專利名稱：用于板式結(jié)構(gòu)吸氣閥的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1特征部分所述的板式結(jié)構(gòu)吸氣閥的工作方法。本發(fā)明還涉及一種按權(quán)利要求6特征部分所述的用于實施此方法的設(shè)備。
由專利文件DE 679714已知一種電磁控制的板式結(jié)構(gòu)吸氣閥。其中閥板用作電磁鐵的銜鐵，所以閥板的位置可通過控制電磁線圈確定。這種已知吸氣閥的缺點是，閥板傾向于粘貼在電磁鐵的磁軛上，這種就不能保證吸氣閥可靠地尤其是迅速地工作。此外，需要設(shè)置相對于閥座方向的電磁隔離裝置，以防止起銜鐵作用的閥板粘貼在閥座上。這種磁的隔離裝置是有缺點的，它使成本提高和因閥板引起的沖擊造成磁的隔離裝置嚴(yán)重的磨損，這就大大縮短了吸氣閥的維修間隔時間。
本發(fā)明的目的是提出一種能更好地控制和更加經(jīng)濟(jì)的吸氣閥。
此目的通過權(quán)利要求1特征部分所述的方法來達(dá)到。從屬權(quán)利要求2至5涉及本方法其它有利的設(shè)計。此目的進(jìn)一步通過按權(quán)利要求6特征部分所述的設(shè)備來達(dá)到。從屬權(quán)利要求7至10涉及按本發(fā)明的設(shè)備的其它有利的設(shè)計。
此目的主要借助于這樣的方法達(dá)到，即，閥板通過裝在閥門開度定位器內(nèi)的電磁鐵固定，以及，為了釋放閥板，電磁鐵用衰減的交變電流控制，以便使閥板至少部分去磁，所以使閥板可靠地脫離閥門開度定位器及閥板不會粘貼靠在閥座上。按本發(fā)明的設(shè)備有一個帶電磁線圈的閥門開度定位器，以及還有一個控制器，以便控制電磁線圈和尤其是提供衰減的交變電流。
下面借助實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。其中

圖1板式結(jié)構(gòu)吸氣閥的分解圖；圖2電子控制器；圖3a通過閥門開度定位器環(huán)狀體的橫截面；圖3b通過帶阻尼板和閥板的閥門開度定位器環(huán)狀體的另一種橫截面；圖3c通過帶阻尼板和閥板的閥門開度定位器環(huán)狀體的另一種橫截面；圖3d通過另一種實施例的閥門開度定位器環(huán)狀體的橫截面；圖4板式結(jié)構(gòu)吸氣閥控制曲線；圖5另一種板式結(jié)構(gòu)吸氣閥控制方法的控制曲線；圖6閥板由多個環(huán)狀閥板部分組成的吸氣閥另一種實施例。
圖1在分解圖中表示了一種吸氣閥1，它包括一個也稱為閥座板的閥座2、閥板3、阻尼板4和閥門開度定位器6。這些部分用一個公共的中心螺釘7固定在一起。阻尼板4有一些用于穿過彈簧5的孔4d，彈簧5在閥門開度定位器6與閥板之間作用。吸氣閥1可以有或也可以沒有阻尼板4進(jìn)行工作。閥門開度定位器6有多個環(huán)狀體6a，它們?nèi)蓟ハ噙B接在一起。每個環(huán)狀體6a有一個沿周向延伸的槽6b，環(huán)槽6b內(nèi)裝有電導(dǎo)體，電導(dǎo)體構(gòu)成電磁線圈9。
圖3a表示通過帶環(huán)槽6b的環(huán)狀體6a的橫截面，所以環(huán)狀體6a具有環(huán)狀體磁軛的形狀。電磁線圈9裝在環(huán)槽內(nèi)并構(gòu)成電磁鐵。按圖3a的實施例的環(huán)狀體6a在其面朝閥板3的那一側(cè)有一覆蓋層9a，它使被電磁線圈8所占用的內(nèi)腔對外密封地隔離，以防電磁線圈9進(jìn)入污物或有害氣體。電磁線圈9由控制器8控制，從而形成一個磁場，而閥板3則被此磁場所吸引。閥板3構(gòu)成了電磁鐵的銜鐵。
圖2表示了控制器8，它有一調(diào)制器8a，控制器通過電線8b與一轉(zhuǎn)角傳感器連接，通過另一電線8b與一個或多個電磁線圈9連接。
在圖4中示意表示了被控制器8處理后的測量信號和控制器8所產(chǎn)生的控制信號的變化過程。水平軸表示時間進(jìn)程t或活塞式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)角ω，最上面的曲線表示閥門在打開和關(guān)閉的兩種工作狀態(tài)下的位置，中間的曲線表示轉(zhuǎn)角傳感器的轉(zhuǎn)角信號，下面的曲線表示由控制器8供給電磁線圈的勵磁電流I。響應(yīng)轉(zhuǎn)角傳感器10的信號在電磁線圈9中施加勵磁電流，其結(jié)果是閥板3被閥門開度定位器6吸引，所以閥門被打開。此時同時控制器8實施第一個控制階段11a，促使閥門開度定位器6磁化?，F(xiàn)在吸氣閥1在一個可任意選擇的時間范圍內(nèi)可以保持開啟狀態(tài)。為了關(guān)閉吸氣閥1最好再次利用轉(zhuǎn)角傳感器10的信號，控制器8在這一信號后開始電磁鐵9的第二個控制階段11b，此時借助于調(diào)制器8a產(chǎn)生一個逐漸衰減的交變電流，這一電流輸給電磁線圈9，以便使閥板3和/或閥門開度定位器6去磁。由于去磁所以切斷了閥板3與閥門開度定位器6之間的那個固定力，尤其是防止了因剩余磁性力使這兩個部分互相粘貼在一起。在吸氣閥1關(guān)閉時，閥板3壓向閥座2。在這種情況下閥板3被直接貼靠在閥座2上，所以這兩個金屬制的構(gòu)件之間形成直接接觸。由于閥板3先行去磁，所以不存在閥板3粘貼在閥座2上的危險。通常閥座2、閥板3和閥門開度定位器6用具有硬磁特性的不銹鋼制成。在閥座2、閥板3和閥門開度定位器6之間不加任何磁性的隔離材料，所以閥板3和閥門開度定位器6的去磁是有利的，以保證吸氣閥1完美地工作。此外，按本發(fā)明借助于用于去磁的調(diào)制器8a控制電磁線圈9的方法有一個優(yōu)點，即去磁可在極短的時間內(nèi)完成，從而有可能非?？焖俚亻_關(guān)吸氣閥1。吸氣閥1尤其可以這樣控制，即，在例如壓縮機(jī)的預(yù)定的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)期間可以保持閥門1開啟，而在另一個可任選的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)期間閥門1可以按自動地開和關(guān)的工作模式工作。因此就有可能無級地調(diào)整吸氣閥1的輸送量。
圖5示意表示另一種控制方法的過程和閥門1的位置。水平軸表示時間進(jìn)程t或與時間進(jìn)程等效的活塞式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)角ω。借助于轉(zhuǎn)角傳感器10測量轉(zhuǎn)角信號。吸氣閥1與活塞式壓縮機(jī)結(jié)合的工作特征是已知的。尤其是已知，在一個與轉(zhuǎn)角信號相關(guān)的固定的轉(zhuǎn)角Δ后閥門完全打開，以及閥板3貼靠在閥門開度定位器6上。只有在閥門1完全打開及閥板3貼靠在閥門開度定位器6上時，電磁線圈9才通過控制器8在第一個控制階段11a中首先用勵磁電流I活化。因此可以非?？煽亢陀幂^小的磁力固定閥板3。在活塞式壓縮機(jī)自動工作期間，閥板3在例如120度的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)貼靠在閥門開度定位器6上。在一個轉(zhuǎn)角信號后，電磁線圈9只有在保證整個第二個控制階段11b是在一個閥板3在自動工作期間貼個靠在閥門開度定位器6上的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)發(fā)生的情況下，才在第二個控制階段11b中通過控制器8輸入一種逐漸衰減的交變電流。因此，在第二個控制階段11b中閥板3沒有提前與電磁線圈9的影響區(qū)分開及閥板3可以徹底去磁。
按圖1的吸氣閥1可配備有阻尼板4或也可沒有阻尼板4。按圖5的控制方法是針對沒有阻尼板4的吸氣閥1說明的。若吸氣閥1還應(yīng)有一阻尼板4，則在按圖5的控制方法中阻尼板4設(shè)在閥板3與閥門開度定位器6之間，所以在閥門1完全打開時阻尼板4貼靠在閥門開度定位器6上，而閥板3貼靠在此阻尼板4上。除此之外在控制方法上沒有任何不同。
圖3b表示通過設(shè)計為環(huán)狀體磁軛6c的環(huán)狀體6a的另一種橫截面。在所表示的這種實施例中，吸氣閥有一阻尼板4，其中，阻尼板如圖1所示由多個互相連接起來的環(huán)狀體4a組成。按圖3b的實施例，環(huán)狀體4a設(shè)計為它面朝環(huán)狀體磁軛6c的那一側(cè)呈U形。這種結(jié)構(gòu)促使磁通更多地通過閥板3流動，從而可使閥板3更好地被電磁鐵9吸引。
圖3c表示具有阻尼板4的吸氣閥1的另一種實施例。為了改善在環(huán)狀體磁軛6c與閥板3之間的磁通，阻尼板4的環(huán)狀體4a有一間隙4c，從而如圖1所示形成了兩個環(huán)狀體部分4b。間隙4c最好相對于中心螺釘7同心地延伸。
圖3d表示通過環(huán)狀體6a的另一種橫截面，其中環(huán)狀體磁軛6c設(shè)計為呈V形延伸，所以整個電磁線圈9埋入一個隔離的覆蓋層9a內(nèi)。
吸氣閥1為了工作至少需要一個裝在閥門開度定位器6內(nèi)的電磁線圈9。最好采用多個裝在同心地延伸的環(huán)狀體6a內(nèi)的電磁線圈9，以便在閥板3上作用有更大的力。電磁線圈9可由控制器8控制以使所有的電磁線圈產(chǎn)生一個同極伸展的磁場，或也可以使相鄰電磁線圈產(chǎn)生反極的磁場。按本發(fā)明的用于操縱板式結(jié)構(gòu)吸氣閥1閥板3的設(shè)備至少包括一個閥門開度定位器6和一個電子控制器8。此設(shè)備可與閥座2、閥板3和彈性構(gòu)件5一起組合成一吸氣閥1。按本發(fā)明的設(shè)備也適用于已有的吸氣閥，以便將其改裝成可控制的吸氣閥1。在這種情況下，已有的閥門開度定位器6用圖1所示的帶電磁線圈9的閥門開度定位器6來代替，并將這些電磁線圈與控制器8連接起來。因此一個現(xiàn)有的吸氣閥1可通過簡便和廉價的方式加以改造。按本發(fā)明的設(shè)備和吸氣閥1尤其可應(yīng)用于活塞式壓縮機(jī)。按本發(fā)明的設(shè)備允許活塞式壓縮機(jī)各個壓縮腔的輸送量與其它壓縮腔無關(guān)地及無級地改變和調(diào)整。
圖6表示吸氣閥1的另一種實施例，它包括閥座2和閥板3，該閥板3由多個單個的同心排列的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的閥板部分3a、3b組成，以及還包括閥門開度定位器6和裝在此閥門開度定位器6的環(huán)狀體6a內(nèi)的電磁線圈9。將閥板部分3a、3b在靜止位置壓向閥座2的彈簧5在圖中沒有表示。在電磁線圈9被操縱時，裝在電磁線圈9下面的各個閥板部分3a、3b、3c被在上面的設(shè)計為U形的環(huán)狀體6a吸引。電磁線圈9可共同控制，所以全部閥板部分3a、3b、3c可作用相同地工作。但電磁線圈9也可被控制為使其中一個閥板部分3a、3b、3c，例如閥板部分3a、3b，通過操縱電磁線圈9固定在閥門開度定位器6上，而在此期間閥板部分3c按正常運動地打開或關(guān)閉，因為裝在閥板部分3c上方的電磁線圈9并未活化。
閥板部分3a、3b、3c用鐵磁性金屬如鐵制成，或用鐵磁性塑料或用一種含鐵磁性金屬的塑料制造。
權(quán)利要求
1.無級調(diào)整板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)流量的方法，吸氣閥(1)有一閥板(3)，閥板(3)由裝在閥門開度定位器(6)內(nèi)的電磁鐵(9)操縱，其中，電磁鐵(9)控制成這樣，即，在第一個控制階段(11a)閥板(3)牢固地貼靠和鎖定在閥門開度定位器(6)上或裝在閥門開度定位器(6)與閥板(3)之間的阻尼板(4)上；以及，在第二個控制階段(11b)電磁鐵(9)用衰減的交變電流控制，以便使閥板(3)至少部分去磁，從而釋放閥板(3)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為當(dāng)閥板(3)處于開啟狀態(tài)時電磁鐵(9)活化。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征為只有當(dāng)閥板(3)單獨或與阻尼板(4)一起貼靠在閥門開度定位器(6)上時，電磁鐵(9)才活化或鈍化。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征為電磁鐵(9)被控制為使閥板(3)在壓縮機(jī)預(yù)定的循環(huán)次數(shù)時保持開啟，以及在壓縮機(jī)預(yù)定的循環(huán)次數(shù)時閥板(3)在電磁鐵(9)不起作用的情況下自由振蕩。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征為閥板(3)由多個同心排列的閥板部分(3a、3b)組成，它們由電磁鐵(9)逐個地或共同地控制。
6.借助于按權(quán)利要求1至5之一所述方法操縱板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)閥板(3)的設(shè)備，設(shè)備由閥門開度定位器(6)和電子控制器(8)組成，其中，閥門開度定位器(6)由一環(huán)狀體(6a)構(gòu)成，環(huán)狀體(6a)有一個沿周向延伸的環(huán)槽(6b)和裝在環(huán)槽(6b)內(nèi)的電磁線圈(9)，所以環(huán)狀體(6a)構(gòu)成了電磁鐵的環(huán)狀體磁軛(6c)；以及，其中，電磁線圈(9)與控制器(8)連接，以便吸引構(gòu)成電磁鐵銜鐵的閥板(3)。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征為電子控制器(8)至少有一個產(chǎn)生衰減交變電流的調(diào)制器(8a)，該交變電流可加在電磁線圈(9)中，以便使環(huán)狀體磁軛(6c)和/或起銜鐵作用的閥板(3)去磁。
8.按照權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其特征為閥門開度定位器(6)有多個同心排列具有電磁線圈(9)的環(huán)狀體(6a)；以及，電磁線圈(9)可由控制器(8)同極地或反極地控制。
9.板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)包括一個閥座(2)，一塊帶閥門彈簧(5)的閥板(3)以及一個按照權(quán)利要求6至8之一的設(shè)備，其中，閥板(3)和閥座(2)可直接重疊。
10.按照權(quán)利要求9所述的板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)，其特征為在閥板(3)與閥門開度定位器(6)之間裝有阻尼板(4)。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)，其特征為阻尼板(4)有多個同心延伸的環(huán)狀體(4a)，它們?nèi)蓟ハ噙B接起來，以及它們在面朝閥門開度定位器(6)的那一側(cè)設(shè)計成U形。
12.按照權(quán)利要求9或10所述的板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)，其特征為阻尼板(4)有多個同心延伸的環(huán)狀體(4a)，它們?nèi)蓟ハ噙B接起來，其中至少一個環(huán)狀體(4a)由兩個被一個最好同心延伸的間隙(4c)隔開的環(huán)狀體部分(4b)組成。
13.按照權(quán)利要求9至12之一所述的板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)，其特征為閥座(2)、閥板(3)和閥門開度定位器(6)用不銹鋼制造，尤其是一種具有硬磁特性的鋼制造。
14.按照權(quán)利要求9至13之一所述的板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)，其特征為閥板(3)由多個單個的設(shè)計為環(huán)狀的同心延伸地排列的閥板部分(3a、3b)組成。
15.具有按照權(quán)利要求6至14之一所述設(shè)備的活塞式壓縮機(jī)借助于按照權(quán)利要求1至5之一所述方法工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及無級調(diào)整板式結(jié)構(gòu)的吸氣閥(1)流量的方法,吸氣閥有一閥板(3),閥板由裝在閥門開度定位器(6)內(nèi)的電磁鐵(9)操縱,其中,電磁鐵(9)被控制為,在第一個控制階段(11a)使閥板(3)牢固地貼靠和鎖定在閥門開度定位器(6)上或裝在閥門開度定位器(6)與閥板(3)之間的阻尼板(4)上;以及,在第二個控制階段(11b)電磁鐵(9)用衰減的交變電流控制,以便使閥板(3)去磁,從而釋放閥板(3)。
文檔編號F04B39/10GK1198803SQ96197371
公開日1998年11月11日 申請日期1996年10月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月3日
發(fā)明者G·沙姆蘭德, C·克勒爾 申請人:蘇舍-布爾克哈特機(jī)械制造有限公司