一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，主要適用于氣體介質(zhì)，同時(shí)也適用于油基、水基等為工作介質(zhì)的系統(tǒng)管道等，用于控制流體介質(zhì)的高頻通斷。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)閥由于切換時(shí)間長(zhǎng)，換向頻率低而不能適應(yīng)高精度電液控制系統(tǒng)的要求，而電液伺服閥可以獲得較高的工作精度，但抗污染能力差，且電液伺服閥加工要求很高，所以價(jià)格昂貴。而高速開(kāi)關(guān)閥一直在全開(kāi)或全閉狀態(tài)下工作，因此，壓力損失小，能耗低。對(duì)污染不敏感，工作比伺服閥可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉，工作精度也較好，尤其它具有較高的響應(yīng)速度，重復(fù)誤差小，可直接采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字控制。因此，近二十多年來(lái)引起人們對(duì)高速開(kāi)關(guān)閥的重視，并首先在少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到了優(yōu)先展開(kāi)。對(duì)高速電磁開(kāi)關(guān)閥的研究和應(yīng)用已經(jīng)成為液壓界的一個(gè)重要課題。
[0003]與國(guó)外相比，我國(guó)的高速電磁開(kāi)關(guān)閥的開(kāi)發(fā)研究工作起步相對(duì)較晚，有關(guān)高速電磁開(kāi)關(guān)閥的研究始于20世紀(jì)80年代后期。開(kāi)發(fā)出多種結(jié)構(gòu)和形式的高速開(kāi)關(guān)閥，但是目前研制出的一些切換速度較快的單級(jí)閥流量較小，不能滿足工程實(shí)際的需要，而二級(jí)閥雖然流量大，但切換速度卻比較慢。研制一種新型的高速開(kāi)關(guān)閥解決快速性和大流量之間的矛盾就勢(shì)在必行。
[0004]而直接驅(qū)動(dòng)閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)字化控制和余度管理，具有十分廣闊的前景。相較于傳統(tǒng)的螺線管電磁鐵等作動(dòng)器，直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)接觸、無(wú)磨損、噪聲低、速度快、精度高等優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、高速機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)、磁懸浮列車、航空航天等領(lǐng)域。同時(shí)錐閥結(jié)構(gòu)能夠提高閥口密封可靠性，避免系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，增強(qiáng)壓力/流量控制的精度，避免能量耗散，且抗污染能力強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，用于控制流體介質(zhì)通斷。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，包括電機(jī)固定支架(I)、電機(jī)定子(2)、電機(jī)動(dòng)子
(3)、閥體(4)、碟簧(5)、壓蓋(6)、動(dòng)密封一 (7)、閥芯(8)、動(dòng)密封二 (9)，其特征在于:電機(jī)定子⑵通過(guò)螺釘與電機(jī)固定支架⑴相連，電子⑶動(dòng)子與閥芯⑶通過(guò)壓蓋(6)由螺釘連接，電機(jī)動(dòng)子⑶安裝在電機(jī)定子⑵內(nèi)部，碟簧(5)安裝在電子動(dòng)子⑶與電機(jī)定子⑵之間，閥芯⑶安裝在閥體⑷內(nèi)，閥芯⑶與閥體⑷之間通過(guò)動(dòng)密封一(7)和動(dòng)密封二(9)進(jìn)行密封，電機(jī)固定支架(I)通過(guò)螺釘與閥體(4)固定在一起。
[0008]閥芯⑶為分體平衡錐閥結(jié)構(gòu)，由錐閥芯(10)和補(bǔ)償密封活塞(11)通過(guò)帶端面密封(12)的內(nèi)六角螺母(13)連接構(gòu)成。
[0009]錐閥芯(10)的外徑和補(bǔ)償密封活塞(11)的外徑大小相等，使高速開(kāi)關(guān)閥通斷過(guò)程中受力平衡。
[0010]有益效果
[0011]本發(fā)明采用音圈電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥閥芯，閥芯采用分體平衡結(jié)構(gòu)，保證閥芯通斷過(guò)程中作用在閥芯上的介質(zhì)壓力平衡，具有響應(yīng)快、流量大等顯著特點(diǎn)，適用于各種工作介質(zhì)(空氣、水、液壓油等)，可作為流量通斷控制開(kāi)關(guān)閥，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)閥快速開(kāi)啟、關(guān)閉動(dòng)作，增強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)的快速反應(yīng)時(shí)間；閥芯閥體之間采用錐面密封結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了系統(tǒng)抗污染能力，提高了閥口密封可靠性，避免系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏；單閥單控時(shí)，可直接設(shè)定音圈電機(jī)的控制電流對(duì)音圈電機(jī)進(jìn)行兩點(diǎn)控制，無(wú)需驅(qū)動(dòng)器、控制器、反饋信號(hào)等，通過(guò)閥芯錐閥閥口與閥體閥座之間的硬限位對(duì)音圈電機(jī)的移動(dòng)進(jìn)行限制，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)可靠性；多閥多控時(shí)，可通過(guò)反饋信號(hào)對(duì)音圈電機(jī)進(jìn)行伺服閉環(huán)控制，使音圈電機(jī)的加速度、速度和停頓位置被精確控制，有利于系統(tǒng)同步控制，提高了系統(tǒng)控制精度，其整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、通用性好，具有十分重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0014]圖3閥芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、電機(jī)固定支架，2、電機(jī)定子，3、電機(jī)動(dòng)子，4、閥體，5、碟簧，6、壓蓋，7、動(dòng)密封一，8、閥芯，9、動(dòng)密封二，10、錐閥芯，11、補(bǔ)償密封活塞，12、端面密封，13、內(nèi)六角螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1至圖3所示，本發(fā)明一種實(shí)施例包括:電機(jī)固定支架1、電機(jī)定子2、電機(jī)動(dòng)子3、閥體4、碟簧5、壓蓋6、動(dòng)密封一 7、閥芯8、動(dòng)密封二 9、錐閥芯10、補(bǔ)償密封活塞11、端面密封12、內(nèi)六角螺母13等。
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖圖。其中，音圈電機(jī)定子2相對(duì)開(kāi)關(guān)閥保持固定，其電機(jī)3動(dòng)子直接與開(kāi)關(guān)閥閥芯8連接固定在一起，電機(jī)定子2與電機(jī)動(dòng)子3之間通過(guò)碟簧5保持常態(tài)下閥口關(guān)閉；當(dāng)音圈電機(jī)通反向電流時(shí)，電機(jī)動(dòng)子3帶動(dòng)開(kāi)關(guān)閥閥芯8克服動(dòng)摩擦力和彈簧力向上運(yùn)動(dòng)，閥口開(kāi)啟；當(dāng)音圈電機(jī)通正向電流時(shí)，電機(jī)動(dòng)子3帶動(dòng)開(kāi)關(guān)閥閥芯8克服動(dòng)摩擦力向下運(yùn)動(dòng)，閥口關(guān)閉。
[0018]圖3是閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖，閥芯8為分體平衡錐閥結(jié)構(gòu)，由錐閥芯10和補(bǔ)償密封活塞11通過(guò)帶端面密封12的內(nèi)六角螺母13連接構(gòu)成，錐閥芯10的外徑和補(bǔ)償密封活塞11的外徑大小相等，使高速開(kāi)關(guān)閥通斷過(guò)程中閥芯受力平衡，從而保證音圈電機(jī)只需很小的力來(lái)克服動(dòng)摩擦力和碟簧5的彈簧力即可推拉閥芯8往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使高速開(kāi)關(guān)閥快速開(kāi)啟、關(guān)閉。錐閥芯10采用錐閥密封形式，其密封效果好，抗污染能力強(qiáng)，可最大程度避免閥口出現(xiàn)卡滯問(wèn)題，且不受不平衡力的影響，且閥芯端面直徑大，閥芯開(kāi)啟通流能力強(qiáng)，其動(dòng)態(tài)啟閉特性較好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，該開(kāi)關(guān)閥包括電機(jī)固定支架(I)、電機(jī)定子(2)、電機(jī)動(dòng)子(3)、閥體(4)、碟簧(5)、壓蓋(6)、動(dòng)密封一(7)、閥芯(8)、動(dòng)密封二(9)，其特征在于:電機(jī)定子(2)通過(guò)螺釘與電機(jī)固定支架(I)相連，電子(3)動(dòng)子與閥芯(8)通過(guò)壓蓋(6)由螺釘連接，電機(jī)動(dòng)子(3)安裝在電機(jī)定子⑵內(nèi)部，碟簧(5)安裝在電子動(dòng)子(3)與電機(jī)定子⑵之間，閥芯⑶安裝在閥體⑷內(nèi)，閥芯⑶與閥體⑷之間通過(guò)動(dòng)密封一(7)和動(dòng)密封二(9)進(jìn)行密封，電機(jī)固定支架(I)通過(guò)螺釘與閥體(4)固定在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其特征在于:閥芯(8)為分體平衡錐閥結(jié)構(gòu)，由錐閥芯(10)和補(bǔ)償密封活塞(11)通過(guò)帶端面密封(12)的內(nèi)六角螺母(13)連接構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其進(jìn)一步特征在于:錐閥芯(10)的外徑和補(bǔ)償密封活塞(11)的外徑大小相等，使高速開(kāi)關(guān)閥通斷過(guò)程中受力平衡。
【專利摘要】一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，采用音圈電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)閥閥芯往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)接觸、無(wú)磨損、噪聲低、速度快、精度高等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)閥芯采用分體平衡式錐閥結(jié)構(gòu)，使高速開(kāi)關(guān)閥通斷過(guò)程中閥芯受力平衡，提高閥口密封可靠性，避免系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，增強(qiáng)壓力/流量控制的精度，避免能量耗散，且抗污染能力強(qiáng)。本發(fā)明的高速開(kāi)關(guān)閥響應(yīng)快、流量大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于氣體介質(zhì)，同時(shí)也適用于油基、水基等為工作介質(zhì)的系統(tǒng)管道等，用于控制流體介質(zhì)的高頻通斷，具有十分重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】F16K31/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105135028
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510647076
【發(fā)明人】聶松林, 劉向陽(yáng), 李光輝
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月8日