[发明专利]用于控制管道中流体流动的电磁阀

说明书

本发明是关于一种用来控制负载情况下在管道内的液态金属或金属合金的流动的电磁阀，该电磁阀包括一个用磁场可穿透的材料制成的管状体，围绕着该管状体，至少设置有一个多相激励线圈，以产生一个沿着所说的管状体的纵轴方向可调整的磁场。

在冶金术的领域内，例如，在工业铸造设备中，或在用于在钢铁制品上涂覆金属或金属合金涂层的设备中，例如热电镀装置，或在另外一些应用中，常常需要能控制液态金属或金属合金的流动，此时，所述金属或金属合金呈熔融状态，需要对其温度的上升作进一步的控制，或者，所述金属或金属合金在室温下就呈液态，例如水银。为了控制液体金属或金属合金的流动，习惯上利用机电或流体力学装置，如带有滑阀的喷管、注塞杆…等等。

由于这些装置中含有可滑动的机械构件，因此，这些装置需要相当大的投资和相对较高的维修费。

由于这个原因，一段时期来就提出采用电磁阀，这种电磁阀不包含任何可滑动的机械构件，该机械构件是用来控制负载情况下一种金属或金属合金在一管道内的流动的。这类电磁阀的工作原理类似于线性马达的原理，可滑动附件所起的作用，由上述流动要被控制的金属或金属合金来完成。在这些电磁阀中，设有多相激励线圈，并使此线圈通电，使得它所产生的磁场，沿与上述液态金属或金属合金负载情况下在所述管道中正常的流向相反的方向分布。换而言之，这个多相激励线圈所产生的、并作用在上述管道内的液态金属上的磁动势，与所述管道中液态金属的流体静压强所产生的力相反。通过调节所述多相激励线圈内的电流强度，就能够调节上述管道内液态金属或金属合金的流量。所述多相激励线圈内的电流强度越大，则穿过上述电磁阀而流动的所述液态金属或金属合金的流量越小。理论上，用强度足够的电流，就能够阻止到达上述阀门的所述液态金属或金属合金的流动。然而，阻止该液态金属或金属合金的流动，所需的电流强度相当大，因此，使所述电磁阀维持在“关闭”状态所需的电功率也相当大，实际上，已证明，要使所述液态金属或金属合金完全、确实停止流动是困难的。

为了能完全阻止上述液态金属或金属合金的流动，曾提议用一横断屏障，使上述电磁阀管状体的出口端，部分关闭，这横断屏障有一个小出口孔，该小孔与所说的管状体纵轴不重合或偏心。虽然这样一种结构能有效地保证完全阻止上述液态金属或金属合金的流动，但为此需维持相当大的电流强度，此外，当所述电磁阀打开时，这个带有偏心小出口孔的横断屏障会引起扰动，降低该液态金属或金属合金流动的压力，这在某些应用中是不允许的。

因此，本发明的一个目的是提供一种电磁阀，对控制和阻止负载情况下一种液态金属或金属合金在一管道中的流动来说，这种电磁阀比迄今所已知的那些电磁阀所需的电功率少，并且当此阀打开时，这种电磁阀在所述流动中，只引起微少的扰动。

为些，按照本发明，用于控制负载情况下在一管道内的一种液态金属或金属合金流动的电磁阀，包括一个由磁场可穿透的材料所制的管状体和设置在所述管状体周围的至少一个多相激励线圈，以产生一个沿同一管状体纵轴方向的可调整的磁场，所说的阀的特征在于：它包含一中心部分，此中心部分位于该管状体内，并沿轴向延伸，所述中心部分在它和所说的管状体的内壁之间，形成一个基本上是环形的、用于使所述液态金属或金属合金通过的通道，而这液态金属或金属合金的流动是要被控制的。

按照本发明的一个最佳实施例，可以把一条磁铁嵌入一块磁场可穿透的材料之中，来构成上述中心部分，所说的中心部分，通过由所述材料制成的一些旋臂，与上述阀的管状体相连接。

虽然没有完全阐明本发明的电磁阀比已有技术的电磁阀效率高的原因，但仍然可以想到的是，基于这样的事实：一方面，上述激励线圈所产生的磁通量，被装在所述管状体内的上述中心部分所集中，另一方面，上述液态金属或金属合金的流动，被限制在上述中心部分和所述管状体内壁之间环形区域内，也就是说，限制在磁场强度自然是较强、因此比上述管状通道中心处更有效的区域内，这个环状区域更靠近围绕所述管状体的上述激励线圈。

参照附图来看下面的说明，本发明将比较容易被理解，其中：

图1是按照本发明的一个电磁阀的轴向剖面的示意图。

图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线剖面的一半的视图。

现在来看附图，在图1和图2中所示的电磁阀，已知包括：一个由一种磁场可穿透的材料所制的管状体1，该磁场由一多相激励线圈2所产生，激励线圈2围绕在管状体1的周围，并且由强度可变的多相电流源3供给电流。