一種音圈電機驅(qū)動高速開關(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驅(qū)動高速開關(guān)閥，主要適用于氣體介質(zhì)，同時也適用于油基、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)的開關(guān)閥由于切換時間長，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，所以價格昂貴。而高速開關(guān)閥一直在全開或全閉狀態(tài)下工作，因此，壓力損失小，能耗低。對污染不敏感，工作比伺服閥可靠，結(jié)構(gòu)簡單，價廉，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，可直接采用計算機進(jìn)行數(shù)字控制。因此，近二十多年來引起人們對高速開關(guān)閥的重視，并首先在少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到了優(yōu)先展開。對高速電磁開關(guān)閥的研究和應(yīng)用已經(jīng)成為液壓界的一個重要課題。
[0003]與國外相比，我國的高速電磁開關(guān)閥的開發(fā)研究工作起步相對較晚，有關(guān)高速電磁開關(guān)閥的研究始于20世紀(jì)80年代后期。開發(fā)出多種結(jié)構(gòu)和形式的高速開關(guān)閥，但是目前研制出的一些切換速度較快的單級閥流量較小，不能滿足工程實際的需要，而二級閥雖然流量大，但切換速度卻比較慢。研制一種新型的高速開關(guān)閥解決快速性和大流量之間的矛盾就勢在必行。
[0004]而直接驅(qū)動閥具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強、可靠性高等特點，易于實現(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器，直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。具有結(jié)構(gòu)簡單、無接觸、無磨損、噪聲低、速度快、精度高等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于機器人、高速機床進(jìn)給機構(gòu)、磁懸浮列車、航空航天等領(lǐng)域。同時錐閥結(jié)構(gòu)能夠提高閥口密封可靠性，避免系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，增強壓力/流量控制的精度，避免能量耗散，且抗污染能力強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種音圈電機驅(qū)動高速開關(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]—種音圈電機驅(qū)動高速開關(guān)閥，包括電機固定支架(I)、電機定子(2)、電機動子
(3)、閥體(4)、碟簧(5)、壓蓋(6)、動密封一 (7)、閥芯(8)、動密封二 (9)，其特征在于:電機定子⑵通過螺釘與電機固定支架⑴相連，電子⑶動子與閥芯⑶通過壓蓋(6)由螺釘連接，電機動子⑶安裝在電機定子⑵內(nèi)部，碟簧(5)安裝在電子動子⑶與電機定子⑵之間，閥芯⑶安裝在閥體⑷內(nèi)，閥芯⑶與閥體⑷之間通過動密封一(7)和動密封二(9)進(jìn)行密封，電機固定支架(I)通過螺釘與閥體(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)和補償密封活塞(11)通過帶端面密封(12)的內(nèi)六角螺母(13)連接構(gòu)成。
[0009]錐閥芯(10)的外徑和補償密封活塞(11)的外徑大小相等，使高速開關(guān)閥通斷過程中受力平衡。
[0010]有益效果
[0011]本發(fā)明采用音圈電機直接驅(qū)動高速開關(guān)閥閥芯，閥芯采用分體平衡結(jié)構(gòu)，保證閥芯通斷過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，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關(guān)閥，實現(xiàn)開關(guān)閥快速開啟、關(guān)閉動作，增強應(yīng)用系統(tǒng)的快速反應(yīng)時間；閥芯閥體之間采用錐面密封結(jié)構(gòu)，增強了系統(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，可直接設(shè)定音圈電機的控制電流對音圈電機進(jìn)行兩點控制，無需驅(qū)動器、控制器、反饋信號等，通過閥芯錐閥閥口與閥體閥座之間的硬限位對音圈電機的移動進(jìn)行限制，簡化了控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)可靠性；多閥多控時，可通過反饋信號對音圈電機進(jìn)行伺服閉環(huán)控制，使音圈電機的加速度、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)簡單、重量輕、體積小、通用性好，具有十分重要的工程應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[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、電機固定支架，2、電機定子，3、電機動子，4、閥體，5、碟簧，6、壓蓋，7、動密封一，8、閥芯，9、動密封二，10、錐閥芯，11、補償密封活塞，12、端面密封，13、內(nèi)六角螺母。
【具體實施方式】
[0016]如圖1至圖3所示，本發(fā)明一種實施例包括:電機固定支架1、電機定子2、電機動子3、閥體4、碟簧5、壓蓋6、動密封一 7、閥芯8、動密封二 9、錐閥芯10、補償密封活塞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，音圈電機定子2相對開關(guān)閥保持固定，其電機3動子直接與開關(guān)閥閥芯8連接固定在一起，電機定子2與電機動子3之間通過碟簧5保持常態(tài)下閥口關(guān)閉；當(dāng)音圈電機通反向電流時，電機動子3帶動開關(guān)閥閥芯8克服動摩擦力和彈簧力向上運動，閥口開啟；當(dāng)音圈電機通正向電流時，電機動子3帶動開關(guān)閥閥芯8克服動摩擦力向下運動，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和補償密封活塞11通過帶端面密封12的內(nèi)六角螺母13連接構(gòu)成，錐閥芯10的外徑和補償密封活塞11的外徑大小相等，使高速開關(guān)閥通斷過程中閥芯受力平衡，從而保證音圈電機只需很小的力來克服動摩擦力和碟簧5的彈簧力即可推拉閥芯8往復(fù)運動，使高速開關(guān)閥快速開啟、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，可最大程度避免閥口出現(xiàn)卡滯問題，且不受不平衡力的影響，且閥芯端面直徑大，閥芯開啟通流能力強，其動態(tài)啟閉特性較好。
【主權(quán)項】
1.一種音圈電機驅(qū)動高速開關(guān)閥，該開關(guān)閥包括電機固定支架(I)、電機定子(2)、電機動子(3)、閥體(4)、碟簧(5)、壓蓋(6)、動密封一(7)、閥芯(8)、動密封二(9)，其特征在于:電機定子(2)通過螺釘與電機固定支架(I)相連，電子(3)動子與閥芯(8)通過壓蓋(6)由螺釘連接，電機動子(3)安裝在電機定子⑵內(nèi)部，碟簧(5)安裝在電子動子(3)與電機定子⑵之間，閥芯⑶安裝在閥體⑷內(nèi)，閥芯⑶與閥體⑷之間通過動密封一(7)和動密封二(9)進(jìn)行密封，電機固定支架(I)通過螺釘與閥體(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驅(qū)動高速開關(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)和補償密封活塞(11)通過帶端面密封(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驅(qū)動高速開關(guān)閥，其進(jìn)一步特征在于:錐閥芯(10)的外徑和補償密封活塞(11)的外徑大小相等，使高速開關(guān)閥通斷過程中受力平衡。
【專利摘要】一種音圈電機驅(qū)動高速開關(guān)閥，采用音圈電機將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，驅(qū)動開關(guān)閥閥芯往復(fù)運動，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、無接觸、無磨損、噪聲低、速度快、精度高等優(yōu)勢，同時閥芯采用分體平衡式錐閥結(jié)構(gòu)，使高速開關(guān)閥通斷過程中閥芯受力平衡，提高閥口密封可靠性，避免系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，增強壓力/流量控制的精度，避免能量耗散，且抗污染能力強。本發(fā)明的高速開關(guān)閥響應(yīng)快、流量大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，適用于氣體介質(zhì)，同時也適用于油基、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)用價值。
【IPC分類】F16K31/04
【公開號】CN105135028
【申請?zhí)枴緾N201510647076
【發(fā)明人】聶松林, 劉向陽, 李光輝
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月8日