下文描述的實施例涉及閥，且更確切地說涉及具有極片的可移動磁體致動器閥。

背景技術(shù)：

閥通常使用將閥部件按壓至預(yù)設(shè)位置的偏置彈簧。舉例來說，2-端口常閉(NC)閥利用偏置彈簧以將閥部件按壓至底座中以流體地解耦兩個端口。NC閥中的致動器將閥部件移離底座以打開NC閥，以使得流體可在兩個端口之間流動。致動器通常是電磁或氣動的。電磁致動器可具有繞被耦接到閥部件上的可移動磁體的線圈(例如，電磁線圈)。線圈中的電流感生磁場，該磁場拉動可移動磁體和閥部件遠離閥座。當電流斷開時，偏置彈簧將閥部件按壓回閥座中。

偏置彈簧具有非期望特征。舉例來說，由于偏置彈簧中的不可避免變化或容限，最大偏置力和最小偏置力可大大變化。在預(yù)設(shè)位置中，偏置彈簧使用最小偏置力按壓閥部件。最小偏置力必須足以防止流體通過孔口泄漏。當通過致動器將閥部件完全地移離底座時，呈現(xiàn)最大偏置力。通常在閥被完全地組裝之后進行測試以測量最大偏置力及相應(yīng)的流體流量。有些時候，測試表明，當閥被致動時，最大偏置力導(dǎo)致閥部件沒有完全地打開從而限定了流體流量。也就是說，致動器不能夠完全地壓縮偏置彈簧。

閥可使用靜止偏置磁體以提供將閥部件按壓至底座中的偏置力。在此布置中，偏置磁體可安置于底座附近以將可移動磁體和閥部件拉動至底座中。也可在可移動磁體的另一端采用第二偏置磁體以將閥部件推動至底座中。然而，偏置磁體可干擾線圈或螺線管并增加閥的故障容限(例如，增加故障的可能性)。偏置磁體也增加閥的復(fù)雜性。

磁路可用于提供偏置力。舉例來說，在本領(lǐng)域中已知的是，安置于由磁性材料構(gòu)成的圓柱中的磁體將具有趨于使可移動磁體朝向圓柱的中心移動的磁阻力。已研發(fā)出采用這種現(xiàn)象的致動器。與致動器相比，閥一定要必要地抵抗流體力，諸如閥部件上的壓差。此外，閥通常需要在打開位置中滿足低功率要求。舉例來說，可能需要具有可移動磁體部件的閥，以保持打開且具有對線圈的最少電流，即使流體力趨于將閥部件偏置到關(guān)閉位置。

因此，需要具有極片的可移動磁體致動器閥。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

提供一種可移動磁體致動器閥。根據(jù)實施例，可移動磁體致動器閥包括：閥體，包括第一流體端口和第二流體端口；孔口，其流體地耦接第一流體端口和第二流體端口；及線圈組件，其耦接到閥體且適用于攜載形成電流感生磁場的電流?？梢苿哟朋w致動器閥進一步包括：安置在線圈組件中且適用于在該線圈組件中線性地移動以選擇性地壓抵孔口的磁體組件；以及適用于在該磁體組件上形成磁極力的極片。

提供一種通過可移動磁體致動器閥門控制流體的方法。根據(jù)實施例，該方法包括：提供流體地耦接在可移動磁體致動器閥上的第一流體端口和第二流體端口的第一孔口；形成將電流感生力施加到磁體組件以將磁體組件移離第一孔口的電流感生磁場；以及用極片在磁體組件上形成磁極力，該磁極力使磁體組件保持在移離第一孔口的位置中。

提供一種形成可移動磁體致動器閥的方法。根據(jù)實施例，該方法包括：提供流體地耦接在可移動磁體致動器閥上的第一流體端口和第二流體端口的孔口，提供相對于孔口可移動的以選擇性地流體地耦接第一流體端口和第二流體端口的磁體組件。該方法進一步包括將磁極力施加到磁體組件，并在定位磁體組件時測量磁極力。

方面

根據(jù)一方面，一種可移動磁體致動器閥門(100-1800)包括：閥體(110)，其包括第一流體端口(112-1812)和第二流體端口(114-1814)；孔口(118-1818)，其流體地耦接該第一流體端口(112-1812)和該第二流體端口(114-1814)；線圈組件(130-1830)，其耦接到該閥體(110)且適用于攜載形成電流感生磁場的電流；磁體組件(140-1840)，其安置在該線圈組件(130-1830)中且適用于在該線圈組件(130-1830)中線性地移動以選擇性地壓抵該孔口(118-1818)；和極片(150-1850)，其適用于在該磁體組件(140-1840)上形成磁極力(Fo)。

優(yōu)選地，可移動磁體致動器閥(100-1800)進一步包括繞磁體組件(140-1840)的磁路(120-1820)，該磁路(120-1820)適用于在磁體組件(140-1840)上感生磁阻力(Fr)。

優(yōu)選地，當線圈組件(130-1830)中的電流約為零時，磁極力(Fo)固持磁體組件(140-1840)遠離孔口(118-1818)。

優(yōu)選地，可移動磁體致動器閥(100-1800)進一步包括流體地耦接到第二流體端口(1614)的第二孔口(1618b)，其中當線圈組件(1630)中的電流約為零時，磁極力(Fo)使磁體組件(1640)壓抵第二孔口(1618b)。

優(yōu)選地，可移動磁體致動器閥(100-1800)進一步包括安置于磁體組件(140)與極片(150)之間的偏置彈簧(160)，該偏置彈簧將彈簧力(Fs)施加到磁體組件(140)。

優(yōu)選地，線圈組件(1830)包括兩個線圈(1832a、1832b)且磁體組件(1840)的零偏置點(CO)在兩個線圈(1832a、1832b)之間。

優(yōu)選地，磁體組件(1840)的零偏置點(CO)在兩個線圈(1832a、1832b)之間大致等距。

優(yōu)選地，可移動磁體致動器閥(100-1800)進一步包括安置于磁路(120)與磁體組件(140)之間的線軸(170)，其中線軸(170)適用于固持線圈組件(130)。

優(yōu)選地，磁體組件(140-1840)包括耦接到密封件(144-1844)的磁體(142-1842)，其中該磁體(142-1842)使密封件(144-1844)壓抵第一孔口(118-1818)或第二孔口(1618b)。

根據(jù)另一方面，通過可移動磁體致動器閥控制流體的方法包括：提供流體地耦接在可移動磁體致動器閥上的第一流體端口和第二流體端口的第一孔口；形成電流感生磁場，其將電流感生力施加到磁體組件以將磁體組件移離第一孔口；以及在用極片在磁體組件上形成磁極力，該磁極力使磁體組件保持在移離第一孔口的位置中。

優(yōu)選地，通過可移動磁體致動器閥控制流體的方法進一步包括用磁極力來使磁體組件壓抵第二流體孔口。

優(yōu)選地，通過可移動磁體致動器閥控制流體的方法進一步包括當將磁體組件移離第一孔口時，減小電流感生力到大致為零。

優(yōu)選地，通過可移動磁體致動器閥控制流體的方法進一步包括使用彈簧力而朝向第一孔口偏置磁體組件。

優(yōu)選地，通過可移動磁體致動器閥控制流體的方法進一步包括用磁阻力而朝向第一孔口偏置磁體組件。

根據(jù)一方面，形成可移動磁體致動器閥(100-1800)的方法包括：提供孔口(118-1818)，該孔口(118-1818)流體地耦接在可移動磁體致動器閥(100-1800)上的第一流體端口(112-1812)和第二流體端口(114-1814)的；提供磁體組件(140-1840)，該磁體組件(140-1840)相對于孔口(118-1818)可移動以選擇性地流體地耦接第一流體端口(112-1812)和第二流體端口(114-1814)；以及提供適用于將磁極力施加到磁體組件(140-1840)的極片(150-1850)，且在定位磁體組件(140-1840)時測量磁極力。

優(yōu)選地，形成可移動磁體致動器閥(100-1800)的方法進一步包括相對于磁體組件(140-1840)定位極片(150-1850)，以使得當沒有電流感生力被施加到磁體組件(118-1818)時，磁極力使磁體組件(140-1840)固持在遠離孔口(118-1818)的位置中。

優(yōu)選地，形成可移動磁體致動器閥(100-1800)的方法進一步包括施加偏置力，該偏置力朝向孔口(118-1818)按壓磁體組件。

優(yōu)選地，偏置力包括繞磁體組件(140-1840)的磁路(120-1820)的磁阻力。

優(yōu)選地，偏置力包括通過彈簧(160)施加到磁體組件(140)的彈簧力。

附圖說明

在所有圖式上，相同參考標號表示相同元件。應(yīng)理解，圖式未必按比例繪制。

圖1示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥100的透視圖。

圖2示出在圖1中示出的區(qū)段2-2處所截取的具有極片的可移動磁體致動器閥100的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖3和圖4示出可移動磁體致動器閥100的框圖。

圖5和圖6示出根據(jù)實施例的可移動磁體致動器閥100的另一框圖。

圖7是具有兩個曲線的圖表700，其將由極片150所致的磁體組件140上的力與不存在極片150時的磁體組件上的力進行比較。

圖8示出根據(jù)實施例的具有極片850的可移動磁體致動器閥800的框圖表示。

圖9示出根據(jù)實施例的具有極片950的可移動磁體致動器閥900的框圖表示。

圖10示出根據(jù)實施例的具有極片1050的可移動磁體致動器閥1000的框圖表示。

圖11示出根據(jù)實施例的具有極片1150的可移動磁體致動器閥1100的框圖表示。

圖12示出根據(jù)實施例的具有極片1250的可移動磁體致動器閥1200的框圖表示。

圖13示出根據(jù)實施例的具有極片1350的可移動磁體致動器閥1300的框圖表示。

圖14示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥1400的框圖表示。

圖15示出根據(jù)實施例的具有極片1550的可移動磁體致動器閥1500的框圖表示。

圖16和圖17示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥1600的框圖表示。

圖18示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥1800的示意圖。

圖19示出根據(jù)實施例的可移動磁體致動器閥的力-位移圖1900。

具體實施方式

圖1至圖19以及以下描述描繪特定實例以教示所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員如何制作和使用具有極片的可移動磁體致動器閥的實施例的最佳模式。出于教示發(fā)明性原理的目的，已簡化或省略一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將從這些實例中理解處于本說明書的范圍內(nèi)的變化。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，下文描述的特征可以通過不同方式組合以形成具有極片的可移動磁體致動器閥的多個變體。因此，下文描述的實施例不限于下文描述的具體實例，而是僅由權(quán)利要求書及其等效物限制。

圖1示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥100的透視圖?？梢苿哟朋w致動器閥100示出具有閥體110。閥體110包含第一流體端口112和第二流體端口114。閥體110被耦接到磁路120。線圈組件130被安置于磁路120內(nèi)部。線圈組件130示出為大致在磁路120的中心。還示出極片150，其被耦接到接近磁路120的第二遠端的線圈組件130。可移動磁體致動器閥100示出為具有軸X-X。在圖1的實施例中，軸X-X延伸穿過可移動磁體致動器閥100的縱向長度的軸向中心。

圖2示出在圖1中所示的區(qū)段2-2處所截取的具有極片的可移動磁體致動器閥100的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖2所示，可移動磁體致動器閥100包含由第一流體端口112和第二流體端口114構(gòu)成的閥體110。在所示的實施例中，線圈組件130安置于磁路120中。在磁路120的第一遠端處，磁路120被耦接到閥體110。磁體組件140安置于線圈組件130中。偏置彈簧160安置于磁體組件140與接近磁路120的第二遠端的極片150之間。線軸170安置于磁路120與磁體組件140之間。

示出磁路120、線圈組件130和磁體組件140具有繞可移動磁體致動器閥100的X-X軸同心地安置的圓柱形形狀。示出磁路120為大體上繞線圈組件130、磁體組件140和線軸170。還示出線圈組件130在磁路120中為幾何學(xué)上地居中。然而，在替代實施例中，磁路120可以不是大體上繞線圈組件130或磁體組件140。同樣，可采用不同形狀(例如矩形)或布置。舉例來說，線圈組件130可在磁路120中偏移。另外地或可替代地，可不采用線軸170。可以多種方式(諸如燒焊或壓配合)將磁路120和線軸170耦接到閥體110上?？捎媚z粘劑或任何其它合適的方法將線圈組件130耦接到磁路120或線軸170。

閥體110可由非磁性材料(諸如黃銅)構(gòu)成?？蓪㈤y體110中的第一流體端口112耦接到流體源(諸如壓縮空氣或類似者)。可將第二流體端口114流體地耦接到使用流體的設(shè)備。第一流體端口112和第二流體端口114可為螺紋開口，然而也可采用任何適合的流體連接構(gòu)件。孔口118可以是經(jīng)尺寸設(shè)定以調(diào)節(jié)流體的流量的開口。盡管示出恒定大小的孔口118，但仍可采用任何適合孔口及/或尺寸。舉例來說，在替代實施例中，可采用可變流量孔口。

磁路120由具有較低磁阻的磁性材料構(gòu)成。磁性材料可以是本領(lǐng)域中已知的“軟”磁性材料。外部磁場(諸如由磁體組件140生成的電場)可感生磁路120中的輔助磁場。由于當與(例如)閥體110或線圈組件130相比時，磁性材料的相對低的磁阻，來自磁體組件140的磁場也被集中到磁路120中。

線圈組件130適用于攜載形成電流感生磁場的電流?？赏ㄟ^耦接到線圈組件130中的線圈的線圈引線131來接收電流。線圈組件130可由兩個線圈構(gòu)成：接近孔口118的第一線圈132a和接近極片150的第二線圈132b。盡管示出兩個線圈132a、132b，但在替代實施例中，線圈組件130可由單個或多個線圈構(gòu)成。兩個線圈132a和132b示出為以繞磁體組件140的同心布置而被線軸170固持。

磁體組件140適用于在線圈組件130中線性地移動。如將在下文更詳細解釋，當線圈組件130不攜載電流時，磁體組件140通過包括磁阻力Fr的偏置力Fb來壓抵孔口118。磁體組件140在圖2中示出為包含耦接到密封件144的磁體142。密封件144壓抵孔口118。在替代實施例中，密封件144可能不存在。舉例來說，在替代實施例中，磁體組件140可包括可充當密封件的磁體142。另外地或可替代地，磁體組件140可包括多個磁體142。舉例來說，多個磁體可以環(huán)圈同心地布置且具有在相同方向上定向的磁級。在磁體組件140與線軸170之間的是致動空間148，其中磁體組件140可移動，如將在下文更詳細描述的。

極片150可由適用于形成輔助磁場的磁性材料構(gòu)成。極片150可從通過線圈組件130形成的電流感生磁場來形成輔助磁場。示出極片150為具有部分地嵌入至線軸170中的環(huán)面形狀。在替代實施例中，極片150可具有替代性形狀。舉例來說，替代極片可具有扁平圓盤形狀。另外地或可替代地，極片150可耦接到磁體組件140以及偏置彈簧160。

偏置彈簧160可將彈簧力Fs施加到磁體組件140。彈簧力Fs可朝向孔口118定向，但在替代實施例中彈簧力Fs可在其它方向上定向。示出偏置彈簧160為與軸X-X同軸的螺旋彈簧。還示出偏置彈簧160為壓抵磁體組件140和線軸170。在圖2所示的關(guān)閉位置中，偏置彈簧160將磁體組件140按壓至孔口118中。參見圖3和圖4更詳細描述作用于磁體組件140上的彈簧力Fs和其它力。

仍然參見圖2，線軸170適用于固持線圈組件130且由非磁性材料(諸如黃銅或塑料)構(gòu)成。O形環(huán)172安置于閥體110與線軸170之間。O形環(huán)172防止流體從可移動磁體致動器閥100泄漏。在替代實施例中，可不采用O形環(huán)172。在此類實施例中，可將線軸170附接至閥體110以提供流體密封件。舉例來說，線軸170與閥體110之間的燒焊或壓配合可防止流體流動穿過可移動磁體致動器閥100。

前述描述具有極片150的可移動磁體致動器閥100的特征。下文描述磁體組件140上的力以及可移動磁體致動器閥的替代實施例中的磁體組件。為幫助理解磁體組件上的力，實施例在圖式中被表示為框圖。

圖3和圖4示出可移動磁體致動器閥100的框圖。框圖說明根據(jù)實施例施加到磁體組件140的力。在所示的實施例中，可移動磁體致動器閥100包含磁路120，其繞線圈組件130和磁體組件140安置。出于清楚起見，未示出閥體110的框圖表示。彈簧160安置于磁體組件140與極片150之間。還示出兩個線圈132a、132b。磁體組件140示出為具有磁體142和密封件144。

在圖3中，在關(guān)閉位置中，磁體組件140壓抵孔口118。磁體組件140可歸因于朝向孔口118定向的彈簧力Fs而壓抵孔口118。同樣朝向孔口118定向的是流體壓力Fp和磁阻力Fr。彈簧力Fs、流體壓力Fp和磁阻力Fr使磁體組件140被按壓至孔口118中。磁體組件140被按壓至孔口118中可防止流體流動穿過孔口118。

在圖4中，通過致動力Fa使磁體組件140移離孔口118至打開位置。致動力Fa朝向極片150，然而在替代實施例中致動力Fa可朝向不同方向。致動力Fa可包括磁極力Fo和在磁體142上施加力的電流感生磁場。因此，圖4所示的致動力Fa可對應(yīng)于線圈組件130中的初始電流值。當磁體組件140處于打開位置中時，流體可流動穿過孔口118。

歸因于從圖3所示的關(guān)閉位置到圖4所示的打開位置的移動，偏置彈簧160被壓縮。當偏置彈簧160被壓縮時，彈簧力Fs增加，其通過從圖3到圖4經(jīng)增加的箭頭大小來說明。還可以理解到的是，當磁體組件140從關(guān)閉位置移動至打開位置時，流體壓力Fp減小。歸因于(例如)由流動穿過孔口118的流體壓力所致的第一流體端口112與第二流體端口114之間的差分流體壓力的減小，流體壓力Fp可減小。

盡管圖3和圖4中未示出，但磁極力Fo隨著磁體組件140從關(guān)閉位置移動至打開位置而增加，可依靠其而將磁體組件140固持在圖4所示的打開位置中，如將在下文更詳細描述。

圖5和圖6示出根據(jù)實施例的可移動磁體致動器閥100的另一框圖。示出可移動磁體致動器閥100但不示出彈簧160和致動力Fa，以使得可示出磁極力Fo。在圖5中，磁體組件140處于關(guān)閉位置中。在圖6中，歸因于參見圖3和圖4所描述的致動力Fa，磁體組件140朝向極片150移動。如在圖6中可見，磁極力Fo的量值隨著磁體組件140越接近極片150而增加。這是由于在磁體組件140與極片150之間的距離減小。

可以了解到的是，磁極力Fo的增加可足以防止磁體組件140移動，以減少或消除線圈組件130中的電流。舉例來說，當磁體組件140處于關(guān)閉位置中時，通過線圈組件130的電流可處于致動電流值以將磁體組件140移離孔口118。當磁體組件140到達圖6所示的打開位置時，通過線圈組件130的電流可減小至小于初始電流值的保持電流值。在一些實施例中，保持電流值可大致為零。處于保持電流值時，磁體組件140可以是靜止的。因此，可將磁體組件140保持在圖6所示的打開位置中。

下面，將參考圖7更詳細描述在圖5和圖6所示的開啟位置與關(guān)閉位置之間的磁體組件140的位移以及在具有和不具有極片150的磁體組件140上的力之間的比較。

圖7是具有兩個曲線的圖表700，其將磁體組件140上由極片150所引起的力與不存在極片150時的磁體組件140上的力進行比較。圖表700包含力軸710，其示出在平行于軸X-X的方向上的磁體組件140上的力的量值。力的量值在-70克力至10克力(表示為“gr”)的范圍內(nèi)。負值表明力經(jīng)導(dǎo)引遠離孔口118。正值表明力經(jīng)導(dǎo)引朝向孔口118。圖表700還包含位置軸720，其示出磁體組件140相對于孔口118的位置。位置軸720在0mm至-2.5mm的范圍內(nèi)。位置軸720上的負值表明磁體組件140被移離孔口118的距離。圖表700包含磁極曲線730和非磁極曲線740。圖表700中還示出關(guān)閉位置數(shù)據(jù)點750和打開位置數(shù)據(jù)點760。曲線730、740為示例性的且在替代實施例中可不同。

參見圖7所示的實施例，在位置軸720上的位置0處(其對應(yīng)于圖3和圖5中所示的關(guān)閉位置)，對于具有極片150的可移動磁體致動器閥100和不具有極片的閥二者而言，磁體組件140上的力大致為-60克力。如前文中所討論的，力的負值表明作用于磁體組件140的凈力經(jīng)導(dǎo)引遠離孔口118。因此，磁體組件140將移動遠離孔口118。

隨著磁體組件140被移離孔口118，磁體組件140與孔口118之間的距離增加。隨著距離增加，磁極曲線730和非磁極曲線740二者趨向于位置軸720。然而，磁極曲線730不像非磁極曲線740一樣快的趨向于位置軸720。

在位置軸720軸上的位置-2(其對應(yīng)于圖4和圖6所示的完全打開位置)處，磁體組件140上的力大致為-22gr。在無極片150的情況下，磁體組件140上的力為零。在可移動磁體致動器閥100中，磁體組件140因為(例如)到達線軸170而可以不繼續(xù)移離孔口118。此外，磁體組件140上的-22gr的力可主要包括通過極片150感生的磁極力Fo。因此，磁體組件140可保持在圖4和圖6所示的完全打開位置。

盡管前述描述電流在磁體組件140到達打開位置時減小，但可在任何磁體組件140的位置處采用任何合適電流值。舉例來說，在磁體組件140移動的同時，電流可從致動電流減小到保持電流值。也可使用(例如)彈簧常數(shù)k和彈簧160的其它屬性來選擇磁體組件140的各種位置處的電流值。

也可采用其它參數(shù)和屬性以選擇電流值。舉例來說，替代性極片可具有不同形狀、大小和位置。另外地或可替代地，替代性磁路可具有耦接到極片的不同形狀，且可能不是替代性可移動磁體致動器閥的部分。以下圖8至圖13說明使用不同屬性和參數(shù)的替代實施例。

圖8示出根據(jù)實施例的具有極片850的可移動磁體致動器閥800的框圖表示。可移動磁體致動器閥800包含第一流體端口812和第二流體端口814。如圖8所示，磁體組件840安置于線圈組件830中。線圈組件830包括第一線圈832a和第二線圈832b。磁體組件840包含磁體842和壓抵孔口818的密封件844。與前面所描述的可移動磁體致動器閥100相比，可移動磁體致動器閥800不包含磁路120。通過彈簧860將磁體組件840固持在關(guān)閉位置中?？蛇x擇彈簧860的彈簧常數(shù)以確保磁體組件840保持壓抵孔口818。

圖9示出根據(jù)實施例的具有極片950的可移動磁體致動器閥900的框圖表示?？梢苿哟朋w致動器閥900包含第一流體端口912和第二流體端口914。如圖9所示，磁體組件940安置于線圈組件930中。線圈組件930包括第一線圈932a和第二線圈932b。磁體組件940包含磁體942和壓抵孔口918的密封件944。與前面所描述的可移動磁體致動器閥100相比，磁路920和極片950為單一件。此外，極片950示出為更厚且具有開口。

圖10示出根據(jù)實施例的具有極片1050的可移動磁體致動器閥1000的框圖表示。可移動磁體致動器閥1000包含第一流體端口1012和第二流體端口1014。如圖10所示，磁體組件1040安置于線圈組件1030中。線圈組件1030包括第一線圈1032a和第二線圈1032b。磁體組件1040包含磁體1042和壓抵孔口1018的密封件1044。與前面所描述的可移動磁體致動器閥100相比，極片1050與磁路1020一體地形成。此外，極片1050不具有開口且厚度約為參見圖2至圖6所描述的極片150的厚度。

圖11示出根據(jù)實施例的具有極片1150的可移動磁體致動器閥1100的框圖表示?？梢苿哟朋w致動器閥1100包含第一流體端口1112和第二流體端口1114。如圖11所示，磁體組件1140安置于線圈組件1130中。線圈組件1130包括第一線圈1132a和第二線圈1132b。磁體組件1140包含磁體1142和在打開位置中遠離孔口1118布置的密封件1144。極片1150示出為移離極片位置1150'。極片位置1150'可對應(yīng)于圖2至圖6所示的極片150的位置。因此，在距離它們相應(yīng)的磁體組件140、1140相同的相對距離下，磁體組件1140上的磁極力Fo可小于磁體組件140上的磁極力Fo。可選擇極片1150的位置以提供當磁體組件1140在距孔口1118的給定位置處時所要的磁極力Fo的量。

可通過各種方式設(shè)置極片1150的位置。舉例來說，可通過線軸(未示出)將極片1150螺紋地耦接到線圈組件1130。因此，對極片1150進行轉(zhuǎn)動可將極片1150移動至所要位置。在一些實施例中，可在測試可移動磁體致動器閥1100期間確定極片1150的位置，從而獲得所需磁極力Fo或其它變量，諸如流體壓力或汲取電流。舉例來說，當磁體組件1140處于完全打開位置時，可能需要具有提供給線圈組件130的零保持電流。定位極片1150可提供足夠磁極力Fo以允許零保持電流。也可在設(shè)計、制造或其它時間(諸如在安裝于設(shè)備上之后)期間確定極片1150的位置。

圖12示出根據(jù)實施例的具有極片1250的可移動磁體致動器閥1200的框圖表示?？梢苿哟朋w致動器閥1200包含第一流體端口1212和第二流體端口1214。如圖12所示，磁體組件1240安置于線圈組件1230中。線圈組件1230包括第一線圈1232a和第二線圈1232b。磁體組件1240包含磁體1242和在打開位置中遠離孔口1218布置的密封件1244。極片1250示出為大于圖2至圖6所示的極片150。因此，在距離它們相應(yīng)的磁體組件140、1240相同的相對距離下，磁體組件1240上的磁極力Fo可大于磁體組件140上的磁極力Fo?？蛇x擇極片1250的厚度以提供當磁體組件1240在距極片1250的相對距離處時所要的磁極力Fo的量。

圖13示出根據(jù)實施例的具有極片1350的可移動磁體致動器閥1300的框圖表示?？梢苿哟朋w致動器閥1300包含第一流體端口1312和第二流體端口1314。如圖13所示，磁體組件1340安置于線圈組件1330中。線圈組件1330包括第一線圈1332a和第二線圈1332b。磁體組件1340包含磁體1342和在打開位置中遠離孔口1318布置的密封件1344。極片1350示出為比參見圖2至圖6所描述的極片150更厚，但具有開口并具有較小塊體。因此，在距它們相應(yīng)的磁體組件140、1340相同的相對距離下，磁體組件1340上的磁極力Fo可小于磁體組件140上的磁極力Fo?？蛇x擇極片1350中的開口的厚度和大小以提供當磁體組件1340在距極片1350的給定距離時所要的磁極力Fo的量。

極片850-1250的位置、大小和形式可隨其它參數(shù)變化，諸如磁體組件840-1240的中心偏移或彈簧160的彈簧常數(shù)。在下文參照圖14和圖15更詳細描述這些參數(shù)。

圖14示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥1400的框圖表示?？梢苿哟朋w致動器閥1400包含第一流體端口1412和第二流體端口1414。如圖14所示，磁體組件1440安置于線圈組件1430中。線圈組件1430包括第一線圈1432a和第二線圈1432b。磁體組件1440包含磁體1442和壓抵孔口1418的密封件1444。極片1450安置在磁體組件1440上?？梢苿哟朋w致動器閥1400采用磁路1420，該磁路1420提供將磁體組件1440按壓至孔口1418中的磁阻力Fr。更確切地說，磁體組件1440從磁路1420的中心偏移，如在下文更詳細描述的。

來自磁體組件1440的磁場集中在磁路1420中并感生輔助磁場。這是由于磁路1420的相對較低的磁性磁阻。輔助磁場和磁場的密度在磁體組件1440上形成磁阻力Fr。磁阻力Fr的量值可與磁路1420的磁性磁阻和來自磁體組件1440的磁場的強度成反比。舉例來說，對于給定CM-CO偏移，磁路1420的磁性磁阻越低，磁阻力Fr的量值越高。

磁阻力Fr趨向于最小化磁體中心CM與零偏置點CO之間的距離。換句話說，磁阻力Fr是從磁體中心CM導(dǎo)引到零偏置點CO的力向量。因此，當磁體組件1440(例如)從孔口1418偏移時，磁阻力Fr朝向零偏置點CO按壓磁體組件1440。這使得將磁體組件1440按壓至孔口1418中。由于可移動磁體致動器閥1400不包含偏置彈簧，因此偏置力Fb與磁阻力Fr成比例或等于磁阻力Fr。因此，可不必在可移動磁體致動器閥1400中采用彈簧。

圖15示出根據(jù)實施例的具有極片1550的可移動磁體致動器閥1500的框圖表示?？梢苿哟朋w致動器閥1500包含第一流體端口1512和第二流體端口1514。如圖15所示，磁體組件1540安置于線圈組件1530中。線圈組件1530包括第一線圈1532a和第二線圈1532b。磁體組件1540包含磁體1542和壓抵孔口1518的密封件1544。極片1550安置在磁體組件1540上?？梢苿哟朋w致動器閥1500采用將磁體組件1540按壓至孔口1518中的彈簧1560。盡管未示出，彈簧1560也可壓抵閥體以提供彈簧力Fs。彈簧力Fs示出為引導(dǎo)朝向孔口1518的磁體1542中的箭頭。因此，可不采用磁路。

前述實施例描述雙端口閥的各種實施例。其它實施例，諸如在以下描述的那些，可包括三個或更多個端口。

圖16和圖17示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥1600的框圖表示。可移動磁體致動器閥1600包含第一流體端口1612a、1612b的部分和第二流體端口1614。如圖16所示，磁體組件1640安置于線圈組件1630中。線圈組件1630包括第一線圈1632a和第二線圈1632b。磁體組件1640包含磁體1642。磁體組件1640還包含可分別地壓抵第一孔口1618a和第二孔口1618b的第一密封件1644a和第二密封件1644b。極片1650安置在磁體組件1640上。可移動磁體致動器閥1600采用提供磁阻力的磁路1620，該磁阻力朝向磁路1620的中心偏置磁體組件1640。

在圖16所示的位置中，磁體組件1640壓抵第二孔口1618b。具體地說，磁體組件1640上的第二密封件1644b壓抵第二孔口1618b。第一密封件1644a被移離第一孔口1618a。由于線圈組件1630中的電流(其將電流感生力施加到磁體組件1640)和經(jīng)導(dǎo)引朝向第二孔口1618b的磁極力，磁體組件1640可壓抵第二孔口1618b。如也可從圖16理解到的，磁體組件1640在磁路1620中偏移。因此，磁體組件1640經(jīng)受朝向磁路1620的中心偏置磁體組件1640的磁阻力。

電流感生力和磁極力可足以克服可移動磁體致動器閥1600中的磁阻力以及任何差分流體壓力。類似于參見圖1至圖6和圖8圖至圖14所描述的實施例，可以設(shè)定極片1650的大小和位置以最小化用以將磁體組件1640固持在圖16所示的位置中而所需的電流。因此，需要有限的維持電流以將磁體組件1640維持在圖16所示的位置中。

在圖17所示的位置中，磁體組件1640壓抵第一孔口1618a。具體地說，磁體組件1640上的第一密封件1644a壓抵第一孔口1618a。第二密封件1644b被移離第二孔口1618b。如前文中參見圖1至圖15所討論的，磁體組件1640上的磁極力當磁體組件1640移離極片1650越遠而減小。因此，在圖17所示的位置中，磁阻力可足以克服磁極力和任何其它力，諸如磁體組件1640上的流體壓力等。

可通過各種方法(諸如按壓配件、超音波熔接或類似者)來形成在前面參見圖1至圖17所描述的實施例以及其它實施例。以下示出示例性實施例，其中線軸的部分為超音波熔接的，且同時測量磁體組件中的參數(shù)以確保力以所要量作用于磁體組件。

圖18示出根據(jù)實施例的具有極片的可移動磁體致動器閥1800的示意性表示。如所示，具有極片的可移動磁體致動器閥1800包含閥體1810，該閥體1810包括第一流體端口1812和第二流體端口1814。閥體1810也可包含接口1816和連接器開口1817。磁路1820被耦接到閥體1810上并且線圈組件1830安置于磁路1820中。磁體組件1840安置于線圈組件1830中。極片1850安置于線圈組件1830附近。線軸1860安置于磁路1820與磁體組件1840之間。

示出磁路1820、線圈組件1830、磁體組件1840、極片1850和線軸1860為具有繞可移動磁體致動器閥1800的軸X同心地布置的圓柱形形狀。示出磁路1820為大體上繞線圈組件1830、磁體組件1840和線軸1860。還示出線圈組件1830在磁路1820中為幾何學(xué)上的居中。然而，在替代實施例中，磁路1820可不大體上繞線圈組件1830或磁體組件1840。同樣，可采用不同形狀(例如，矩形)或布置。舉例來說，線圈組件1830可在磁路1820中偏移。另外地或可替代地，可不采用線軸1860?？梢远喾N方式(諸如燒焊或壓配合)將磁路1820和線軸1860耦接到閥體1810?？捎媚z粘劑或任何其它合適的方法將線圈組件1830耦接到磁路1820或線軸1860。

圖18還示出磁路1820的零偏置點CO和磁體組件1840的磁體中心CM。磁體中心CM是磁體1842的幾何中心。當磁阻力為零時，零偏置點CO是磁體中心CM的方位。零偏置點CO通常繞磁路1820的幾何中心。如圖18所示，零偏置點CO在線圈組件1830的幾何中心處或其附近。也就是說，零偏置點CO示出為在兩個線圈1832a、1832b之間等距。磁體中心CM也示出為從零偏置點CO偏移?？赏ㄟ^磁體1842、密封件1844的長度和繞磁體1842的包封1846的厚度確定偏移。

圖19示出根據(jù)實施例的可移動磁體致動器閥的力-位移圖1900。力-位移圖1900具有示出為具有單位為克力(表示為“[gr]”)的垂直線的力軸1910。力軸1910具有用范圍介于-80.000至60.000(其對應(yīng)于-80克力至60克力)的數(shù)字來標記的垂直間隔線。力-位移圖1900還具有示出為與力軸1910相交的單位為毫米(表示為“[mm]”)的水平直線的位置軸1920。位置軸1920具有帶有范圍介于0至-2(其對應(yīng)于0mm和-2mm)的數(shù)字的tic標記。在力-位移圖1900中示出三個曲線1930：偏置力曲線1932、低轉(zhuǎn)數(shù)曲線1934和高轉(zhuǎn)數(shù)曲線1936。

力-位移圖1900可對應(yīng)于可移動磁體致動器閥1800的實施例，其中線圈組件1830在磁路1820中居中。線圈組件1830具有串聯(lián)連接的兩個線圈1832a、1832b。兩個線圈1832a、1832b在其相應(yīng)的卷繞中具有相同數(shù)量的對置匝。

位置軸1920中的數(shù)字是磁體中心CM距零偏置點CO的經(jīng)測量的距離(CM-CO偏移)。力軸1910表示磁體組件1840上的經(jīng)測量的力。力軸1910中的正值數(shù)字表示指向零偏置點CO的經(jīng)測量的力。負值數(shù)字表示指向遠離零偏置點CO的經(jīng)測量的力，其可朝向磁極1850。當線圈組件1830中不存在電流時，經(jīng)測量的力大致等于偏置力Fb。當線圈組件1830中存在電流時，經(jīng)測量的力大致等于偏置力Fb加致動力Fa。

偏置力曲線1932示出當線圈組件1830中不存在電流時磁體組件1840上的經(jīng)測量的力。偏置力曲線1932因此表示由來自磁路1820的磁阻力構(gòu)成的偏置力Fb。如可見，當CM-CO偏移為零時，偏置力Fb為零。偏置力Fb隨著CM-CO偏移增加而增加(例如，磁體組件1840從孔口1818移開)。偏置力曲線1932因此示出偏置力Fb始終被導(dǎo)引朝向零偏置點CO。其結(jié)果是，當線圈組件1830不存在電流時，磁體組件1840將趨于移向孔口1818。偏置力曲線1932也示出偏置力Fb與CM-CO偏移之間的關(guān)系大體上是線性的。

低轉(zhuǎn)數(shù)曲線1934示出當兩個線圈1832a和1832b中(其卷繞中具有相應(yīng)的45.1和-45.1匝)存在電流時，磁體組件1840上的經(jīng)測量的力。低轉(zhuǎn)數(shù)曲線1934因此表示磁體組件1840上的偏置力Fb和致動力Fa(“低轉(zhuǎn)數(shù)力”)。低轉(zhuǎn)數(shù)曲線1934示出在CM-CO偏移為零時低轉(zhuǎn)數(shù)力經(jīng)導(dǎo)引遠離零偏置點CO。這將使得磁體組件1840從零偏置點CO移動。低轉(zhuǎn)數(shù)曲線1934也示出在CM-CO偏移為約-1.3mm時低轉(zhuǎn)數(shù)力的量值減小至零。其中低轉(zhuǎn)數(shù)力為零是關(guān)于其中致動力Fa等于偏置力Fb。進一步增加CM-CO偏移使得低轉(zhuǎn)數(shù)力指向零偏置點CO。磁體組件1840將因此趨于在低轉(zhuǎn)數(shù)曲線1934與“0”力線相交處或其附近終止移動。低轉(zhuǎn)數(shù)曲線1934也示出低轉(zhuǎn)數(shù)力與CM-CO偏移之間的關(guān)系大體上為線性的。

高轉(zhuǎn)數(shù)曲線1936示出當兩個線圈1832a和1832b中(在其卷繞中具有相應(yīng)的63.8和-63.8匝)存在電流時，磁體組件1840上的經(jīng)測量的力。高轉(zhuǎn)數(shù)曲線1936因此表示磁體組件1840上的偏置力Fb和致動力Fa(“高轉(zhuǎn)數(shù)力”)。高轉(zhuǎn)數(shù)曲線1936示出在CM-CO偏移為零時高轉(zhuǎn)數(shù)力經(jīng)導(dǎo)引遠離零偏置點CO。這將使得磁體組件1840從零偏置點CO移動。高轉(zhuǎn)數(shù)曲線1936也示出在CM-CO偏移為約-1.6mm時高轉(zhuǎn)數(shù)力的量值減小至零。其中高轉(zhuǎn)數(shù)力為零是關(guān)于其中致動力Fa等于偏置力Fb。進一步增加CM-CO偏移使得高轉(zhuǎn)數(shù)力指向零偏置點CO。磁體組件1840將因此趨于在高轉(zhuǎn)數(shù)曲線1936與“0”力線相交處或其附近終止移動。偏置力曲線1932也示出高轉(zhuǎn)數(shù)與CM-CO偏移之間的關(guān)系大體上為線性的。

現(xiàn)參看在前面參見圖1至圖18所描述的實施例，可通過選擇各種參數(shù)來確定偏置力Fb。舉例來說，在包含磁路的實施例中，偏置力Fb可包含來自磁體組件的零偏移的磁阻力。在具有彈簧160的實施例中，偏置力Fb可包含彈簧力Fs。偏置力Fb也可包含因流體端口112、114與1812、1814之間的壓差所致的流體壓力Fp。舉例來說，偏置力Fb可經(jīng)導(dǎo)引遠離磁極150-1850并朝向孔口118-1818。

致動力Fa可包含磁極力Fo和電流感生力。如果磁極力Fo和電流感生力大于偏置力Fb，那么致動力Fa和偏置Fb的總和可導(dǎo)引朝向磁極150-1550。舉例來說，在具有兩個端口的實施例中，致動力Fa可經(jīng)導(dǎo)引遠離孔口118-1818。因此，磁體組件140-1740可從孔口118-1818移動。如前文中所討論的，在最接近于極片150-1850的位置處的磁極力Fo大于零。線圈組件130-1830中的電流可因此減少至零。

可設(shè)定極片150-1850的大小和位置以使得磁極力Fo足以使線圈組件130-1830中的電流降到最小或零。舉例來說，參看圖11所描述的極片1150可通過(例如)對極片1150(其可為螺紋的)進行轉(zhuǎn)動來定位?？稍跍y量電流和其它參數(shù)(諸如磁體組件1140上的力)時設(shè)置極片1150的位置。可在制造或測試可移動磁體致動器閥1100期間進行測量。在相同或其它實施例中，諸如參見圖9和圖12所描述的實施例，極片950、1250可更厚并且因此分別在磁體組件940、1240上施加更多磁極力Fo。另外地或可替代地，直徑(諸如參見圖9和圖13所描述的極片950、1350中的開口的內(nèi)徑)也可與所需磁極力Fo相關(guān)。

參見包含磁阻力Fr的實施例(諸如圖18中所示的實施例)，形成可移動磁體致動器閥1800可包含定位磁體組件1840和磁路1820?？蛇M行定位以使得磁體中心和零偏置點的位置與其相應(yīng)的設(shè)計位置相同。舉例來說，可將磁體組件1840設(shè)置在磁路1820中以使得所制造的偏移約與本設(shè)計偏移相同?？赏ㄟ^磁體1842、密封件1844和包封1846的漸增的長度(長度是與導(dǎo)槽軸X同軸的尺寸)來放置磁體中心CM?？稍跇?gòu)造磁路1820期間定位零偏置點CO。

可使用超音波熔接方法進行定位。舉例來說，超音波熔接方法可使閥體1810振動以在線軸1860與閥體1810之間感生摩擦發(fā)熱。由于摩擦發(fā)熱，線軸1860與閥體1810之間的接口開始熔化。當接口熔化時，將磁體中心CM和零偏置點CO移動到其相應(yīng)的設(shè)計位置。一旦磁體中心CM和零偏置點CO處于其相應(yīng)的設(shè)計位置，即斷開超聲波振動以在線軸1860與閥體1810之間形成燒焊。在替代實施例中，可將其它部件(諸如磁路)焊接至閥體。

上述實施例提供具有極片150-1850的可移動磁體致動器閥100-1800。如前面所解釋的，可移動磁體致動器閥100-600和800-1800中的磁體組件140-1840可用有限的維持電流來保持處于關(guān)閉位置。因此，當被開啟或移動至最接近于極片150-1850的位置時，磁體組件140-1840可以鎖存在適當?shù)奈恢?。有限的電流可歸因于磁體組件140-1840越接近極片150-1850而磁極力Fo的增加。此外，由磁阻力Fr及/或彈簧力Fs構(gòu)成的偏置力Fb可將磁體組件140-1840維持在關(guān)閉位置中或最遠離極片150-1850的位置中。將磁體組件140-1840維持在關(guān)閉位置中也可需要有限的維持電流。

以上實施例的詳細描述是本發(fā)明人預(yù)期的在本說明書范圍內(nèi)的所有實施例的非窮盡描述。實際上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，上述實施例的某些元件可以通過不同方式組合或消除以產(chǎn)生另外的實施例，并且此類另外的實施例處于本說明書的范圍和教示內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將明白，上述實施例可以全部或部分組合以產(chǎn)生在本說明書的范圍和教示內(nèi)的額外實施例。

因此，雖然出于說明性目的在本文中描述了具體實施例，但如相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，各種等效修改在本說明書的范圍內(nèi)是可能的?？蓪⒈疚闹兴峁┲淌緝?nèi)容應(yīng)用到其它可移動磁體致動器閥，且不僅是上文所描述和附圖中所示出的實施例。因此，上述實施例的范圍應(yīng)根據(jù)以下權(quán)利要求確定。