[發(fā)明專利]一種交流永磁伺服直線式電動(dòng)機(jī)直驅(qū)式熱油閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410232256.5
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103994262A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙升噸;唐明敏;朱牧之;孟德安;張超
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;F16K1/48;F16K1/52
• 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)明涉及電液伺服閥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交流永磁伺服直線式電動(dòng)機(jī)直驅(qū)式熱油閥。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)電動(dòng)熱油閥由主閥體調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、減速裝置、位移檢測裝置組成，通常配套用于自動(dòng)化程度較高的設(shè)備等低速大流量場合；它兼?zhèn)溟_關(guān)和調(diào)節(jié)的功能，幾乎適用于所有介質(zhì)，雙向流通，控制穩(wěn)定簡單，可滿足大部分工況要求。熱油閥的開關(guān)動(dòng)作完成需要一定的時(shí)間模擬量來進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于工藝工程里死區(qū)的存在，如摩擦力、閥桿扭轉(zhuǎn)和放大器的死區(qū)等，會(huì)使過程變量偏離設(shè)定原點(diǎn)，因此必須使熱油閥門的控制器輸出量大于死區(qū)才能糾正動(dòng)作；閥門在正常使用時(shí)磨損造成熱油閥性能下降是不可避免的，這導(dǎo)致控制穩(wěn)定性降低；傳統(tǒng)熱油閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須與定位器一起設(shè)計(jì)考慮，即設(shè)計(jì)具有高靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的定位器以降低過程偏差度。此外，由于國內(nèi)制造工藝和控制落后于國際先進(jìn)水平，國產(chǎn)熱油閥的發(fā)展遇到了瓶頸。

目前，熱油閥廣泛用于流體混合化工行業(yè)、鍋爐給水等過程控制領(lǐng)域的低中壓、大流量系統(tǒng)，其組件也不斷向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展。國內(nèi)外設(shè)計(jì)的熱油閥采用AO控制，模擬量輸出4-20mA電流信號，通過定位器采集AI反饋信號確定閥桿的工位，將該信號與電機(jī)軸端的輸出信號相比較計(jì)算，從而控制電機(jī)的輸入端信號。熱油閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩經(jīng)減速器增力后驅(qū)動(dòng)閥桿動(dòng)作，其特點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)力較大、流通系數(shù)大，工位自鎖、易于集成組裝；由于閥桿動(dòng)作簡單，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)冗余，檢修維護(hù)不方便。近些年來，由于國內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)展較快，對汽車覆蓋件成形工藝提出了更高的工藝要求，急需對熱成形模具系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)以提高成形件質(zhì)量。熱油閥是模具加熱系統(tǒng)的重要元件，雖然國內(nèi)不少廠家進(jìn)行自主研發(fā)，但在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，對進(jìn)口熱油閥依賴和使用占了很大比例，其價(jià)格昂貴，增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種交流永磁伺服直線式電動(dòng)機(jī)直驅(qū)式熱油閥，適用于低中壓大流量過程控制場合，提高精度，降低成本。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種交流永磁伺服直線式電動(dòng)機(jī)直驅(qū)式熱油閥，包括相互連接的直線電機(jī)部分和主閥體部分，直線電機(jī)部分包括電機(jī)的上端蓋6、下端蓋15，上端蓋6、下端蓋15設(shè)有定位凹槽，兩者之間利用雙頭螺柱拉緊電機(jī)外殼13，上端蓋法蘭7、下端蓋法蘭16與上端蓋6、下端蓋15直接端面接觸連接，永磁體10和永磁直線電機(jī)動(dòng)子8通過圓螺母14和調(diào)節(jié)墊片9固定在電機(jī)軸12上，電機(jī)軸12的上下兩端連接有帶法蘭的第一直線軸承1和第二直線軸承18，上端蓋法蘭7、下端蓋法蘭16設(shè)有限位結(jié)構(gòu)，在第一直線軸承1的法蘭端面焊接有磁柵尺4的安裝環(huán)2，在電機(jī)軸12上端開設(shè)有內(nèi)圓階梯孔，分別放置有磁性隔離圈5和磁柵尺固定環(huán)3，磁柵尺固定環(huán)3用凝膠固定在電機(jī)軸12上，電機(jī)軸12的下端與主閥體部分的閥桿22的上端采用內(nèi)螺紋連接，直線電機(jī)部分和主閥體部分外部通過法蘭19連接，法蘭19內(nèi)部采用填料裝置17對直線電機(jī)部分進(jìn)行絕熱密封，閥桿22的上端穿過填料裝置17伸入到下端蓋法蘭16內(nèi)，閥體23頂端法蘭端面開設(shè)有內(nèi)圓孔放置壓縮彈簧20并用其預(yù)緊填料裝置17，閥桿22與閥體23的頂端法蘭內(nèi)圓孔間隙配合，腔內(nèi)密封圈21與閥腔內(nèi)部采用膠水粘牢，閥體23下腔內(nèi)壁設(shè)置有閥套25，閥瓣24設(shè)置在閥套25內(nèi)，閥瓣24與閥桿22的下端采用螺紋連接。

所述的閥瓣24上設(shè)置了矩形與圓形窗結(jié)構(gòu)，腔內(nèi)流體具有近似的等百分流量特性，緩慢改變流體截面大小，作用在電機(jī)軸12上的液動(dòng)力變化平緩。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

永磁同步直線電機(jī)的電機(jī)軸12與閥桿22、閥桿22與閥瓣24通過螺紋連接成膠合狀態(tài)，實(shí)際上閥瓣24就直接與電機(jī)軸12一體化，電機(jī)軸12直線運(yùn)動(dòng)即為閥瓣24的直線運(yùn)動(dòng)，這就可以通過控制該電機(jī)的電信號來實(shí)現(xiàn)熱油閥的直線動(dòng)作，開關(guān)和改變流體的狀態(tài)，極大的簡化了傳統(tǒng)的熱油閥結(jié)構(gòu)并提高控制的精度和可靠性；閥瓣24上設(shè)置了矩形與圓形窗結(jié)構(gòu)，腔內(nèi)流體的具有近似的等百分流量特性，緩慢改變流體截面大小，作用在電機(jī)軸12上的液動(dòng)力變化平緩，有利于電機(jī)控制的平穩(wěn)性；熱油閥不再配有齒輪等減速機(jī)構(gòu)，極大的簡化了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，安裝檢修方便。

附圖說明

附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。