本发明总体上涉及一种螺线管，更具体地涉及一种用于电磁操作的进气阀中的螺线管的电线圈的壳体以及封装。
背景技术：
1、电磁操作的进气阀(solenoid operated gas admission valves,sogav)是用于歧管(端口)燃料进入的电致动的高响应进气阀的系列。它们通常用于四冲程涡轮增压天然气或双燃料发动机，其中每个气缸需要一个sogav阀。sogav阀被设计成为每个气缸传送精确的气体质量流量计量的总体气态燃料进入系统的阀部分。这使得燃气发动机和双燃料发动机能够以提高的效率和减少的排放来操作稀燃。
2、因为sogav阀在多点燃气和双燃料发动机中提供对气体燃料进入的这种可靠和精确的控制，所以这些sogav阀用于发电、船舶、铁路和采矿车辆应用。为了满足这些不同应用的需要，sogav阀典型地具有从70kw/cyl至1500kw/cyl的范围内的气体质量流量计量能力。
3、在典型的sogav中，通过电磁装置磁性地产生阀致动力。螺线管中产生的磁通量吸引附接至低碳钢板(计量板)的电枢。该螺线管在短行程上产生非常高的力。通常，阀机构从sogav阀的完全关闭至完全打开行进0.25mm，尽管行进距离可以根据不同的应用而变化。短行程以及高力导致快速且一致的打开和关闭响应。
4、因为sogav阀经常用于可能将它们暴露于易燃气体的应用中，sogav阀，尤其是形成该螺线管的电线圈，必须设计为具有增强的安全性。这是因为取决于设计应用，当螺线管被操作以打开或关闭sogav阀的阀构件时，由于电流流过线圈，线圈会被视为潜在的点火源。
5、提供这种增强的安全性的先前方案利用了包封在灌封物中的围绕线轴缠绕的线圈绕组。灌封材料(如本领域中已知的，通常是环氧树脂)提供了对线圈绕组的保护，使线圈绕组与使用螺线管的环境物理和电隔离。这种物理和电隔离还降低了可能存在于螺线管操作的环境中的任何易燃气体的点燃的可能性。
6、使用刚性环氧树脂的螺线管设计在某些应用环境中可能破裂，这可能允许环境渗入电线圈。这样的裂纹通过环氧树脂扩展到线圈绕组本身。灌封物的这种扩展的裂纹会使电线圈暴露于环境。虽然构成线圈绕组的电线本身是电绝缘的，但是在某些应用中，这种线圈绕组经由通过灌封物的扩展裂纹而可能暴露于其安装的环境中是不可接受的。
7、尽管典型的电磁线圈组件的这种灌封物以及围绕形成它的导线的电绝缘材料为许多应用提供了必要的保护和隔离，sogav阀经常用于使螺线管组件经受严重的机械振动和应力的应用中。因为这样的应用也与易燃气体的存在相关联，所以在这样的应用中需要消除这种裂纹的增强安全线圈。
8、本发明的实施例提供了用于sogav阀中的这种增强安全线圈。本发明的这些和其他优点以及附加的发明特征将从本文提供的本发明的说明中变得清楚。
技术实现思路
1、鉴于以上，本发明的实施例提供了一种用于sogav和可能使螺线管暴露于易燃气体或另外要求严格的环境隔离的其他应用中的增强安全线圈。更具体地，本发明的实施例提供了防止裂纹从外部源扩展至线圈绕组的增强安全线圈。此外，本发明的实施例提供了防止电线圈暴露于燃料或其他易燃气体或环境渗入的增强安全线圈。
2、在一个实施例中，增强安全线圈建立了防止来自外部源的裂纹扩展以及防止暴露于燃料或其他易燃气体或环境渗入的屏障。优选地，这种屏障是通过塑料和灌封物建立的。
3、在另外的实施例中，本发明的增强安全线圈提供了线圈封装在非导电塑料中。此外，实施例减小了与线圈相邻的灌封物中的应力。另外，实施例用塑料围绕线圈导线，这防止裂纹从外部源扩展到线圈绕组。这样的实施例通过防止外部燃料或其他易燃气体或环境渗入与潜在的点火源接触来增强线圈设计的安全性，从而使得整个装置更安全。在另外的实施例中，本发明的增强安全线圈包括提供介电强度的增加的套筒。
4、本发明的增强安全线圈的某些实施例已被优化以减少灌封物中的应力并且使得包括缠绕、灌封和组装的制造过程更容易。由本发明的实施例提供的这种增强安全线圈可以结合到需要增强安全措施或者减少暴露于燃料或其他易燃气体或环境渗入中的气体阀中。
5、在另一方案中，本发明的增强安全线圈的实施例提供线圈的封装，同时减小邻近线圈的灌封物中的应力。此外，实施例的增强安全线圈用塑料围绕线圈导线，这将防止来自外部源的裂纹扩展。这通过防止外部燃料或其他易燃气体或环境渗入接触潜在的点火源来提高线圈设计的安全性，因此使整个装置更安全。在某些实施例中，灌封物可以是标准的双组份环氧树脂(two-part epoxy)，塑料可以是ul认可的合适塑料。在其他实施例中，基于其操作环境，可以使用其他灌封材料和塑料。
6、在某些实施例中，增强安全线圈包括优化的磁耦合，并且提供增加的磁拉力。增强安全线圈的另一实施例维持其他螺线管的电流设计包络(current design envelope)，从而增加磁功率密度。在某些实施例中，套筒的添加允许增加介电强度。
7、在本发明的增强安全线圈的某些实施例中，该组件中包括保持闩锁(retentionlatch)，保持闩锁允许线圈的直接插入并且将线圈锁定到定子(stator)。这种实施例允许线圈导线的布线，而不会使导线被限制在定子和螺线管壳体之间。在其他实施例中，与定子的过盈配合提供了固定。在优选实施例中，线圈组件包括适合灌封的几何形状，这减小了可能导致或有助裂纹在灌封物中扩展的应力。
8、在某些实施例中，包括填充端口和/或贮存器以辅助制造增强安全线圈，从而进一步减少制造时间和成本。利用灌封物的真空压力浸渍和/或线圈的湿绕(wet winding)可以用于进一步确保灌封物渗透到线圈中，从而增加实施例中的鲁棒性和填充。
9、在一个实施例中，用于电磁操作的进气阀(sogav)中的增强安全线圈包括：塑料封装体，其具有至少一个主体去应力特征(body de-stress feature)；线圈，其缠绕在所述塑料封装体上；套筒，其形成最外侧保护壁，其配置为将所述塑料封装体和所述线圈容纳在其内；以及灌封物，其设置在所述塑料封装体与所述套筒之间以将所述线圈密封在其中。在这种实施例中，所述主体去应力特征配置为减少以下至少一种：裂纹的形成或者裂纹通过所述灌封物扩展到所述线圈。在一个实施例中，所述塑料封装体形成了配置为与定子配合的保持闩锁。
10、在一个实施例中，主体去应力特征包括所述塑料封装体的内侧壁上的圆角。所述主体去应力特征还可以或替代地包括从所述套筒的侧壁到所述套筒的每个端壁的过渡的轮廓曲率。在这种或另一实施例中，所述主体去应力特征包括所述塑料封装体的至少一个端部上的上端壁，所述上端壁配置为从所述线圈的顶表面延伸以形成替代否则将覆盖所述线圈的顶部的灌封物的最外层表面。在一个实施例中，所述主体去应力特征包括灌封物贮存器，其容纳位于所述线圈的顶表面上以及围绕延伸穿过其中的所述线圈的起始导线或末端导线中的至少一个的所述灌封物。
11、优选地，所述塑料封装体在所述塑料封装体的所述至少一个端部上限定了穿过所述上端壁的至少一个端口，并且其中，所述灌封物填充所述端口。在一个实施例中，所述线圈包括导线，所述导线在所述塑料封装体的所述至少一个端部上定位在穿过所述上端壁的所述至少一个端口中的至少一个内，并且其中，所述灌封物填充所述导线周围的所述端口。在一个实施例中，所述塑料封装体在所述塑料封装体的一个端部上限定了穿过所述上端壁的两个端口，在另一实施例中，所述塑料封装体在所述塑料封装体的两个端部上限定了穿过所述上端壁的两个端口。
12、在一个实施例中，所述塑料封装体在所述线圈上方的上侧壁的厚度具有减小的厚度，所述减小的厚度的尺寸被确定为提供屏障壁，所述屏障壁配置为保护所述线圈的顶部免于暴露于已经通过所述线圈上方的且容纳在所述塑料封装体在所述屏障壁上方延伸的内侧壁与所述套筒之间的灌封物扩展的裂纹。优选地，所述屏障壁的厚度在大约0.10mm至0.75mm之间，更一般地可以达到大约3.5mm。在一个实施例中，所述套筒的厚度在大约0.10mm至0.75mm之间，更一般地可以达到大约3.5mm。在实施例中，所述灌封物具有至少大约3mm的深度。
13、在一个实施例中，所述灌封物还以厚度wp设置在所述套筒与所述线圈的侧面之间，以将线圈密封在其中。在实施例中，厚度wp可以是零。在实施例中，所述塑料封装体将所述线圈完全封装。在一个实施例中，所述套筒限定了在围绕套筒周边的相反位置形成灌封物贮存器的套筒贮存器壳体。
14、在另一实施例中，一种用于螺线管中的线圈包括：封装体，其具有至少一个主体去应力特征；线圈，其缠绕在所述封装体上；套筒，其形成最外侧保护壁，其配置为将所述封装体及所述线圈容纳在其内；以及灌封物，其设置在所述封装体与所述套筒之间以将所述线圈密封在其中。至少一个主体去应力特征配置为减少以下至少一种：裂纹的形成或者裂纹通过所述灌封物扩展到所述线圈，并且包括：所述封装体的内侧壁上的圆角；从所述套筒的侧壁到所述套筒的每个端壁的过渡的轮廓曲率；以及所述塑料封装体的至少一个端部上的上端壁，所述上端壁配置为从所述线圈的顶表面延伸以形成替代否则将覆盖所述线圈的顶部的灌封物的最外层表面。
15、本发明的其他方案、目的和优点将在结合附图进行的以下详细说明中变得更加显而易见。