[實用新型]一種電動方向控制閥及由其組成的電動方向控制閥組

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720614652.3
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN206786099U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊友勝;石林;穆為磊;楊翊坤;邢世琦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;F16K31/524;F16K1/32;F16K11/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 孫靜雅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于流體傳動與控制系統(tǒng)中的控制元件領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種基于凸輪頂桿機構(gòu)的電動方向控制閥及由其組成的電動方向控制閥組。

背景技術(shù)

在流體傳動與控制系統(tǒng)中，方向控制閥主要是利用閥芯相對閥體、閥套或者閥座的相對位置改變，使流道接通、關(guān)斷或改變流動方向，從而控制執(zhí)行元件的啟停和換向等動作。

按閥口結(jié)構(gòu)，方向控制閥主要有提升式和滑閥式，提升式閥口，如錐閥、球頭閥口等，可做到密封面之間無間隙，可完全切斷流道，實現(xiàn)零泄露，具備良好的密封性能，但不能完全平衡閥芯上軸向靜壓力。滑閥式閥口，可通過平衡活塞（或稱為完整閥腔）來平衡閥芯上軸向靜壓力，但其密封面之間有間隙，不能完全切斷流道，存在泄露。

在閥芯驅(qū)動方式上，一類是在彈簧力配合下，通過手動、機械、電磁鐵或氣體/液體壓力等方式，實現(xiàn)閥芯位置的改變；另一類是通過電磁鐵與流體壓力及彈簧力相配合，實現(xiàn)閥芯位置的改變，達到控制流道的通斷或切換的目的。這兩種方式的閥都不具備狀態(tài)記憶與保持功能，在輸入動力撤去后會在彈簧彈力作用下復(fù)位至初始狀態(tài)。

在先專利文件CN203963221U、CN101512202A、CN102483180A、US6959728B2、CN2282627Y公開了將凸輪頂桿機構(gòu)作為傳動機構(gòu)應(yīng)用于控制閥的技術(shù)方案，這些方案雖然都采用錐形閥口，能保證良好密封性能，但都無軸向靜壓力平衡措施。在高壓和雙向工作（進出口互換）條件下，閥芯軸向靜壓力大，改變閥芯位置所需的輸入功率大，耗能大；其次，在輸入動力撤去后，無法實現(xiàn)閥芯狀態(tài)的保持，即無狀態(tài)保持與記憶功能；再次，工作環(huán)境條件（如環(huán)境壓力）的變化對閥的性能影響大，在一些對能耗、狀態(tài)保持要求苛刻的應(yīng)用領(lǐng)域，如深海、太空等，現(xiàn)有的方向控制閥顯然不能滿足要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種基于凸輪頂桿機構(gòu)的電動方向控制閥及由其組成的電動方向控制閥組。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種電動方向控制閥，包括內(nèi)設(shè)通腔的閥體，所述通腔包括兩個分別與閥體上接頭相通的腔室，在兩腔室之間接口處設(shè)置錐形閥芯從而形成錐形閥口，在閥體的兩端各設(shè)置有一個蓋板以封閉上述的通腔，其改進之處在于：在錐形閥芯的兩端各設(shè)置有一個穿出上述蓋板與閥體外環(huán)境介質(zhì)相接觸的頂桿，該兩頂桿與閥體通腔內(nèi)壁之間以動密封件相連，并且該兩頂桿橫截面的直徑長度與接口橫截面的直徑長度相等，在與錐形閥芯底面相鄰的頂桿上套設(shè)彈簧，該彈簧一端與錐形閥芯的底面相抵接，另一端與閥體相抵接，彈簧彈力使錐形閥芯抵緊接口以關(guān)閉錐形閥口，與錐形閥芯錐面相鄰的頂桿伸出蓋板后與安裝在凸輪軸上的凸輪相配合，上述的凸輪軸安裝在閥體上，在凸輪軸旋轉(zhuǎn)至其凸輪的凸出部抵緊與之相配合的頂桿時，可以通過該頂桿推動錐形閥芯克服彈簧彈力以脫離接口使錐形閥口開啟。

進一步的，所述的凸輪軸由安裝在閥體上的原動件驅(qū)動。

進一步的，所述的原動件為電機或舵機。

進一步的，凸輪軸的前后兩端各通過一個安裝在閥體上的滾動軸承與閥體相連接。

進一步的，所述凸輪的近休止角大于0°，遠休止角大于等于0°。

一種電動方向控制閥組，使用上述的電動方向控制閥，其改進之處在于：所述控制閥的數(shù)量為2個以上，各控制閥共用一根凸輪軸，在凸輪軸的表面設(shè)置1個以上的凸輪，每個凸輪與1個以上的控制閥相配合。

進一步的，在凸輪的數(shù)量為2個以上時，各凸輪分布在凸輪軸的不同周面上。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型所公開的電動方向控制閥及由其組成的電動方向控制閥組，在凸輪軸旋轉(zhuǎn)至其凸輪的凸出部未抵緊與之相配合的頂桿時，彈簧彈力使錐形閥芯抵緊接口以關(guān)閉錐形閥口，錐形閥口在關(guān)閉狀態(tài)下具有良好的密封性能，保證零泄漏；在凸輪軸旋轉(zhuǎn)至其凸輪的凸出部抵緊與之相配合的頂桿時，可以通過該頂桿推動錐形閥芯克服彈簧彈力以脫離接口使錐形閥口開啟，此時撤去凸輪軸的輸入動力使之保持不動，就可以使錐形閥口保持開啟狀態(tài)，實現(xiàn)了狀態(tài)的保持與記憶。

本實用新型所公開的電動方向控制閥及由其組成的電動方向控制閥組，通過凸輪軸與彈簧的配合，使控制閥在錐形閥口關(guān)閉和開啟狀態(tài)下都不耗能，實現(xiàn)狀態(tài)的自保持，凸輪軸旋轉(zhuǎn)一定角度即可實現(xiàn)錐形閥口在關(guān)閉與開啟之間的狀態(tài)切換。由于凸輪的遠休止角大于等于0°，使凸輪所受外力（大小為彈簧力與液動力之和）始終指向凸輪中心，即使受到干擾，也可始終保持錐形閥口開啟。