必要的力，提高了用于阀门定位器的力矩马达装置1的使用寿命，能够在较佳的状态下控制游动件10的平衡。

请参阅图6、7所示，分别是本发明用于阀门定位器的力矩马达装置另外两个实施例。

另外两个实施例与前述实施例的区别主要在于定子21结构的不同，其他部件与前述实施例相同。因此，重点说明定子21的结构差异，对于已经在前述实施例中说明的相同构成部件，使用相同符号，并用前述内容替代，不再赘述。

请参见图6所示，本发明另一实施例的用于阀门定位器的力矩马达装置中，定子21的两个端部分别设置在所述一对磁化金属板10之间。此时，定子21可由一个金属板形成，所述定子21固定在一对磁化金属板10中位于下面的磁化金属板10上部。因此，比起前述实施例的定子21上下分别设置，可以缩短所述一对磁化金属板10的间距。即，通过减小一对磁化金属板10的间距，可以增强一对磁化金属板10的磁场力，进而提高游动件30产生的力矩，增加游动件30的旋转力。另外，如图7所示，定子21可以设置在一对磁化金属板10中位于上方侧的磁化金属板下方。这种情况也相同，可以缩短一对磁化金属板10的间距，增强一对磁化金属板10的磁场，进而提高游动件30的力矩，增加游动件30的旋转力。

综上所述，通过相同方式控制游动件30的旋转，通过凸起部31的突出，调节喷嘴的开闭。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然并非用以限定本发明实施的范围，依据本发明的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种用于阀门定位器的力矩马达装置，其特征在于其包括：

磁化成极性相反的一对磁化金属板，其隔离一定间距，相互平行设置；

游动件，其两端分别位于所述一对磁化金属板之间，该游动件能够以设置在所述两端之间的铰链部为中心旋转；以及

定子，通过电流产生磁场，磁化所述游动件，

其中，所述的游动件设置于所述的定子产生的磁力线上，

所述的定子的彼此相反极性的两端分别与所述的游动件的两端邻接，

所述的铰链部由具有扭转弹性的材料构成，所述的铰链部为板状并在中间部具有颈部，所述的铰链部的一端固定于所述游动件，另一端固定于所述定子或所述磁化金属板。

2.如权利要求1所述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其特征在于所述的定子的两端分为第一金属板和第二金属板，所述的游动件的两端分别与所述第一金属板和所述第二金属板邻接。

3.如权利要求1所述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其特征在于所述的定子的两端，分别设置在所述的一对磁化金属板之间。

4.如权利要求1所述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其特征在于所述的一对磁化金属板分别抵接在永久磁铁的相反磁极。

5.如权利要求1所述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其特征在于所述的游动件的一侧设置至少一个开闭喷嘴的凸起部。

6.如权利要求5所述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其特征在于所述的凸起部穿过所述的一对磁化金属板和所述的定子后突出。

7.如权利要求1所述的用于阀门定位器的力矩马达装置，其特征在于所述的定子由矫顽力低于所述一对磁化金属板的金属构成。

Images