限位开关的感应装置及感应式限位开关

摘要

本发明提供一种限位开关的感应装置及感应式限位开关，包括外壳、电路板、干簧管和线缆，还包括安装在外壳内壁的内支撑座，所述干簧管安装在电路板上，所述电路板固定在内支撑座上，所述外壳的一端封闭，另一端开口，所述线缆与所述电路板连接，并从外壳的开口端引出，所述线缆与外壳的开口端之间灌胶密封，将所述内支撑座、电路板和干簧管密封在外壳内。本发明，干簧管安装在电路板上，电路板通过固定在外壳内的内支撑座支撑，提高了各部件安装的稳定性；此外，线缆出口处通过灌胶密封，使内部器件与外部环境隔离，避免了内部器件和焊接点长期暴露在空气中出现氧化腐蚀而脱落，导致开关信号中断的问题。

说明书

技术领域

本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种限位开关的感应装置及感应式限位开关。

背景技术

限位开关在各行各业都有广泛的应用。通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，在电气控制系统中，限位开关的作用是实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测，用于控制机械设备的行程及限位保护。

感应式阀门限位开关的工作原理是利用磁场力控制开关闭合，当磁性目标进入开关的感应范围内，开关会对其作出相应的反应，同时通过信号线缆向外部传送开关量信号。感应限位开关装置一般包含感应装置和触发装置两部分，触发装置主要包含永磁，产生磁场；感应装置主要包含干簧开关，干簧开关是由两片干簧片密封在玻璃管内。干簧片的作用相当于一个磁通导体。在通过永久磁铁或电磁线圈产生的磁场时，簧片会产生不同的极性，当磁力超过簧片本身的弹力时，这两片簧片会吸合导通电路；当磁场减弱或消失后，干簧片由于本身的弹性而释放，触面就会分开从而打开电路。

现有技术中，干簧管的安装方式有两种，一种是通过灌胶固定在壳体内或者直接注塑一体成型，另一种是与电路板一同卡在壳体内壁；对于灌胶或者注塑固定的方式，一方面由于密封胶或者注塑材料有不同的热膨胀系数，而干簧管的外管本身为玻璃管，在不同的温度环境下玻璃管容易受密封胶或者注塑材料挤压损坏，另一方面注塑机械强度较低，在一定外力冲击下，容易弯折，最终都将导致干簧片外露或者掉落，影响开关正常工作。对于电路板卡在壳体内壁的方式，一方面支撑不够稳定，另一方面电路板与壳体之间设置密封圈卡紧，当密封圈老化后，会产生松动，影响开关正常工作。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种限位开关的感应装置，保证内部元件安装的稳定和可靠性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明技术方案如下：

一种限位开关的感应装置，包括外壳、电路板、干簧管和线缆，还包括安装在外壳内壁的内支撑座，所述干簧管安装在电路板上，所述电路板固定在内支撑座上，所述外壳的一端封闭，另一端开口，所述线缆与所述电路板连接，并从外壳的开口端引出，所述线缆与外壳的开口端之间灌胶密封，将所述内支撑座、电路板和干簧管密封在外壳内。

可选地，所述内支撑座包括相连接的连接部和支撑部，所述连接部与外壳内壁连接，所述电路板安装在支撑部上，且所述支撑部靠近封闭端，所述连接部靠近开口端。

可选地，所述外壳内壁设置有台阶，所述连接部通过第一螺钉固定在台阶上，且所述连接部上设置有用于线缆通过的过孔。

可选地，所述支撑部上设置有凹槽，所述电路板通过第二螺钉固定在支撑部上，所述电路板的一面朝向外壳内壁，所述干簧管连接在电路板的另一面，且所述干簧管位于所述凹槽内，并与所述外壳同轴。

可选地，所述连接部为圆台结构，中心开设有所述过孔；所述支撑部为截面呈半圆形的支撑板，支撑板中心开设有与过孔对应的所述凹槽。

可选地，所述内支撑座上设置有固定器，所述固定器将所述线缆与内支撑座之间锁紧。

可选地，所述线缆为4芯线缆，三根接收干簧管信号，另一根为接地线，该接地线通过接地螺钉固定在内支撑座上。

可选地，所述外壳的开口端的内壁设置有用于防止灌胶部分脱出外壳的防脱结构。

可选地，所述灌胶密封的材料为耐高温的环氧树脂；所述外壳、内支撑座均由金属制成，所述电路板为陶瓷电路板或陶瓷基材的电路板。

本发明还提供一种感应式限位开关，包括触发装置和所述的感应式限位开关的感应装置。

可选地，所述触发装置包括触发轴和一端封闭的触发轴套，所述触发轴的一端开设有安装孔，所述安装孔内从内至外依次安装有弹簧、垫片和永磁铁，所述弹簧通过垫片将永磁铁向外顶起，所述触发轴套设在触发轴外，并挡在永磁铁的外端，所述触发轴套和触发轴通过螺纹套接，并通过垂直穿设的销轴锁紧。

如上所述，本发明的有益效果在于：本发明，干簧管安装在电路板上，电路板通过固定在外壳内的内支撑座支撑，提高了各部件安装的稳定性，降低了干簧管的玻璃管破碎的风险，以及防止各个部件与外壳的相对运动；此外，线缆出口处通过灌胶密封，使内部器件与外部环境隔离，避免了内部器件和焊接点长期暴露在空气中出现氧化腐蚀而脱落，导致开关信号中断的问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例的中感应装置的爆炸视图；

图2为本发明一个实施例的中感应装置的剖视图；

图3为图1中内支撑座的立体图；

图4为本发明一个实施例中限位开关的结构示意图；

图5为本发明一个实施例的中触发装置的爆炸视图；

图6为本发明一个实施例的中触发装置的剖视图。

零件标号说明：

1-外壳；11-锁紧螺母；12-锁紧垫圈；13-台阶；14-防脱结构；2-内支撑座；21-连接部；22-支撑部；23-凹槽；24-过孔；25-固定台；3-电路板；4-干簧管；5-线缆；6-环氧树脂；7-固定器；81-第一螺钉；82-第二螺钉；83-接地螺钉；91-触发轴；92-触发轴套；93-永磁铁；94-垫片；95-弹簧；96-销轴；97-销孔；98-锁紧螺母；99-锁紧垫圈；100-感应装置；200-触发装置。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例

如图1至图3所示，本例示意的一种限位开关的感应装置，包括外壳1、电路板3、干簧管4和信号线缆5，外壳1呈管状结构，具有螺纹的一端直径较小，线缆5引出的一端直径较大；其中外壳1的内腔设置有内支撑座21，内支撑座21安装在外壳1的内壁上，电路板3固定安装在内支撑座21上，干簧管4安装在电路板3上，外壳1的第一端封闭，第二端开口，线缆5从第二端接入外壳1内并与电路板3连接，即线缆5从外壳1的开口端引出，所述线缆5与外壳1的开口端之间灌胶密封，将所述内支撑座21、电路板3和干簧管4密封在外壳1内，其中内支撑座21与外壳1内壁之间，以及电路板3与内支撑座21之间可以采用螺钉连接固定，或其他紧固方式。

干簧管4安装在电路板3上，电路板3通过固定在外壳1内的内支撑座21支撑，提高了各部件安装的稳定性，降低了干簧管4的玻璃管破碎的风险，以及防止各个部件与外壳1的相对运动；此外，线缆5出口处通过灌胶密封，使内部器件与外部环境隔离，避免了内部器件和焊接点长期暴露在空气中出现氧化腐蚀而脱落，导致开关信号中断的问题。

具体地，本例中干簧管4为单刀双掷型，分别引出COM、NC和NO三根信号针，干簧管4通过焊接3根信号针固定在电路板3上，三根信号线缆5通过焊孔焊接在电路板3上，以此接收干簧管4开关信号，并且将信号通过线缆5传输出去，灌胶密封可采用环氧树脂等材料。

本例中，内支撑座21包括相连接的连接部21和支撑部22，本例中外壳1为一体成型，内支撑座21也为一体结构，连接部21与外壳1内壁通过多个第一螺钉81连接固定，电路板3通过多个第二螺钉82安装在支撑部22上，且支撑部22靠近封闭端，连接部21靠近开口端，即如图2所示，支撑部22位于连接部21的右侧，便于先将电路板3、干簧管4安装固定后，再将内支撑座21与外壳1装配。

具体地，外壳1内壁设置有台阶13，连接部21通过第一螺钉81固定在台阶13上，连接部21上设置有用于线缆5通过的过孔24，线缆5穿过过孔24后连接至电路板3，并与电路板3对应的连接点焊接。

支撑部22横向设置于外壳1内，即与外壳1平行，支撑部22上设置有凹槽23，电路板3通过所述第二螺钉82固定在支撑部22上，干簧管4位于凹槽23内，该结构使得干簧管4位于支撑部22与电路板3之间，。

并且，本例中内支撑座与外壳1同轴设置，如图2所示，电路板3的背离凹槽的一面朝向外壳1内壁(即图2中下表面)，干簧管4位于电路板3的另一面，干簧管4位于所述凹槽内，在支撑部22与电路板3之间，便于保护干簧管4不受碰撞；另一方面使得干簧管4的玻璃管主体部分与外壳1同轴，该结构使得触发装置触从各个方向靠近感应装置时，触发的相对位置是相同的，例如图3中，当触发装置和感应装置沿上下方向或者前后方向靠近时(垂直于轴线的方向)，由于干簧管4位于外壳1的中心位置，因此触发距离是相同的。

为防止灌胶部分固化后，在线缆被拽动过程中退出外壳1，在外壳1的开口端的内壁设置有用于防止灌胶部分脱出外壳的防脱结构14，防脱结构14可以为设置在内壁的凹槽、凸起等结构，使得灌胶部分与嵌入外壳1内壁，增大阻力；本例中为便于加工制造，防脱结构14为设置在外壳1内壁的螺纹结构。

为便于制造加工，连接部21为圆台结构，中心开设有所述过孔24，所述支撑部22为截面呈半圆形的支撑板，支撑板中心开设有与过孔24对应的所述凹槽23；或者支撑部22为半环形结构，电路板3安装在半环形管的壁上。

为防止拉拽导致线缆5与电路板3的焊接松动，内支撑座21上设置有固定器7，固定器7将线缆5与内支撑座21之间锁紧，本例中固定器7为压板，通过第三螺钉安装在内支撑座21上，具体是与支撑座的连接部21相连，通过连接部21沿轴向向外侧延伸形成凸出连接部21外端的固定台25，固定台25呈半环状结构，压板将线缆5固定在固定台25侧面，通过螺钉锁紧。

所述线缆5为4芯线缆5，三根接收干簧管4信号，另一根为接地线，该接地线通过接地螺钉83固定在内支撑座21上，本例中接地线固定在凹槽23内。

现有技术中的感应装置使用塑料凹槽23装配干簧管4，也有用金属作为外壳1同时利用O型圈封装等，但所使用的干簧管4的固定和封装方式、限位开关结构以及使用的材料并不能满足一些工业现场对阀门限位开关的要求，特别是在高温、辐照的严苛环境下，不能正常工作。

因此本例中，所述灌胶密封的材料为耐高温的环氧树脂6。其中本例中的耐高温的环氧树脂6指的是耐200°以上高温的环氧树脂，可采用现有技术中任一公司的产品，例如型号为EPOCAP 16717A/B的环氧树脂密封胶、型号为JL-6103的单组分环氧胶、型号为DP8405NS的耐高温环氧树脂结构胶、型号为DP760的环氧树脂AB胶等；其他实施例中根据开关的应用环境选择对应温度环境下适用的环氧树脂。外壳1、内支撑座21均由金属制成，例如不锈钢，所述电路板3为陶瓷基材的电路板3。整体采用不锈钢材料，电路板3采用陶瓷基材料，环境适应性强，在严苛条件保证正常工作。使得感应装置能够适应高温和辐照环境。

如图4所示，本发明还提供一种感应式限位开关，包括触发装置200和上述的感应式限位开关的感应装置100。

如图5和图6所示，所述触发装置包括触发轴91和触发轴套92，触发轴91一端开孔，外壁设置有螺纹，触发轴91的孔内装有弹簧95、垫片94和永磁铁93，弹簧95抵在孔的底部，并通过垫片94将永磁铁93向外顶起，触发轴套92一端封闭，一端敞口，并螺套设在触发轴91上，挡在永磁铁93外端，将永磁铁93轴向限位，永磁铁93、触发轴91、触发轴套92同轴设置，以便于与感应装置沿径向的各个方位的触发距离相同；触发轴套92和触发轴91沿垂直于触发轴91的方向对应开设有销孔97，触发轴套92与触发轴91由内外螺纹拧紧，并通过插入销孔97的销轴96锁紧，触发装置中弹簧95和垫片94的组合，解决了磁铁的固定问题，因磁铁具有易碎性，使用弹簧95固定，既保证磁铁固定不会被挤压弄碎，同时使磁铁具有一定的抗震性能。

感应装置的外壳1和触发装置的触发轴91上均设置有螺纹，并分别安装有一对锁紧垫圈12、99和一对锁紧螺母11、98，方便限位开关的安装与拆卸。

本发明，除信号线缆5、高温环氧树脂6封装材料、干簧管4和电路板3，其它均采用不锈钢材料，电路板3采用陶瓷基材料，所用器件均选用耐高温和辐照材料，环境适应性强，在严苛条件保证正常工作。

感应装置采用内支撑座21与外壳1的套筒结构方式，采用间隙配合，干簧管4和电路板3固定在内支撑座21上，用高温环氧树脂6密封，不与外界直接连通，能保护开关装置不易损坏。

线缆5采用固定器7锁紧在内支撑座21上，使其不受外力而拉断信号线缆5。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。