[發(fā)明專利]一種伺服電機直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動比例減壓閥

有效

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• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN103925399A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙升噸;金立波;李靖祥;張宗元
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16K17/04
• 分類號: F16K17/04;F16K31/04
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣動比例減壓閥技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種伺服電機直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動比例減壓閥。

背景技術(shù)

減壓閥是通過改變節(jié)流面積，使流體通過時產(chǎn)生壓降，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動保持穩(wěn)定的壓力控制閥。傳統(tǒng)的減壓閥按控制壓力情況來分有定值、定比、定差三種，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為直動式減壓溢流閥和先導式減壓閥兩種。它們均為機械式的手動壓力調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)精度不夠高。比如直動式彈簧薄膜活塞減壓閥閥后壓力變化范圍一般為15％-20％左右，先導式減壓閥其閥后壓力變化范圍也在5％-10％左右。其次，傳統(tǒng)減壓閥只能實現(xiàn)靜態(tài)控制，當輸出的工作壓力需要隨著負載大小而實時、快速精確地變化時，傳統(tǒng)的減壓閥就不能滿足工作的要求了。

電氣比例壓力閥是在傳統(tǒng)減壓閥的基礎(chǔ)上，采用電－機械轉(zhuǎn)換裝置將電信號轉(zhuǎn)換為位移信號，連續(xù)控制閥芯行程實現(xiàn)對氣動系統(tǒng)中工作介質(zhì)壓力的控制的。電氣比例壓力閥是一種模擬量的動態(tài)調(diào)節(jié)壓力閥，與傳統(tǒng)減壓閥只能在靜態(tài)方式下工作相比，電氣比例壓力閥可對輸出氣體壓力根據(jù)負載需要進行實時、快速地控制，響應(yīng)比較快,工作平穩(wěn)，自動化程度比較高，可進行開環(huán)和閉環(huán)控制。但是，目前工業(yè)實際中采用的傳統(tǒng)電氣比例壓力閥往往采用專門設(shè)計的直流比例電磁鐵實現(xiàn)閥輸出壓力的調(diào)節(jié)，這種傳統(tǒng)比例閥造價高、動態(tài)和靜態(tài)性能都較遜色，有一定的不靈敏區(qū)和滯環(huán)，并且線性度較差，抗壓縮空氣中油和水的污染能力差，抵抗機床使用中振動沖擊的性能較低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種伺服電機直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動比例減壓閥，通過伺服電機驅(qū)動，能夠精確自動調(diào)節(jié)減壓閥的開度，實現(xiàn)精確控制閥后壓力的問題，改善閥的動態(tài)性能。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種伺服電機直驅(qū)端面凸輪的膜片式氣動比例減壓閥，包括外殼8，伺服電機1固定在外殼8頂部連接的上端蓋3上，伺服電機1輸出軸與行星減速器的太陽輪2間隙配合，行星減速器的行星輪4和上端面凸輪10連接，圓錐滾子軸承7外圈和內(nèi)圈分別由齒圈31和上端面凸輪10定位，深溝球軸承29外圈和內(nèi)圈分別由上閥體13和上端面凸輪10定位，上閥體13上部和外殼8固連，上端面凸輪10和位于上閥體13內(nèi)的下端面凸輪12配合，下端面凸輪12下部連接有調(diào)壓彈簧25，調(diào)壓彈簧25下端連接在彈簧端蓋24上，上閥體13與下閥體16固連，膜片21被壓緊固定在上閥體13和下閥體16之間，位于彈簧端蓋24下面，在彈簧端蓋24中間裝有溢流閥23，閥桿20穿過膜片21頂在溢流閥23閥口上，閥桿20下端和閥芯19連接，下閥體16兩側(cè)設(shè)有進氣口和出氣口，下閥體16內(nèi)部設(shè)有氣體反饋孔15，閥芯19外部和復位彈簧17連接，閥芯19、復位彈簧17通過下端蓋18和下閥體16下部密封連接。

所述的上端面凸輪10和下端面凸輪12之間裝有滾珠11,將滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦，下端面凸輪12上裝有第二鍵27，上閥體13一側(cè)開有導向槽26，第二鍵27沿著導向槽26滑動。

當采用計算機進行壓力的閉環(huán)自動控制時，在下閥體16的出氣口處安裝有傳感器；或在下閥體16的出氣口處裝壓力表，人為通過伺服電機1的速度，調(diào)整膜片21上調(diào)壓彈簧25的壓下量，達到所需的輸出壓力。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：伺服電機直接驅(qū)動端面凸輪壓縮彈簧，實現(xiàn)閥芯直線運動，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)；通過檢測閥門出口壓力，構(gòu)建電控伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)閉環(huán)控制，能夠?qū)崟r、快速、精確調(diào)節(jié)閥的輸出壓力，實現(xiàn)動態(tài)控制，改善閥的動態(tài)性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明上端面凸輪10、下端面凸輪12、滾珠11連接示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。