[實用新型]一種高速液壓閥的驅(qū)動裝置及高速液壓閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920053826.2
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN209539679U
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設計）人: 熊紹平;馮翔宇;賈萬波
• 申請（專利權）人: 中國農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F16K31/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本實用新型公開了一種高速液壓閥的驅(qū)動裝置及高速液壓閥，由轉(zhuǎn)動軸1、轉(zhuǎn)盤2、兩個導磁鐵芯4、兩個勵磁線圈5、線性平動件6、殼體7、軸承8、密封圈9和驅(qū)動機10組成，轉(zhuǎn)盤2固定連接在轉(zhuǎn)動軸1上，線性平動件6安裝在轉(zhuǎn)盤2旁邊，線性平動件6的兩側開有對稱的安裝孔，兩個勵磁線圈5分別安裝在線性平動件6兩側的安裝孔中，兩個導磁鐵芯4分別安裝在兩個勵磁線圈5中間，在殼體7內(nèi)填充有磁流變液3，驅(qū)動機10與轉(zhuǎn)動軸1連接。該高速液壓閥的驅(qū)動裝置響應速度快，額定行程大，電能消耗低,能對高速液壓閥雙向主動驅(qū)動，不受系統(tǒng)流向影響,結構緊湊并易于插裝，可以實現(xiàn)開關控制、換向控制和比例控制，有良好的液壓系統(tǒng)適配性。

技術領域

本實用新型屬于液壓技術中的高速液壓閥技術領域，具體涉及一種高速液壓閥的驅(qū)動裝置及高速液壓閥。

背景技術

現(xiàn)今新興的高效節(jié)能的液壓技術都無一例外的有一個應用前提，即高速液壓閥技術的成熟。縮短高速液壓閥的響應時間和增大額定流量(一般用閥口壓降5bar時的系統(tǒng)流量記為額定流量)均將提高這些新興的數(shù)字液壓系統(tǒng)的工作效率。特別地，當高速閥的響應時間超過1.5ms同時額定流量不足25L/min時，數(shù)字液壓系統(tǒng)并沒有顯示出優(yōu)勢的工作效率；而當高速閥的響應時間不超過4ms且額定流量超過90L/min后，數(shù)字液壓系統(tǒng)的閥控能耗將趨于最小。因此，未來高速液壓閥的設計方向與目標是：快速響應,大額定流量,低電能消耗,不受系統(tǒng)流向影響,結構緊湊并易于插裝等。

為了開發(fā)高速液壓閥，國內(nèi)外已經(jīng)在閥體結構、驅(qū)動方式甚至閥體選材等多方面都做出了許多有意義的探索。高速液壓閥的開發(fā)設計主要集中于液壓閥的驅(qū)動系統(tǒng)及相應的閥體結構。來自Sturman Industries的Johnson等基于傳統(tǒng)的電磁閥驅(qū)動系統(tǒng)(泛指通電螺線管勵磁后產(chǎn)生電磁力驅(qū)動鐵閥芯移動)做出了結構上的改進，設計了具有一種“壺型鐵芯”結構的高速電磁開關閥。這種結構使得該閥在最大閥位時能夠利用剩磁產(chǎn)生的自鎖力來保持閥位，從而節(jié)省了用勵磁電流產(chǎn)生的電磁力來維持閥位消耗的能量。Sturman高速閥的開關閥位切換時間僅需0.45ms，然而該閥隨著閥芯位移增加，作用在閥芯上的電磁驅(qū)動力顯著降低，直到無法克服作用在閥芯上的流體力，使得驅(qū)動行程較短從而流量面積也較小，所以該閥的額定流量僅為12L/min，使其應用范圍十分有限。

為了彌補螺線管式電磁閥這一固有的缺陷，采用先導式的閥體結構來開發(fā)更大額定流量的電磁閥成為一個普遍的選擇，即先勵磁驅(qū)動小流量的先導級電磁閥，再通過先導級電磁閥開啟產(chǎn)生的壓差來驅(qū)動主閥芯的運動。例如，Winkler等開發(fā)出了一種先導式多閥芯高速電磁閥，他們將自己設計的額定流量為10L/min的電磁閥置于先導級，再利用一個較為廉價的滾柱軸承部件承接多個小閥芯構成一個具有多閥芯的主閥芯結構，這樣該閥在獲得快速響應的同時，還能形成較大的流量面積即更大的額定流量。測試結果顯示該閥僅用2ms全開的同時還獲得了85L/min的額定流量。然而，該閥只能完成單向控制，在關閉該閥的過程中需要借助回位彈簧，這使得關閥耗時依賴于閥口壓差并且無法應對系統(tǒng)逆流的情況。為了實現(xiàn)先導式高速電磁閥的雙向控制驅(qū)動，Wilfong等開發(fā)出了一種雙向高速止回閥。該閥也采用先導式的閥體結構，其主閥套與主閥芯在結構上形成兩個腔體并利用兩腔內(nèi)的壓差驅(qū)動主閥芯移動，另外該閥的先導級電磁閥采用兩位四通的滑閥結構，這樣可以通過控制先導級的閥位來對調(diào)兩個驅(qū)動腔的流體壓強，從而改變主閥芯的運動方向?qū)崿F(xiàn)雙向驅(qū)動。