[发明专利]用于氢气阀的电磁套筒

说明书

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)。

技术领域

本发明涉及电磁装置领域，如电磁致动器和阀，特别是其套筒。更具体地，本发明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。

背景技术

公开号为WO 2016/180737 A1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WO 2015/082469 A1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。

发明内容

技术问题

本发明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，本发明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

本发明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。