一種音圈電機驅動高速開關閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種音圈電機驅動高速開關閥，主要適用于氣體介質，同時也適用于油基、水基等為工作介質的系統(tǒng)管道等，用于控制流體介質的高頻通斷。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的開關閥由于切換時間長，換向頻率低而不能適應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，結構簡單，價廉，工作精度也較好，尤其它具有較高的響應速度，重復誤差小，可直接采用計算機進行數(shù)字控制。因此，近二十多年來引起人們對高速開關閥的重視，并首先在少數(shù)工業(yè)發(fā)達國家得到了優(yōu)先展開。對高速電磁開關閥的研究和應用已經(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閥的開發(fā)研究工作起步相對較晚，有關高速電磁開關閥的研究始于20世紀80年代后期。開發(fā)出多種結構和形式的高速開關閥，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]而直接驅動閥具有結構簡單、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換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。具有結構簡單、無接觸、無磨損、噪聲低、速度快、精度高等優(yōu)勢，已廣泛應用于機器人、高速機床進給機構、磁懸浮列車、航空航天等領域。同時錐閥結構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動高速開關閥，用于控制流體介質通斷。
[0006]本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]—種音圈電機驅動高速開關閥，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為分體平衡錐閥結構，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動高速開關閥閥芯，閥芯采用分體平衡結構，保證閥芯通斷過程中作用在閥芯上的介質壓力平衡，具有響應快、流量大等顯著特點，適用于各種工作介質(空氣、水、液壓油等)，可作為流量通斷控制開關閥，實現(xiàn)開關閥快速開啟、關閉動作，增強應用系統(tǒng)的快速反應時間；閥芯閥體之間采用錐面密封結構，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，可直接設定音圈電機的控制電流對音圈電機進行兩點控制，無需驅動器、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，其整體結構簡單、重量輕、體積小、通用性好，具有十分重要的工程應用價值。
【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明結構示意圖；
[0013]圖2本發(fā)明結構俯視圖；
[0014]圖3閥芯結構示意圖。
[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)明的結構示意圖，圖2是本發(fā)明的結構俯視圖圖。其中，音圈電機定子2相對開關閥保持固定，其電機3動子直接與開關閥閥芯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)下閥口關閉；當音圈電機通反向電流時，電機動子3帶動開關閥閥芯8克服動摩擦力和彈簧力向上運動，閥口開啟；當音圈電機通正向電流時，電機動子3帶動開關閥閥芯8克服動摩擦力向下運動，閥口關閉。
[0018]圖3是閥芯的結構示意圖，閥芯8為分體平衡錐閥結構，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往復運動，使高速開關閥快速開啟、關閉。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。
【主權項】
1.一種音圈電機驅動高速開關閥，該開關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)權利要求1所述的一種音圈電機驅動高速開關閥，其特征在于:閥芯(8)為分體平衡錐閥結構，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)連接構成。3.根據(jù)權利要求1所述的一種音圈電機驅動高速開關閥，其進一步特征在于:錐閥芯(10)的外徑和補償密封活塞(11)的外徑大小相等，使高速開關閥通斷過程中受力平衡。
【專利摘要】一種音圈電機驅動高速開關閥，采用音圈電機將電能直接轉換成直線運動機械能，驅動開關閥閥芯往復運動，而不需要任何中間轉換機構，具有結構簡單、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構，使高速開關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)明的高速開關閥響應快、流量大、體積小、重量輕、結構簡單，適用于氣體介質，同時也適用于油基、水基等為工作介質的系統(tǒng)管道等，用于控制流體介質的高頻通斷，具有十分重要的工程應用價值。
【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
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月8日