[發明專利]永磁交流伺服電動機螺紋直驅式電液比例流量閥

無效

• 申請號: 201310367826.7
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103591070A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 趙升噸;朱牧之
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明涉及電液伺服閥技術領域，具體涉及永磁交流伺服電動機螺紋直驅式電液比例流量閥。

背景技術

傳統的電液伺服閥由電—機轉換器、液壓放大器及反饋檢測裝置組成，在大流量的場合，多級閥的使用較為廣泛，它含有先導級閥作為控制級，先導閥往往采用噴嘴擋板式、射流管式和滑閥式等結構。傳統伺服閥的壽命和可靠性與液壓油的污染程度密切相關，安裝伺服閥的液壓系統必須進行徹底清洗，噴嘴擋板式和射流管式對油液要求很高，干凈程度需要在5個μ以下，伺服閥被污染是導致伺服閥失效的最主要原因。此外，電液比例閥中采用的比例電磁鐵存在電磁鐵尺寸大以及發熱嚴重等問題，且電磁吸合力難以達到一些高壓系統下的要求。

近年來，插裝閥廣泛地應用于高壓大流量液壓系統中，插裝閥的元件也不斷向標準化與模塊化發展。目前，國內外用于高壓大流量場所的插裝閥均采用二級或三級插裝閥，由先導級實現閥芯的運動及控制，比例控制技術與插裝閥技術相結合,形成二通和三通比例插裝閥。特點是結構簡單,性能可靠,流動阻力小,通油能力大,易于實現集成。但需要額外的液壓回路且維護成本較高，且國內市場多級插裝閥技術尚不成熟。特別是目前國內眾多大型鍛壓設備中都采用了插裝閥實現流量控制、卸荷等功能，這些鍛壓設備的工作條件使得對相應插裝閥的要求不斷提高，且通常正是由于插裝閥等輔助元件無法達到要求限制了國內鍛壓設備在噸位以及控制精度方面的發展。雖然國內諸多液壓閥廠家不斷進行自主研發，但國外進口插裝閥在鍛壓設備領域中仍占絕大多數，且價格高昂，變相提高了設備成本。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供永磁交流伺服電動機螺紋直驅式電液比例流量閥，適用于高壓大流量控制場所，從而改進現有插裝閥結構及控制方法，提高精度，降低成本。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案是：

永磁交流伺服電動機螺紋直驅式電液比例流量閥，包括閥芯2，閥芯2安裝在閥套1內，閥套1的頂部連接有蓋板4，蓋板4的中心孔和閥芯2的上部閥桿外壁配合，蓋板4下端面與閥芯2上端面之間形成空腔，閥芯2的中心孔與空腔相連通，閥芯2的上部閥桿開有內孔，內孔加工有螺紋并與空心螺桿3配合連接，空心螺桿3由平鍵6、螺釘7和旋轉伺服電機5的電機軸固定連接。

所述閥芯2與閥套1配合處安裝有密封圈。

所述蓋板4與閥套1、閥芯2上部閥桿配合處均安裝有密封圈。

所述蓋板4周圍開有螺紋孔，并通過雙頭螺柱8將整個外閥體固定于配套閥座上。

所述閥芯2與閥套1配合面上開有豎槽，槽內設有鋼球。

本發明優點在于省略了一套先導級控制油路的使用，采用伺服電機5直接驅動閥芯2，提高了控制精度，縮減了成本，對閥的控制更為精確并提高了整個液壓系統的工作效率，不再設有先導級，節省了控制油路的成本；將電機與閥做成一體，簡化了機械結構，使安裝空間更為緊湊。

附圖說明

附圖為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細描述。

如附圖所示，永磁交流伺服電動機螺紋直驅式電液比例流量閥，包括閥芯2，閥芯2安裝在閥套1內，閥套1的頂部連接有蓋板4，蓋板4的中心孔和閥芯2的上部閥桿外壁配合，蓋板4下端面與閥芯2上端面之間形成空腔，閥芯2的中心孔與空腔相連通，使入口高壓油進入空腔內平衡閥口壓力，閥芯2的上部閥桿部分開有內孔，內孔加工有螺紋并與空心螺桿3配合連接，空心螺桿3由平鍵6、螺釘7和旋轉伺服電機5的電機軸固定連接。旋轉伺服電機5的旋轉運動由空心螺桿3和閥芯2上部閥桿部分組成的滑動螺旋機構轉化成閥芯2的直線運動，通過控制旋轉伺服電機5旋轉實現閥的開啟閉合。

所述閥芯2與閥套1配合處安裝有密封圈。

所述蓋板4與閥套1、閥芯2上部閥桿配合處均安裝有密封圈。

所述蓋板4周圍開有螺紋孔，并通過雙頭螺柱8將整個外閥體固定于配套閥座上。

所述閥芯2與閥套1配合面上開有豎槽，槽內設有鋼球，避免了閥芯2的旋轉運動。

本發明的工作原理為:

閥口處于關閉狀態時，開啟旋轉伺服電機5，高壓油從閥口A進入，由閥芯2的中心孔進入閥芯2與蓋板4形成的空腔中，此時，高壓油對閥芯2的作用力為閥芯2的下表面面積S1與上表面面積S2的壓力差，此時工作中的旋轉伺服電機5的輸出軸通過平鍵6將旋轉運動傳遞給空心螺桿3，由于空心螺桿3與閥芯2上部掏空螺母部分形成螺旋傳動機構，空心螺桿3的旋轉運動轉化為閥芯2的直線運動，從而帶動閥芯2向上運動使得閥口開啟，旋轉伺服電機5通過本身的反饋信號使得閥芯2向上移動指定的開口量，使部分高壓油從出口B流出，保證了不同的流量下閥口有不同的開度，實現了伺服控制；在閥口需要關閉時，旋轉伺服電機5反轉，從而帶動閥芯2向下運動，直至閥口關閉，以上實現了由旋轉伺服電機控制閥的開啟閉合。