專利名稱：一種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥技術(shù)領(lǐng)域，特別與一種用于光電色選系統(tǒng)中的永磁式氣動(dòng)聞速開(kāi)關(guān)閥有關(guān)。
背景技術(shù)：
氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥因其體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単、抗污染能力強(qiáng)、功率質(zhì)量比大、切換迅速等優(yōu)點(diǎn)，在微電子、醫(yī)藥產(chǎn)品粘結(jié)、包裝裝配及農(nóng)產(chǎn)品色選系統(tǒng)等エ業(yè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，并成為當(dāng)今氣動(dòng)技術(shù)研究和發(fā)展的重要方向之一。光電色選系統(tǒng)是近年來(lái)隨科學(xué)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在諸多方法與措施背景下誕生的集 光、機(jī)械、電磁和流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)于一體的新型設(shè)備，其在顆狀農(nóng)產(chǎn)品，如大米、大豆、咖啡豆等的分選過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。色選體統(tǒng)主要通過(guò)利用脈沖氣流來(lái)分離雜物或者殘次品，而氣流的啟閉由開(kāi)關(guān)閥控制，因此系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)閥的作用至關(guān)重要。由于農(nóng)產(chǎn)品的分選任務(wù)重，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，色選設(shè)備一般是24小時(shí)連續(xù)工作模式，無(wú)論何種原因造成的系統(tǒng)停機(jī)都會(huì)引起嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為保證色選系統(tǒng)的有效工作，要求開(kāi)關(guān)閥具有長(zhǎng)壽命、聞?lì)l響、聞穩(wěn)定性等特性。具體而目，要求開(kāi)關(guān)閥的啟閉壽命在數(shù)十億次以上，啟閉延時(shí)時(shí)間在O. 5到I毫秒之間。現(xiàn)有的高速開(kāi)關(guān)閥多采用彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)，彈簧的疲勞強(qiáng)度很大程度上制約了閥的整體壽命，必須尋找ー種非接觸式的復(fù)位機(jī)構(gòu)；此外，現(xiàn)有高速開(kāi)關(guān)閥的關(guān)閉延時(shí)時(shí)間較大，使得色選機(jī)的帶出比(分離I殘次品所帯出合格品數(shù))較高，因此需要在不影響開(kāi)關(guān)閥開(kāi)啟延時(shí)時(shí)間的情況下，尋找有效提高開(kāi)關(guān)閥關(guān)閉延時(shí)時(shí)間的方法；第三，色選系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)閥使用數(shù)量較多，一般為幾十個(gè)甚至上百個(gè)，為降低設(shè)備對(duì)空間的要求，閥與閥之間相互疊加安裝，長(zhǎng)時(shí)間工作情況下，閥的溫度上升較快。而溫升在很大程度上影響閥的開(kāi)關(guān)延時(shí)和エ作穩(wěn)定性，最終影響整機(jī)的控制精度。不論何種原因造成的設(shè)備故障或者性能上的不足，都將造成相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)損失或者影響經(jīng)濟(jì)效益，這就要求用于分選系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)閥必須具備高響應(yīng)、長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性等特性。本案由此而生。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)狀，尤其針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用于色選系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)閥在性能和結(jié)構(gòu)上的不足，本發(fā)明提供一種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，尤其涉及ー種用于光電色選系統(tǒng)中的永磁式氣動(dòng)聞速開(kāi)關(guān)閥，具備聞響應(yīng)、長(zhǎng)壽命、聞穩(wěn)定性等各項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，包括上端蓋、下端蓋，上端蓋、下端蓋之間安裝有動(dòng)鐵芯、靜鐵芯、勵(lì)磁線圈、氣隙調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺栓定位體、靜鐵芯定位體；上端蓋上開(kāi)設(shè)有出氣ロ、進(jìn)氣ロ ；氣隙調(diào)節(jié)螺栓裝配于調(diào)節(jié)螺栓定位體中，上端與出氣ロ相通，下端對(duì)準(zhǔn)動(dòng)鐵芯；調(diào)節(jié)螺栓定位體有兩個(gè)出氣孔和進(jìn)氣孔，分別連通出氣口和進(jìn)氣ロ，下端面有凹槽，邊緣開(kāi)邊槽的動(dòng)鐵芯位于凹槽內(nèi)，形成閥芯氣室；靜鐵芯定位體位于調(diào)節(jié)螺栓定位體之下，其內(nèi)設(shè)腔體安放固定靜鐵芯，并由上端面開(kāi)設(shè)方形通孔定位，在與動(dòng)鐵芯接觸的端面上設(shè)有“ H”型凹槽，與動(dòng)鐵的芯邊槽形成相通氣路，勵(lì)磁線圈繞在靜鐵芯上。所述的上端蓋、調(diào)節(jié)螺栓定位體、靜鐵芯定位體、下端蓋之間通過(guò)螺栓固定連接成一體。所述調(diào)節(jié)螺栓定位體的凹槽中嵌置有永磁體。所述的靜鐵芯定位體，其上端兩個(gè)端面上均開(kāi)設(shè)了有利于開(kāi)關(guān)閥出氣封閉時(shí)氣流的微量泄漏的細(xì)槽。所述的氣隙調(diào)節(jié)螺栓，與調(diào)節(jié)螺栓定位體中的出氣孔通過(guò)螺紋連接。所述的氣隙調(diào)節(jié)螺栓內(nèi)設(shè)置有通氣孔。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)尺寸小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本低，同時(shí)具備高響應(yīng)、長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性等優(yōu)越特性。當(dāng)勵(lì)磁線圈不通電時(shí)，在永磁體吸引力和氣動(dòng)復(fù)位力的作用而緊貼氣隙調(diào)節(jié)螺栓，使閥芯關(guān)閉，此時(shí)出氣ロ不導(dǎo)通；當(dāng)勵(lì)磁線圈8通電時(shí)，電磁場(chǎng)產(chǎn)生吸弓I力克服復(fù)位カ，使動(dòng)鐵芯運(yùn)動(dòng)直至緊貼靜鐵芯，此時(shí)出氣ロ導(dǎo)通。本發(fā)明中靜鐵芯定位體與動(dòng)鐵芯配合的面上設(shè)計(jì)了特殊“H”型凹槽，與動(dòng)鐵芯邊緣通孔配合相通，確保在電磁鐵失電情況下能有效產(chǎn)生氣動(dòng)復(fù)位力，促使閥芯關(guān)閉。另外，本發(fā)明中的閥體結(jié)合處開(kāi)有細(xì)槽，承壓情況下通過(guò)細(xì)槽處的輕微泄漏能帶走線圈所產(chǎn)生的熱量，有利于抑制閥的溫升，維持開(kāi)關(guān)動(dòng)作穩(wěn)定。引入永磁體，可有效增大開(kāi)關(guān)閥的復(fù)位力。復(fù)位カ的增加對(duì)開(kāi)關(guān)閥開(kāi)啟時(shí)間影響較小，但能明顯縮短開(kāi)關(guān)閥的關(guān)閉時(shí)間。旋轉(zhuǎn)氣隙調(diào)節(jié)螺栓可動(dòng)態(tài)調(diào)整閥芯氣隙間距的大小，在要求閥芯氣隙極小的情況下(O. 05mm O. Imm),降低了對(duì)開(kāi)關(guān)閥各部件加工和裝配精度的要求。


圖I為本發(fā)明較佳實(shí)施例的俯視 圖2為圖I中A-A向示意 圖3為圖2中B-B向示意 圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例中調(diào)節(jié)螺栓定位體的示意 圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例中動(dòng)鐵芯的示意 圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例中靜鐵芯定位體的示意 圖7為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)示例的閉合狀態(tài)氣流示意 圖8為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)示例的開(kāi)啟狀態(tài)氣流示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例做進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明中主要涉及到的部件包括上端蓋I、氣隙調(diào)節(jié)螺栓2、調(diào)節(jié)螺栓定位體3、永磁體4、動(dòng)鐵芯5、靜鐵芯定位體6、靜鐵芯7、勵(lì)磁線圈8、下端蓋9。上端蓋I上設(shè)有兩個(gè)通氣孔，分別為出氣ロ 11和進(jìn)氣ロ 12，用于連通出氣管路和進(jìn)氣管路，上端蓋I邊緣均布四個(gè)螺栓孔。氣隙調(diào)節(jié)螺栓2外部設(shè)有螺紋，與調(diào)節(jié)螺栓定位體3中的出氣孔31通過(guò)螺紋連接。氣隙調(diào)節(jié)螺栓2內(nèi)部設(shè)置有螺栓氣孔21。旋轉(zhuǎn)氣隙調(diào)節(jié)螺栓2能調(diào)節(jié)動(dòng)鐵芯5和靜鐵芯7之間的氣隙距離(即閥芯氣隙間距)，此設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)零件加工精度上的不足，提高設(shè)備整體裝配精度。調(diào)節(jié)螺栓定位體3上設(shè)置有兩個(gè)通氣孔，分別是出氣孔31和進(jìn)氣孔32，分別與上端蓋I中的出氣ロ 11和進(jìn)氣ロ 12相通。調(diào)節(jié)螺栓定位體3同樣在邊緣均布四個(gè)螺栓孔，且其下端面有方形的凹槽33。永磁體4嵌置在凹槽33底部，用于吸引動(dòng)鐵芯5，增大復(fù)位力，可有效縮短開(kāi)關(guān)閥的關(guān)閉延時(shí)時(shí)間。動(dòng)鐵芯5安裝在調(diào)節(jié)螺栓定位體3的凹槽33，與凹槽33形成閥芯氣室10。動(dòng)鐵芯5的邊緣上設(shè)置有四個(gè)半圓形的邊槽51。靜鐵芯定位體6位于調(diào)節(jié)螺栓定位體3下方，內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)腔用于放置靜鐵芯7?！ぴ陟o鐵芯定位體6的上端面開(kāi)設(shè)有方形通孔61以固定靜鐵芯7。靜鐵芯定位體6在與動(dòng)鐵芯5接觸的端面上設(shè)計(jì)的“H”型凹槽62，“H”型凹槽62與動(dòng)鐵芯5的邊槽51相通，形成氣路。同時(shí)在靜鐵芯定位體6兩端面開(kāi)有細(xì)槽63，利于開(kāi)關(guān)閥出氣孔封閉時(shí)氣流的微量泄漏，邊緣均布四個(gè)螺栓孔。靜鐵芯7安裝在靜鐵芯定位體6的中，中間主體繞有勵(lì)磁線圈8，通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引動(dòng)鐵芯5。勵(lì)磁線圈8通過(guò)下端蓋9上的兩個(gè)導(dǎo)線通孔引出。下端蓋9為，有兩個(gè)小孔以便導(dǎo)線連接，邊緣均布四個(gè)螺栓孔。其中上端蓋I、調(diào)節(jié)螺栓定位體3、靜鐵芯定位體6和下端蓋9的螺栓孔貫穿，整個(gè)裝置通過(guò)螺栓和螺母連接，將整個(gè)裝置形成一體。結(jié)合圖7、8氣流示意圖所示，本開(kāi)關(guān)閥在工作時(shí)，氣流通過(guò)進(jìn)氣ロ 11進(jìn)入，流經(jīng)進(jìn)氣孔31達(dá)到閥芯氣室10?，F(xiàn)假設(shè)出氣孔處于閉合狀態(tài)，即勵(lì)磁線圈8未接收到脈沖電流，在永磁體4的吸引力作用下動(dòng)鐵芯5與氣隙調(diào)節(jié)螺栓2緊密貼合，出氣管路a被封閉，閥芯氣室內(nèi)的氣流處于動(dòng)態(tài)氣壓平衡。此時(shí)應(yīng)該注意到，氣室內(nèi)的一部分氣流通過(guò)開(kāi)關(guān)閥各零件間的縫隙微量泄漏，并帶走熱量，有效避免閥芯內(nèi)部升溫。當(dāng)開(kāi)關(guān)閥接收到脈沖電流信號(hào)，即勵(lì)磁線圈8通電產(chǎn)生電磁場(chǎng)，動(dòng)鐵芯5被靜鐵芯7吸引并快速與其貼合，出氣ロ 11被打開(kāi)，工作氣流通過(guò)氣隙調(diào)節(jié)螺栓2內(nèi)的螺栓氣孔21，經(jīng)出氣管路a流向出氣孔，吹走殘次品。此時(shí)應(yīng)該注意到，在靜鐵芯定位體6與動(dòng)鐵芯5配合的一面上設(shè)計(jì)了 “H”型凹槽62，與動(dòng)鐵芯5邊緣上的邊槽51配合相通，使得動(dòng)鐵芯5上面氣流慢而下面氣流快，從而產(chǎn)生壓強(qiáng)差，產(chǎn)生回復(fù)力，促進(jìn)閥門關(guān)閉。而且由于引入了永磁體4，増大了回復(fù)力，在對(duì)開(kāi)關(guān)閥開(kāi)啟延時(shí)時(shí)間影響較小的前提下，有效縮短開(kāi)關(guān)閥的關(guān)閉延時(shí)時(shí)間，如圖8所示。脈沖電流信號(hào)一旦結(jié)束，靜鐵芯7對(duì)動(dòng)鐵芯5的吸引カ瞬間消失，由壓強(qiáng)差產(chǎn)生的回復(fù)力，配合永磁體4對(duì)動(dòng)鐵芯5的吸引力，動(dòng)鐵芯5將立即與氣隙調(diào)節(jié)螺栓2貼合，出氣ロ 11被迅速封閉。即進(jìn)入圖7所示狀態(tài)。上述實(shí)施例僅用于解釋說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其特征在于包括上端蓋、下端蓋，上端蓋、下端蓋之間安裝有動(dòng)鐵芯、靜鐵芯、勵(lì)磁線圈、氣隙調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺栓定位體、靜鐵芯定位體；上端蓋上開(kāi)設(shè)有出氣ロ、進(jìn)氣ロ ；氣隙調(diào)節(jié)螺栓裝配與調(diào)節(jié)螺栓定位體中，上端與出氣ロ相通，下端對(duì)準(zhǔn)動(dòng)鐵芯；調(diào)節(jié)螺栓定位體有兩個(gè)出氣孔和進(jìn)氣孔，分別連通出氣口和進(jìn)氣ロ，下端面有凹槽，邊緣開(kāi)邊槽的動(dòng)鐵芯位于凹槽內(nèi)，形成閥芯氣室；靜鐵芯定位體位于調(diào)節(jié)螺栓定位體之下，其內(nèi)設(shè)腔體安放固定靜鐵芯，并由上端面開(kāi)設(shè)方形通孔定位，在與動(dòng)鐵芯接觸的端面上設(shè)有“H”型凹槽，與動(dòng)鐵的芯邊槽形成相通氣路，勵(lì)磁線圈繞在靜鐵芯上。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其特征在于所述的上端蓋、調(diào)節(jié)螺栓定位體、靜鐵芯定位體、下端蓋之間通過(guò)螺栓固定連接成一體。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其特征在于所述調(diào)節(jié)螺栓定位體的凹槽中嵌置有永磁體。
4.如權(quán)利要求I所述的ー種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其特征在于所述的靜鐵芯定位體，其上端兩個(gè)端面上均開(kāi)設(shè)了有利于開(kāi)關(guān)閥出氣封閉時(shí)氣流的微量泄漏的細(xì)槽。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其特征在于所述的氣隙調(diào)節(jié)螺栓，與調(diào)節(jié)螺栓定位體中的出氣孔通過(guò)螺紋連接。
6.如權(quán)利要求I所述的ー種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，其特征在于所述的氣隙調(diào)節(jié)螺栓內(nèi)設(shè)置有通氣孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種氣動(dòng)高速開(kāi)關(guān)閥，包括上端蓋、下端蓋，上端蓋、下端蓋之間安裝有動(dòng)鐵芯、靜鐵芯、勵(lì)磁線圈、氣隙調(diào)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)螺栓定位體、靜鐵芯定位體。上端蓋上有出氣口、進(jìn)氣口。氣隙調(diào)節(jié)螺栓裝配于調(diào)節(jié)螺栓定位體中，上端與出氣口相通，下端對(duì)準(zhǔn)動(dòng)鐵芯。調(diào)節(jié)螺栓定位體有出氣孔和進(jìn)氣孔，分別連通出氣口和進(jìn)氣口，下端面有凹槽，邊緣開(kāi)邊槽的動(dòng)鐵芯在凹槽內(nèi)。靜鐵芯定位體位于調(diào)節(jié)螺栓定位體之下，其內(nèi)設(shè)腔體安放固定靜鐵芯，并由上端面開(kāi)設(shè)方形通孔定位，在與動(dòng)鐵芯接觸的端面上設(shè)有“H”型凹槽，與動(dòng)鐵的芯邊槽形成相通氣路，勵(lì)磁線圈繞在靜鐵芯。本發(fā)明尺寸小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本低，高響應(yīng)、長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定性等優(yōu)越特性。
文檔編號(hào)F16K31/12GK102734474SQ20121022999
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者付賀檀, 向忠, 胡唯, 邱志華, 鮑克 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)