专利名称：用于板式结构吸气阀的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1特征部分所述的板式结构吸气阀的工作方法。本发明还涉及一种按权利要求6特征部分所述的用于实施此方法的设备。
由专利文件DE 679714已知一种电磁控制的板式结构吸气阀。其中阀板用作电磁铁的衔铁，所以阀板的位置可通过控制电磁线圈确定。这种已知吸气阀的缺点是，阀板倾向于粘贴在电磁铁的磁轭上，这种就不能保证吸气阀可靠地尤其是迅速地工作。此外，需要设置相对于阀座方向的电磁隔离装置，以防止起衔铁作用的阀板粘贴在阀座上。这种磁的隔离装置是有缺点的，它使成本提高和因阀板引起的冲击造成磁的隔离装置严重的磨损，这就大大缩短了吸气阀的维修间隔时间。
本发明的目的是提出一种能更好地控制和更加经济的吸气阀。
此目的通过权利要求1特征部分所述的方法来达到。从属权利要求2至5涉及本方法其它有利的设计。此目的进一步通过按权利要求6特征部分所述的设备来达到。从属权利要求7至10涉及按本发明的设备的其它有利的设计。
此目的主要借助于这样的方法达到，即，阀板通过装在阀门开度定位器内的电磁铁固定，以及，为了释放阀板，电磁铁用衰减的交变电流控制，以便使阀板至少部分去磁，所以使阀板可靠地脱离阀门开度定位器及阀板不会粘贴靠在阀座上。按本发明的设备有一个带电磁线圈的阀门开度定位器，以及还有一个控制器，以便控制电磁线圈和尤其是提供衰减的交变电流。
下面借助实施例详细说明本发明。其中
图1板式结构吸气阀的分解图；图2电子控制器；图3a通过阀门开度定位器环状体的横截面；图3b通过带阻尼板和阀板的阀门开度定位器环状体的另一种横截面；图3c通过带阻尼板和阀板的阀门开度定位器环状体的另一种横截面；图3d通过另一种实施例的阀门开度定位器环状体的横截面；图4板式结构吸气阀控制曲线；图5另一种板式结构吸气阀控制方法的控制曲线；图6阀板由多个环状阀板部分组成的吸气阀另一种实施例。
图1在分解图中表示了一种吸气阀1，它包括一个也称为阀座板的阀座2、阀板3、阻尼板4和阀门开度定位器6。这些部分用一个公共的中心螺钉7固定在一起。阻尼板4有一些用于穿过弹簧5的孔4d，弹簧5在阀门开度定位器6与阀板之间作用。吸气阀1可以有或也可以没有阻尼板4进行工作。阀门开度定位器6有多个环状体6a，它们全都互相连接在一起。每个环状体6a有一个沿周向延伸的槽6b，环槽6b内装有电导体，电导体构成电磁线圈9。
图3a表示通过带环槽6b的环状体6a的横截面，所以环状体6a具有环状体磁轭的形状。电磁线圈9装在环槽内并构成电磁铁。按图3a的实施例的环状体6a在其面朝阀板3的那一侧有一覆盖层9a，它使被电磁线圈8所占用的内腔对外密封地隔离，以防电磁线圈9进入污物或有害气体。电磁线圈9由控制器8控制，从而形成一个磁场，而阀板3则被此磁场所吸引。阀板3构成了电磁铁的衔铁。
图2表示了控制器8，它有一调制器8a，控制器通过电线8b与一转角传感器连接，通过另一电线8b与一个或多个电磁线圈9连接。
在图4中示意表示了被控制器8处理后的测量信号和控制器8所产生的控制信号的变化过程。水平轴表示时间进程t或活塞式压缩机的转角ω，最上面的曲线表示阀门在打开和关闭的两种工作状态下的位置，中间的曲线表示转角传感器的转角信号，下面的曲线表示由控制器8供给电磁线圈的励磁电流I。响应转角传感器10的信号在电磁线圈9中施加励磁电流，其结果是阀板3被阀门开度定位器6吸引，所以阀门被打开。此时同时控制器8实施第一个控制阶段11a，促使阀门开度定位器6磁化。现在吸气阀1在一个可任意选择的时间范围内可以保持开启状态。为了关闭吸气阀1最好再次利用转角传感器10的信号，控制器8在这一信号后开始电磁铁9的第二个控制阶段11b，此时借助于调制器8a产生一个逐渐衰减的交变电流，这一电流输给电磁线圈9，以便使阀板3和/或阀门开度定位器6去磁。由于去磁所以切断了阀板3与阀门开度定位器6之间的那个固定力，尤其是防止了因剩余磁性力使这两个部分互相粘贴在一起。在吸气阀1关闭时，阀板3压向阀座2。在这种情况下阀板3被直接贴靠在阀座2上，所以这两个金属制的构件之间形成直接接触。由于阀板3先行去磁，所以不存在阀板3粘贴在阀座2上的危险。通常阀座2、阀板3和阀门开度定位器6用具有硬磁特性的不锈钢制成。在阀座2、阀板3和阀门开度定位器6之间不加任何磁性的隔离材料，所以阀板3和阀门开度定位器6的去磁是有利的，以保证吸气阀1完美地工作。此外，按本发明借助于用于去磁的调制器8a控制电磁线圈9的方法有一个优点，即去磁可在极短的时间内完成，从而有可能非常快速地开关吸气阀1。吸气阀1尤其可以这样控制，即，在例如压缩机的预定的旋转圈数期间可以保持阀门1开启，而在另一个可任选的旋转圈数期间阀门1可以按自动地开和关的工作模式工作。因此就有可能无级地调整吸气阀1的输送量。
图5示意表示另一种控制方法的过程和阀门1的位置。水平轴表示时间进程t或与时间进程等效的活塞式压缩机转角ω。借助于转角传感器10测量转角信号。吸气阀1与活塞式压缩机结合的工作特征是已知的。尤其是已知，在一个与转角信号相关的固定的转角Δ后阀门完全打开，以及阀板3贴靠在阀门开度定位器6上。只有在阀门1完全打开及阀板3贴靠在阀门开度定位器6上时，电磁线圈9才通过控制器8在第一个控制阶段11a中首先用励磁电流I活化。因此可以非常可靠和用较小的磁力固定阀板3。在活塞式压缩机自动工作期间，阀板3在例如120度的转角范围内贴靠在阀门开度定位器6上。在一个转角信号后，电磁线圈9只有在保证整个第二个控制阶段11b是在一个阀板3在自动工作期间贴个靠在阀门开度定位器6上的转角范围内发生的情况下，才在第二个控制阶段11b中通过控制器8输入一种逐渐衰减的交变电流。因此，在第二个控制阶段11b中阀板3没有提前与电磁线圈9的影响区分开及阀板3可以彻底去磁。
按图1的吸气阀1可配备有阻尼板4或也可没有阻尼板4。按图5的控制方法是针对没有阻尼板4的吸气阀1说明的。若吸气阀1还应有一阻尼板4，则在按图5的控制方法中阻尼板4设在阀板3与阀门开度定位器6之间，所以在阀门1完全打开时阻尼板4贴靠在阀门开度定位器6上，而阀板3贴靠在此阻尼板4上。除此之外在控制方法上没有任何不同。
图3b表示通过设计为环状体磁轭6c的环状体6a的另一种横截面。在所表示的这种实施例中，吸气阀有一阻尼板4，其中，阻尼板如图1所示由多个互相连接起来的环状体4a组成。按图3b的实施例，环状体4a设计为它面朝环状体磁轭6c的那一侧呈U形。这种结构促使磁通更多地通过阀板3流动，从而可使阀板3更好地被电磁铁9吸引。
图3c表示具有阻尼板4的吸气阀1的另一种实施例。为了改善在环状体磁轭6c与阀板3之间的磁通，阻尼板4的环状体4a有一间隙4c，从而如图1所示形成了两个环状体部分4b。间隙4c最好相对于中心螺钉7同心地延伸。
图3d表示通过环状体6a的另一种横截面，其中环状体磁轭6c设计为呈V形延伸，所以整个电磁线圈9埋入一个隔离的覆盖层9a内。
吸气阀1为了工作至少需要一个装在阀门开度定位器6内的电磁线圈9。最好采用多个装在同心地延伸的环状体6a内的电磁线圈9，以便在阀板3上作用有更大的力。电磁线圈9可由控制器8控制以使所有的电磁线圈产生一个同极伸展的磁场，或也可以使相邻电磁线圈产生反极的磁场。按本发明的用于操纵板式结构吸气阀1阀板3的设备至少包括一个阀门开度定位器6和一个电子控制器8。此设备可与阀座2、阀板3和弹性构件5一起组合成一吸气阀1。按本发明的设备也适用于已有的吸气阀，以便将其改装成可控制的吸气阀1。在这种情况下，已有的阀门开度定位器6用图1所示的带电磁线圈9的阀门开度定位器6来代替，并将这些电磁线圈与控制器8连接起来。因此一个现有的吸气阀1可通过简便和廉价的方式加以改造。按本发明的设备和吸气阀1尤其可应用于活塞式压缩机。按本发明的设备允许活塞式压缩机各个压缩腔的输送量与其它压缩腔无关地及无级地改变和调整。
图6表示吸气阀1的另一种实施例，它包括阀座2和阀板3，该阀板3由多个单个的同心排列的环状结构的阀板部分3a、3b组成，以及还包括阀门开度定位器6和装在此阀门开度定位器6的环状体6a内的电磁线圈9。将阀板部分3a、3b在静止位置压向阀座2的弹簧5在图中没有表示。在电磁线圈9被操纵时，装在电磁线圈9下面的各个阀板部分3a、3b、3c被在上面的设计为U形的环状体6a吸引。电磁线圈9可共同控制，所以全部阀板部分3a、3b、3c可作用相同地工作。但电磁线圈9也可被控制为使其中一个阀板部分3a、3b、3c，例如阀板部分3a、3b，通过操纵电磁线圈9固定在阀门开度定位器6上，而在此期间阀板部分3c按正常运动地打开或关闭，因为装在阀板部分3c上方的电磁线圈9并未活化。
阀板部分3a、3b、3c用铁磁性金属如铁制成，或用铁磁性塑料或用一种含铁磁性金属的塑料制造。
权利要求
1.无级调整板式结构的吸气阀(1)流量的方法，吸气阀(1)有一阀板(3)，阀板(3)由装在阀门开度定位器(6)内的电磁铁(9)操纵，其中，电磁铁(9)控制成这样，即，在第一个控制阶段(11a)阀板(3)牢固地贴靠和锁定在阀门开度定位器(6)上或装在阀门开度定位器(6)与阀板(3)之间的阻尼板(4)上；以及，在第二个控制阶段(11b)电磁铁(9)用衰减的交变电流控制，以便使阀板(3)至少部分去磁，从而释放阀板(3)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为当阀板(3)处于开启状态时电磁铁(9)活化。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征为只有当阀板(3)单独或与阻尼板(4)一起贴靠在阀门开度定位器(6)上时，电磁铁(9)才活化或钝化。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为电磁铁(9)被控制为使阀板(3)在压缩机预定的循环次数时保持开启，以及在压缩机预定的循环次数时阀板(3)在电磁铁(9)不起作用的情况下自由振荡。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征为阀板(3)由多个同心排列的阀板部分(3a、3b)组成，它们由电磁铁(9)逐个地或共同地控制。
6.借助于按权利要求1至5之一所述方法操纵板式结构的吸气阀(1)阀板(3)的设备，设备由阀门开度定位器(6)和电子控制器(8)组成，其中，阀门开度定位器(6)由一环状体(6a)构成，环状体(6a)有一个沿周向延伸的环槽(6b)和装在环槽(6b)内的电磁线圈(9)，所以环状体(6a)构成了电磁铁的环状体磁轭(6c)；以及，其中，电磁线圈(9)与控制器(8)连接，以便吸引构成电磁铁衔铁的阀板(3)。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征为电子控制器(8)至少有一个产生衰减交变电流的调制器(8a)，该交变电流可加在电磁线圈(9)中，以便使环状体磁轭(6c)和/或起衔铁作用的阀板(3)去磁。
8.按照权利要求6或7所述的设备，其特征为阀门开度定位器(6)有多个同心排列具有电磁线圈(9)的环状体(6a)；以及，电磁线圈(9)可由控制器(8)同极地或反极地控制。
9.板式结构的吸气阀(1)包括一个阀座(2)，一块带阀门弹簧(5)的阀板(3)以及一个按照权利要求6至8之一的设备，其中，阀板(3)和阀座(2)可直接重叠。
10.按照权利要求9所述的板式结构的吸气阀(1)，其特征为在阀板(3)与阀门开度定位器(6)之间装有阻尼板(4)。
11.按照权利要求9或10所述的板式结构的吸气阀(1)，其特征为阻尼板(4)有多个同心延伸的环状体(4a)，它们全都互相连接起来，以及它们在面朝阀门开度定位器(6)的那一侧设计成U形。
12.按照权利要求9或10所述的板式结构的吸气阀(1)，其特征为阻尼板(4)有多个同心延伸的环状体(4a)，它们全都互相连接起来，其中至少一个环状体(4a)由两个被一个最好同心延伸的间隙(4c)隔开的环状体部分(4b)组成。
13.按照权利要求9至12之一所述的板式结构的吸气阀(1)，其特征为阀座(2)、阀板(3)和阀门开度定位器(6)用不锈钢制造，尤其是一种具有硬磁特性的钢制造。
14.按照权利要求9至13之一所述的板式结构的吸气阀(1)，其特征为阀板(3)由多个单个的设计为环状的同心延伸地排列的阀板部分(3a、3b)组成。
15.具有按照权利要求6至14之一所述设备的活塞式压缩机借助于按照权利要求1至5之一所述方法工作。
全文摘要
本发明涉及无级调整板式结构的吸气阀(1)流量的方法,吸气阀有一阀板(3),阀板由装在阀门开度定位器(6)内的电磁铁(9)操纵,其中,电磁铁(9)被控制为,在第一个控制阶段(11a)使阀板(3)牢固地贴靠和锁定在阀门开度定位器(6)上或装在阀门开度定位器(6)与阀板(3)之间的阻尼板(4)上;以及,在第二个控制阶段(11b)电磁铁(9)用衰减的交变电流控制,以便使阀板(3)去磁,从而释放阀板(3)。
文档编号F04B39/10GK1198803SQ96197371
公开日1998年11月11日 申请日期1996年10月1日 优先权日1995年10月3日
发明者G·沙姆兰德, C·克勒尔 申请人:苏舍-布尔克哈特机械制造有限公司